Использование радиолокационных космических снимков и цифровых карт местности для построения зон фактического затопления местности при разливах рек

Одной из важных задач при осуществлении информационной поддержки мониторинга паводковой ситуации является построение на цифровой топографической карте зон фактического затопления местности при разливах рек, для выделения которых успешно применяются данные дистанционного зондирования Земли из космоса, особенно космические радиолокационные снимки, на качество которых облачность, сопровождающая паводок, оказывает минимальное влияние. Зоны фактического затопления, выделенные с привязанных по орбитальным данным радиолокационных космических снимков, полученных со спутника Radarsat-1 и являющимися одними из наиболее подходящих по своим параметрам для решения данной задачи [3], имеют погрешность совмещения с цифровой топографической картой масштаба 1:200000, достигающую 1000м. Ввиду того, что радиолокационные космические снимки имеют большие размеры кадра (порядка 100х100 км), радиолокационная съёмка ведется под углом к надиру и радиоволны более подвержены электромагнитным помехам, радиолокационные космические снимки допривязать к векторной карте с высокой точностью, которая необходима для выделения зон затопления при мониторинге паводка, с помощью классических методов становится невозможным по следующим причинам. Во-первых, для точной привязки необходимо большое количество опорных точек (порядка 100 точек на снимок 100х100 км), что приводит к большим искажениям привязываемого снимка. Во-вторых, одни и те же объекты на космических снимках и векторных картах имеют непропорциональное изменение размеров и геометрии по всей площади снимка, обусловленные особенностью радиолокационной съемки и различным способом представления объектов на двух моделях реального мира, на карте и на снимке.
Учитывая вышеперечисленные недостатки, авторами предложен метод построения зон фактического затопления местности при разливах рек на основе радиолокационных космических снимков и анализа характерных точек рельефа, позволяющий исключить влияние описанных выше факторов и совмещать информацию, полученную с одной модели реального мира (космический радиолокационный снимок) на другой модели реального мира (цифровая топографическая карта).
Метод заключается в нахождении крутых берегов с помощью анализа характерных точек рельефа местности, создании множества опорных точек путём выбора на крутых берегах точек максимальной крутизны, выделении фрагментов космического снимка, содержащих по одному крутому берегу, привязки фрагментов, совмещая крутые берега на космическом снимке с теми же берегами на карте с использованием опорных точек, и объединении привязанных фрагментов с интерполяцией перекрывающихся областей.
Разработанный метод был использован при построении зон фактического затопления местности на основе космических снимков Radarsat в период весеннего паводка 2008 года в окрестностях города Уфы, благодаря чему точность совмещения зон затопления с векторной топографической картой повысилась на 40% по сравнению с результатами, полученными при использованием классических методов привязки космических снимков, что существенно при оценке затопленных и подтопленных территорий специалистами, осуществляющими мониторинг весеннего паводка.