Методы сертификационных испытаний цифровых моделей рельефа, сформированных на основе данных дистанционного зондирования Земли

Уровень требований к точности описания рельефа как системообразующего фактора местности определяется типом научной или инженерно-технологической задачи и методами ее решения. Совершенствование радиометрических и геометрических характеристик приборов сканерного и кадрового типа, устанавливаемых на средствах дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), ставит потребителей перед выбором между наземной съемкой рельефа (дорогостоящей и потому локальной, но геоморфологически упорядоченной) и регулярными растровыми (цифровыми) моделями рельефа (ЦМР) на значительные районы (вплоть до глобального покрытия). Этот сектор геоинформатики стимулирован решением Меж-дународной организации гражданской авиации ICAO об обязательном оснащении воздушных судов системами раннего предупреждения приближения к Земле, использующих электронные данные о местности. Концепция зональной навигации предусматривает использование ЦМР на районы, отличающиеся по типу характерных манёвров: 1) вся территория государства; 2) диспетчерский узел (в окружности радиусом 40 км); 3) аэродром; 4) взлетно-посадочные полосы. Требования к точности и разрешению ЦМР ужесточают-ся по мере уменьшения площади района. Государства-члены ICAO обеспечивают наличие с 20.11.2008 г. электронных данных о местности и препятствиях в соответствии со спецификациями для района 1 и данных о местности в соответствии со спецификациями для района 4, с 18.11.2010 г. - для 2 и 3 района.
В условиях отсутствия отечественных нормативных документов по описанию и тестированию ЦМР поставщикам данных ДЗЗ (ДДЗЗ) и органам сертификации необходимо руководствоваться стандартами общего применения (ГОСТ Р ИСО 19105-2003, ГОСТ Р ИСО 19113-2003, ГОСТ Р ИСО 5725-2002) и отраслевыми стандартами и инструкциями Роскартографии (ОСТ 68-3.4.1-03, ОСТ 68-3.4.2-03, ГКИНП (ОНТА) 12-274-03, ГКИНП (ГНТА) 17-004-99). Поскольку требования ICAO к ЦМР 1 и 2 района аналогичны требованиям к ЦМР DTED Level 1 и DTED Level 2, разрабатываемых в США, то на первоначальной стадии допустимо при разработке методик испытаний учитывать проверенные практикой процедуры описания и подтверждения характеристик ЦМР (MIL-PRF-89020B NOT 1, MIL-D-89000 NOT 1, MIL-D-89001 NOT 1, MIL-STD-600001). Отсутствие нормативной базы усугубляется требованиями ICAO по представлению данных ЦМР в системах координат WGS-84 и MSL, что приводит к необходимости пересчета плановых координат и высот по ГОСТ Р 51794-2001.
При обосновании объемов выборки контрольных точек и процедур тестирования необходимо иметь информацию о точностных характеристиках ДДЗЗ, на основе которых формируется ЦМР, и методах их получения и вторичной обработки. В оптическом диапазоне ДДЗЗ для ЦМР получаются в результате стереометрической и лазерной сканирующей съемки (в настоящее время производится с самолетов приборами типа Optech ALTM, Leica ALS, TopoSys FALCON). Примерами стереосъемки являются: одно-проходная 2-3 камерами (2 камеры PAN космического аппарата (КА) IRS-P5,-P6; 2 камеры HRS КА SPOT-5, 3 камеры PRIZM КА ALOS, 2 камеры ASTER КА Terra); однопроходная одной камерой с поворотом вдоль трассы и двухпроходная одной камерой с поворотом поперек трассы (КА EROS-A, -B; OrbView-3, QuickBird; IRS-1C, IRS-1D, SPOT-2, SPOT-4, Ресурс-ДК). В радиолокационном диапазоне ДДЗЗ для ЦМР получаются в результате стереометрической и интерферометрической съемки. Стереосъемка вследствие принципиально бокового обзора может быть реализована в форме однопроходной для двух однотипных КА (ERS-1/ERS-2, Radarsat-1/-2, TerraSAR-X/TanDEM-X) и двухпроходной для одного КА (PALSAR КА ALOS, ASAR КА Envisat). Интерферометрическая съемка возможна при размещении на борту носителя двух антенн (подапертур), расположенных вдоль (КА Radarsat-2, самолет Convair-580) и поперек траектории (Shuttle SRTM, самолеты AirSAR, Convair-580, STAR-3i).
Для проверки полноты (территории охвата), целостности и логической согласованности необходима визуализация данных всей ЦМР, при этом инструментальному контролю для проверки точности может подвергаться часть данных. В зависимости от заявляемых параметров ЦМР контрольными точками могут являться: плановые координаты и высоты пунктов государственной геодезической, гравиметриче-ской и нивелирной сети; геодезические измерения с помощью аппаратуры навигационных систем ГЛО-НАСС/GPS/Galileo; координаты точечных объектов планово-высотной основы цифровых топографиче-ских карт (масштаб должен быть согласован с разрешением ЦМР); ДДЗЗ с точностными характеристиками на порядок лучше проверяемых. Вследствие больших объемов контрольных измерений необходимо применение специализированного программного обеспечения, сертифицированного для этих целей.