ВВЕДЕНИЕ 6
Глава 1. Теоретическая часть 8
1. Обзор космических программ ДЗЗ и источников получения данных 8
1.1 Космические программы ДЗЗ 8
1.1.1 Landsat-8 8
1.1.2 Sentinel-2 9
1.1.3 Modis 10
1.1.4 Выбор спутника 10
1.2 Обзор открытых источников 11
1.2.1 Список открытых источников 11
1.2.2 Global Land Cover Facility 12
1.2.3 USGS EarthExplorer 12
1.2.4 Выбор источника 12
1.3 Обзор существующих решений 13
1.3.1 Получение данных вручную 13
1.3.2 PHP cURL 17
1.3.3 USGS API 18
1.3.4 Библиотека USGS на языке Python 21
1.3.5 Выбор способа получения данных 22
1.4 Требования к модулю 23
1.4.1 Наименование программы 23
1.4.2 Краткая характеристика области применения программы 23
1.4.3 Основание для проведения разработки 23
1.4.4 Функциональное назначение программного модуля 23
1.4.5 Эксплуатационное назначение информационной системы 23
1.4.7 Требования к функциональным характеристикам 25
1.4.8 Требования к организации входных данных 25
1.4.9 Требования к организации выходных данных 25
1.4.10 Требования к временным характеристикам 25
1.4.11 Отказы из-за некорректных действий оператора 25
1.4.12 Требования к информационным структурам и методам решения 26
1.4.13 Требования к исходным кодам и языкам программирования 26
1.4.14 Требования к программным средствам, используемым модулем 26
Вывод по главе 1 27
Глава 2. Практическая часть 28
2.1 Краткие сведения 28
2.2 Диаграммы вариантов использования 28
2.3 Диаграмма деятельности 30
2.3.1 Прецедент 1: Авторизация в модуле 32
2.3.2 Прецедент 2: Скачивание изображения 33
2.4 Блок-схема алгоритма 35
2.5 Настройка среды разработки 36
2.5.1 OSGeo4W Shell 36
2.5.2 Pip 36
2.5.3 Setuptools 36
2.5.4 Библиотека USGS 37
2.5.5 Установка библиотек 37
2.6 Программная реализация модуля 38
2.6.1 Авторизация 38
2.6.2 Алгоритм поиска изображения 39
2.6.3 Извлечение метаданных 39
2.6.4 Сортировка данных 40
2.6.5 Извлечение данных для загрузки 42
2.7 Запуск скрипта 42
Вывод по главе 2
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) — наблюдение поверхности Земли авиационными и космическими средствами, оснащёнными различными видами съемочной аппаратуры. В современном мире задачи, связанные с ДЗЗ, стали особо востребованы в различных сферах, таких как: сельское хозяйство, океанология, геодезия, службы чрезвычайных ситуаций, службы безопасности. Можно сказать, что дистанционное зондирование стало двигателем прогресса этих областей.
Одним из приоритетных направления применения методов дистанционного зондирования является сельское хозяйство и, в частности, мониторинг земель сельскохозяйственного назначения. В рамках агромониторинга, который характеризуется большими площадями, труднодоступностью, данные ДЗЗ пользуется большим спросом для анализа состояния земель.
В научно-учебной лаборатории информационной поддержки космического мониторинга кафедры «Системы искусственного интеллекта» института космических и информационных технологий СФУ, ведется активная работа над разработкой системы агромониторинга, которая предназначена для решения проблем мониторинга земель сельскохозяйственного назначения.
Система агромониторинга основана на анализе актуальных оперативных данных ДЗЗ, а, следовательно, в рамках рассматриваемой системы актуальная разработка модуля получения оперативных данных в автоматическом режиме для решения тематических задач агромониторинга.
Целью данной работы является разработка модуля автоматического получения космических снимков для мониторинга земель сельскохозяйственного назначения в рамках системы Агромониторинга.
В рамках данной работы основными задачами являются:
1) обзор космических программ ДЗЗ и открытых источников;
2) обзор существующих решений;
3) программная реализация модуля.
Особенностью разрабатываемого модуля является автоматический режим поиска и получения данных ДЗЗ. Данное проектное решение ориентировано на конечных пользователей (представителей сельскохозяйственных организаций), не обладающих специальными знаниями и умением работать в среде ГИС и систем ДЗЗ.
В результате бакалаврской работы были выполнены все поставленные задачи и достигнута цель: разработан модуль автоматического получения данных ДЗЗ из открытого источника на заданную территорию. Разработаны диаграммы вариантов использования, диаграммы деятельности и блок-схема алгоритма.
Реализованный модуль обладает перечисленными возможностями:
1) использование web-технологий, что позволяет использовать сеть Интернет для получения данных ДЗЗ;
2) использование открытого источника данных USGS Earth Explorer по средствам библиотеки USGS языка Python;
3) простой поиск и получение релевантных запросу спутниковых данных спутника Landsat-8.
Также, модуль имеет большое преимущество, в связи с тем, что серверная часть ГИС «Агромониторинг» реализована на Python, а это значительно упрощает интеграцию модуля.
