Варианты использования проектируемой системы хранения эталонных спектров и предметно-специфических характеристик природных и антропогенных объектов

Анализируются проблемы и решения, возникающие при создании программной системы хранения эталонных спектров и предметно-специфических характеристик (ПСХ) для поддержки задач обработки данных много- и гиперспектральной съемки. Система рассматривается как сервер, содержащий базу данных эталонных спектров и обслуживающий клиента, занимающегося обработкой данных – специалиста или автоматизированный процесс. Система используется в 2 разных режимах. Первый – отбор и заполнение БД эталонных спектров из различных источников. Второй – формирование пакета эталонных спектров по некоторым критериям отбора для поставки их клиенту по запросу. Рассматриваются варианты использования проектируемой программной системы. Для простоты рассматриваются два вида задач. Первый вид – это задача помощи пользователю в классификации имеющихся у него спектров. Система должна определять классы по заданным параметрам и по ограничениям на метаданные и строить соответствующие этим классам сигнатуры. Спектральная сигнатура является распределением вероятности найденных спектральных сигнатур – эталонов, хранящихся в базе и относящихся к искомому классу. В ходе диалога с пользователем из имеющихся в системе классов формируются те классы, которые нужны пользователю. Анализируются возможные модальности этого диалога и проблемы, которые могут возникнуть в ходе привязки «пользовательских» классов и классов, хранящихся в системе. Обсуждается необходимая для этого структура классов в системе. Второй вид задач – это помощь пользователю в определении ПСХ наземных объектов по имеющимся у пользователя спектрам. При решении этой задачи система выдает пользователю функцию связи коэффициента спектральной яркости в заданных спектральных каналах (КСЯ) с ПСХ. Простейшим вариантом такой функции являются спектральные индексы типа NDVI. Рассматриваются и значительно более сложные варианты, в том числе возможности формирования «обратных» моделей КСЯ-ПСХ по имеющимся «прямым» моделям ПСХ-КСЯ, например, PROSAIL для растительности. При проектировании системы возникает проблема выбора модели хранения данных. Проектирование системы ведется от выхода ко входу: способ хранения в системе определяется требованиями к обеспечению необходимых пользователю выходных данных системы, а необходимое преобразование входных данных для размещения их в системе в качестве эталонов определяется способом хранения. Различные размерности спектральных пространств, в которых работают спектрометры, различные форматы метаданных этих приборов, а также расширяемая система классов и сигнатур неудобны для хранения в традиционных реляционных БД. Рассматриваются варианты современных нереляционных СУБД для хранения данных разрабатываемой системы.