Автоматический контроль точности геопривязки данных КА «Канопус-В» №1 по изображениям от КА «Landsat-8»

При штатной работе звёздных датчиков КА «Канопус-В» ошибки координатной привязки маршрутов съемки не превосходят 60 м. Однако встречаются ситуации, когда из-за сильного углового движения или «засветки» астродатчика резко снижается точность определения углового положения спутника, что приводит к ошибкам геопривязки видеоданных от 1.5 – 2 до 4 км. Для выявления подобных маршрутов необходимо сравнивать геодезические координаты представленных на снимке характерных объектов с опорными значениями.
В работе представлена технология автоматического контроля точности геопривязки спутниковых изображений, не зависящая от внешних картографических Internet-сервисов. При ее разработке решены две задачи: создан банк опорных растровых данных на заданную территорию, построен высоконадёжный и высокопроизводительный механизм поиска одноименных точек на анализируемом и опорном изображениях.
На базе отдельных кадров крайне затруднительно организовать высокоскоростной поиск одноименных сюжетов на анализируемом и опорном изображениях. Поэтому, по аналогии с картографическими сервисами, создано непрерывное растровое покрытие опорной территории земной поверхности, организованное в виде пирамиды разномасштабных слоев с разбивкой на тайлы. Такое представление информации позволяет реализовать доступ к любому участку покрытия в режиме реального времени. Помимо растрового покрытия, к банку опорных данных подключена цифровая модель рельефа SRTM (http://srtm.csi.cgiar.org), тем самым обеспечена возможность измерения в опорной точке не только геодезических координат, но и высот объектов.
Выполнено наполнение банка опорных растровых данных по снимкам от КА «Landsat-8», находящимся в открытом доступе по адресу http://earthexplorer.usgs.gov/. Точность геокодирования панхроматических изображений «Landsat-8» с пространственным разрешением 15 м по критерию СЕ 90 составляет не менее 12 м.
Проанализированы возможные решения по автоматическому поиску одноименных точек на опорном покрытии, синтезированном из разновременных снимков, и анализируемом изображении.
На базе алгоритма SURF разработан высокопроизводительный и надежный механизм идентификации координат одноименных точек маршрута и опорного растрового покрытия. Точность определения координат одноименных точек определяется пространственным разрешением опорного изображения и составляет 15 м. Найденные координаты одноименных точек и их высоты передаются в процедуру оценки точности геопривязки маршрутов съемки.
В докладе приведены результаты апробации технологии автоматического контроля точности на маршрутах КА «Канопус-В» №1 с ошибками геопривязки видеоданных до 4 км. Представлены результаты работы с маршрутами, имеющими значительные текстурные различия с опорным покрытием и содержащими облачные объекты.
Созданная технология автоматического контроля геопривязки адаптирована к информации от КА «Канопус-В» и проходит в настоящее время отработку в Научном центре оперативного мониторинга Земли.