IV. ВАЖНЕЙШИЕ ЗАКОНЧЕННЫЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ И ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКИЕ РАБОТЫ, ВЫПОЛНЕННЫЕ В 2009г. И ГОТОВЫЕ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ

  • Разработка автоматического метода и технологии динамического картографирования наземных экосистем по данным спутниковых наблюдений. Создание карты наземных экосистем Северной Евразии по данным среднего пространственного разрешения.

    За отчетный период проведено усовершенствование технологии локально-адаптивной обучаемой классификации типов наземных экосистем по спутниковым данным. В частности, внедрено использование детальных баз данных априорных вероятностей встречаемости типов наземных экосистем. Это обеспечило возможность на этапе классификации по композитным изображениям MODIS в полной мере использовать тематические продукты, полученные с помощью специализированных алгоритмов выявления некоторых типов земного покрова. Созданные базы данных получены методами анализа временных рядов спутниковых наблюдений (выявление пройденных огнем территорий) и с помощью средств ГИС-анализа (границы зон тундры, степи, участки повреждения лесов насекомыми и др.), а также на основе экспертных знаний о пространственном распределении наземных экосистем.

    Вычислительный комплекс локально-адаптивной обучаемой классификации был оптимизирован для многократной классификации исследуемой территории. Данная возможность необходима для эффективной организации работы по совершенствованию продукта картографирования путем экспертного поиска ошибок, модификации обучающих данных и повтора классификации. Удалось сократить затраты времени на классификацию путем выделения участков изменений и ограничения объема вычислений, что сделало возможным регулярное получение текущих версий продукта картографирования. Для управления классификацией и доступа к результатам вычислительный комплекс оснащен web-интерфейсом.

    Завершена работа над первой версией карты растительности России с пространственным разрешением 250 м, полученной по данным прибора Terra-MODIS 2005 г. При классификации использованы очищенные от влияния облачного и снежного покрова помесячные композитные изображения. В качестве источников для обучения использованы карта наземных экосистем Северной Евразии, полученная по спутниковым данным прибора SPOT-Vegetation с пространственным разрешением 1 км, карта лесов СССР, циркумполярная карта арктической растительности и другие источники. Легенда новой карты состоит из 21 типа земного покрова, в том числе 8 типов лесной растительности.


    Рис. Карта растительности России по данным MODIS


    Проведена экспериментальная оценка возможности картографирования многолетней динамики растительного покрова территории России. С использованием обучающих баз данных, подготовленных в рамках разработки карты растительности России 2005 г., было проведено ретроспективное картографирование растительности на основе классификации композитных изображений MODIS 2002 г. Исследование подтвердило принципиальную возможность повторения результата картографирования на многолетних временных сериях спутниковых изображений. В настоящее время ведется разработка методики дифференциации обнаруженных изменений по основным категориям, включая процессы повреждения, восстановления и замещения типов растительности, а также детектирования ложных изменений, связанных с вариациями условий спутниковых наблюдений.



  • Завершены исследования и разработка первого в России и в мире высокоскоростного декодера цифровых потоков для космических и спутниковых каналов с особо высоким уровнем шума на основе многопороговых алгоритмов декодирования (МПД), разрабатываемых в ИКИ РАН.



    Созданное устройство коррекции ошибок на скоростях более 1 Гбит/с позволяет решить все проблемы связи и на произвольно высоких скоростях передачи данных вплоть до 30 Гбит/с и более благодаря возможности применения новых запатентованных в 2007-09 гг. в ИКИ РАН решений по этому важнейшему для космических исследований направлению.
    Применение МПД декодеров, работающих на принципах, до сих пор не используемых за рубежом, позволяет многократно повысить к.п.д. использования очень дорогих спутниковых и космических каналов связи. Это эквивалентно одновременному запуску на околоземную орбиту сразу от 3-х до 8-ми космических аппаратов, не применяющих эффективное кодирование, которые будут эквивалентны всего лишь одному спутнику для ДЗЗ, содержащие такие системы помехоустойчивого кодирования с МПД алгоритмами, разрабатываемые в ИКИ РАН.
    МПД алгоритмы непосредственно применимы и во всех цифровых каналах связи общего назначения с особо высокими требованиями к достоверности передачи данных.

    По данной теме в 2009 г. опубликовано 18 работ, а также получен патент на изобретение с приоритетом от 21.06.2007, выданный в 2009 году:
    В.В.Золотарёв. «Способ декодирования помехоустойчивого кода».

    Исследования по данной тематике поддерживаются грантом РФФИ № 08-07-00078.

    Руководитель темы д.т.н., проф., Лауреат премии правительства РФ по науке и технике Золотарёв В.В.
    Тел. +7-(495)-333-45-45 zolotasd@yandex.ru, www.mtdbest.iki.rssi.ru