Автоматическое обновление бесшовного покрытия по данным спутников Канопус-В

Проект «Цифровая Земля», реализуемый в настоящее время Роскосмосом, базируется на создании единого сплошного многослойного динамического покрытия (ЕСМДП) территории РФ данными ДЗЗ. Базовыми спутниками являются 6 спутников Канопус-В, обеспечивающие регулярное наблюдение земной поверхности нашей страны. Подробная методика построения ЕСМДП приведена в работе (А. Н. Марков и др. Особенности обработки данных сенсора «Геотон-Л1» космического аппарата «Ресурс-П» при формировании бесшовных сплошных покрытий регионов РФ// Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2020. том 7, выпуск 1. С. 72–83). Географическая привязка изображений осуществляется по опорным реперным точкам, для отбора которых используется уже созданное покрытие, предоставляемое PlanetLabs (пространственное разрешение — 3 м), точность геодезической привязки которого не хуже10 м. Следует отметить, что применение методики трудоемко и субъективно. Две трети времени обработки проходит с участием оператора, основная функция которого – обнаружение реперных точек на совмещаемом с референсным покрытием изображении. Для хорошего совмещения требуется плотная сеть точек, которых может и не быть, особенно на заснеженных участках. Требуется также совмещение изображений с камер ПСС и МСС у каждого спутника.
Для решения этих трех проблем предлагается использовать созданный авторами алгоритм автоматического совмещения изображений (А.И. Алексанин и др. Проблемы совмещения изображений с пиксельной точностью // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 1. С. 9-16). Алгоритм одновременно рассчитывает точность совмещения в каждом пикселе. Работы с изображениями спутников Канопус-В №3,4 и –ИК уровня обработки 1 и 2А показали, что нелинейных аберраций спутниковые изображения не имеют – изображения плоских участков Земли, снятые разными спутниками с разных камер, совмещаются с помощью трехмерного аффинного преобразования с пиксельной точностью. Пространственное несоответствие изображений уровня 2А камер ПСС и МСС одного и того же спутника обусловлены неточностью параметров применяемой в НЦ ОМЗ модели движения спутника по орбите и легко исправляется посредством расчета поправок к параметрам. Для совмещения изображения не требуется создания плотной сетки опорных реперных точек. Реперные точки рассчитаются алгоритмом автоматически и в большом количестве. Для упомянутых спутников Канопус-В при совмещении с помощью аффинного преобразования единственным источником ошибок совмещения изображений, прошедших ортотрансформирование, будет неточность рельефа. Отклонение точности совмещения от пиксельной покажет места несоответствия применяемого рельефа на изображении.
Работа была поддержана грантом РФФИ-РГО № 17-05-41152.