Возможности тематического дешифрирования ДДЗ с использованием искусственных нейронных сетей

Технологии оперативного доступа и обработки космической информации для ведения мониторинга природных ресурсов, промышленно-хозяйственной деятельности и чрезвычайных ситуаций претерпели за последнее время серьезные изменения. Уникальная информация о состоянии земной поверхности стала доступна региональным структурам, в круг обязанностей которых входит проведение мониторинговых наблюдений и принятие решений по результатам анализа складывающейся в регионах обстановки. Развитие коммуникационных сетей дало возможность вовлечь в процесс обработки дистанционной информации различных специалистов и сделать доступными обширные архивы материалов космической съемки. Подобный информационный скачок явился стимулом развития методологии и технологии обработки и применения данных космического зондирования земли в традиционных сферах: геологическом картографировании, оценке лесов, мониторинге земель, прогнозировании и мониторинге чрезвычайных и аварийных ситуаций, экологическом мониторинге, оценке метеообстановки, ледовой разведки. Кроме того, что не менее важно, стали появляться новые направления использования оперативной космической информации в отраслях, которые принято характеризовать, как находящиеся "на стыке различных направлений". К таковым следует отнести картографирование местообитаний редких и ценных видов животных (в том числе оценка мест предполагаемых кормовых участков, гнездований, коридоров миграции) для последующего планирования природоохранных и промысловых мероприятий, выявление массивов уникальных растительных группировок и ареалов редких видов растений (мониторинг площадей старовозрастных лесов севера Европейской части России). По материалам регулярных разносезонных съемок из космоса стал возможным оперативный анализ социально-экономических особенностей, отражающихся в структуре и динамике ресурсопользования, проведение исторических реконструкций для целого ряда административных территорий в различных ландшафтных зонах.

Региональная адаптация технологий персонального оперативного приема данных с космических аппаратов серии "Ресурс О1" наглядно показала, что переход на новый уровень информационного обеспечения не только возможен, но уже произошел. Мониторинг окружающей среды перестал существовать независимо от текущих, насущных вопросов экономики, планирования, хозяйственной деятельности. Анализ новых возможностей, привносимых децентрализацией средств ведения космического мониторинга в федеральную и региональные информационные структуры, проведенный по результатам трехлетней государственной программы "Регион", позволил выявить основные сильные стороны этого процесса, которыми являются:

• экономическая целесообразность проведения столь широкомасштабного и трудоемкого мероприятия, как дистанционный мониторинг. Регионы, проводя его своими средствами и получая окупающуюся на своем уровне информацию, одновременно формируют национальный архив изображений, способов и результатов их обработки;
• сокращение времени от приема информации до принятия решения по результатам ее анализа и, следовательно, реальное вовлечение технологий дистанционного зондирования в решение хозяйственных проблем;
• отбор реально необходимых для конкретных регионов задач, методически и технологически решенных;
• постановка и методическая апробация новых, сугубо региональных задач, актуальность которых зависит от географического положения и социально-экономической специфики конкретной территории.

Анализ опыта работы сети малых станций "СканЭр" дал возможность оценить и проблемы - так называемые "болезни роста", вызванные децентрализацией средств получения и обработки данных спутникового мониторинга. Одной из наиболее важных, на наш взгляд, проблемой является методическое обеспечения процесса обработки оперативной спутниковой информации. Предпосылок возникновения этой проблемы достаточно. Первая - неразработанность методик анализа множественных разносезонных космических изображений одной и той же территории. В действительности, несмотря на значительный отечественный и зарубежный опыт обработки различных типов дистанционных изображений, практически отсутствуют технологии, рассматривающие снимок не в качестве уникальной модели земной поверхности, а как частную модель, раскрывающую сезонные или фенологические закономерности строения конкретной территории. Для формирования первичного представления об интересующем явлении на земной поверхности, безусловно, подойдет и единичный снимок, технология обработки которого известна, но в случае составления базовых карт для ведения природно-ресурсного мониторинга, исчерпывающее описание можно получить лишь по данным мультивременной съемки. Попытки традиционного решения этой проблемы путем раздельной обработки разносезонных космических изображений с последующей интеграцией ее результатов в геоинформационных системах не технологичны и чреваты ошибками, связанными с неизбежной формализацией данных при передаче их в ГИС.

Вторая предпосылка заключается в слабой подготовленности региональных информационных структур