Введение 3
1. Дистанционное зондирование Земли 5
1.1. Общие сведения 5
1.2. Движение спутника 6
1.3. Спутники SPOT 8
2. Космические снимки 11
2.1. Общие сведения 11
2.2. Трансформирование снимков 13
2.3. Получение космических снимков пользователем 16
3. Анализ космического снимка со спутника SPOT-6 территории г.
Казань 18
3.1 Подготовительные работы 20
3.2. Scanex Image Processor 24
3.3 Трансформирование снимка и оценка точности 25
3.4 Создание карты на основе космического снимка 33
Заключение 37
Список литературы 40
Приложение 1
Актуальность. В настоящее время в геодезии в некоторых видах работ на смену наземным методам измерений приходят методы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Это связано не только с улучшением качества получаемых материалов, упрощением камеральных работ и общим развитием технологии, но и с тем, что в некоторых ситуациях намного выгоднее, в экономическом плане, использовать методы ДЗЗ, вследствие этого растет интерес к автоматизированной обработке и анализу данных ДЗЗ.
В развивающихся городах, таких как Казань, данные ДЗЗ используются, например, для мониторинга площадей и состояния зеленых насаждений, для планирования направления развития и расширения города, для выявления экологических нарушений, для создания и обновления топографических карт и планов и т.д.
Если же говорить о ДЗЗ из космоса, то на сегодняшний день основным преимуществом данной технологии является быстрое получение, прежде всего, актуальных данных с достаточной точностью на огромные территории. Страны-лидеры сейчас делают упор на запуски спутников, которые будут поставлять снимки с метровой и субметровой точностью, и с каждым годом количество запущенных спутников только растет.
Одним из таких спутников является французский SPOT-6, который совместно со SPOT-7 и группировкой Pleiades-1/2 образует единственную в своем роде систему оптических спутников, способную получать съемку одной и той же территории два раза в день. Одной из задач SPOT-6 является обеспечение пользователя материалами для создания и обновления топографических и специальных карт вплоть до масштаба 1:25000.
Объектом исследования в данной работе будет являться панхроматический и мультиспектральный космические снимки со спутника SPOT-6 с пространственным разрешением 2 м, на котором отображена территория г. Казани.
Цель данной работы - анализ космического снимка с использованием ПО Scanex Image Processor (SIP).
В ходе исследования предстоит решить ряд задач:
1.Освоение программного продукта SIP.
2. Проведение подготовительных мероприятий: измерение опорных точек в ПО Autocad, подбор цифровой модели рельефа (ЦМР), исследуемого района, из открытого источника.
3. Обработка одиночного космического снимка с использованием опорных точек, ЦМР и RPC-файла.
4. Оценка точности полученных результатов и исследование качественных характеристик снимка после обработки.
5. Создание фрагмента топографической карты масштаба 1:25000 в ПО Autocad Map 3D с использованием трансформированного космического снимка в качестве графического оригинала.
Основной целью данного исследования являлось проанализировать космический снимок, который был получен со спутника SPOT-6, оценить его качественные и количественные характеристики.
Производитель SPOT-6 заявляет, что панхроматические изображения с данного аппарата получаются с пространственным разрешением 1,5 м. В нашем случае вследствие факторов, влияющих на качество снимков, о которых говорилось в главе 2.1, разрешение составляет 2 м.
По ходу выполнения работы были решены следующие задачи:
1. Освоение программного продукта SIP.
2. Проведение подготовительных мероприятий, необходимых для трансформирования одиночного космического снимка.
3. Обработка космического снимка с использованием опорных точек, ЦМР и RPC-файла.
4. Оценка точности полученных результатов и исследование
качественных характеристик снимка после обработки.
5. Создание фрагмента топографической карты масштаба 1:25000 с использованием космического снимка в качестве графического оригинала.
В итоге было доказано, что с применением опорных точек можно добиться результатов трансформирования космического снимка SPOT-6, которые будут соответствовать точности, необходимой для создания топографической карты масштаба 1:25000. Это было подтверждено проведением трансформирования снимка с 7, 6 и 5 опорными точками. С уменьшением количества точек точность трансформирования улучшалась (Таблица 4.1).
Таблица 4.1
Зависимость СКО трансформирования от количества ОТ
Кол-во опорных точек СКО (м)
7 8,948
6 7,325
5 5,695
Причиной этого является то, что некоторые точки, которые впоследствии поочередно исключались, были либо неправильно измерены, либо ошибочно маркированы.
Если точность географической привязки снимка соответствует масштабу 1:25000, то пространственное разрешение не позволяет произвести картографирование всей территории, изображенной на данном снимке. Некоторые объекты, к примеру, частный сектор возле района Азино-1, отобразились нечетко (Рисунок 3.16). Эту область картографировать с применением одного лишь данного космического снимка не представляется возможным, потому что объекты, которые должны отображаться в масштабе 1:25000, например, огнеупорные здания, невозможно распознать.
В работе, при создании фрагмента карты выбранной территории, так же возникали трудности при картографировании, связанные с распознаванием объектов. На рисунке 4.1 приведен пример, когда по снимку невозможно распознать здание мечети. Пользователю, не знающему местности, в данной ситуации понадобились бы дополнительный материалы в виде либо старых топографических карт и планов, либо данные обследования дешифровочной бригады, чтобы классифицировать объект.
В результате выполненных исследований, можно сделать вывод, что космический снимок территории г. Казани со спутника SPOT-6 соответствует графическому оригиналу для создания топографической карты масштаба 1:25000 только по точности. По качественным характеристикам он не подходит, так как для картографирования в данном масштабе городской местности требуется более высокое пространственное разрешение.
