Российская сеть изучения и охраны пернатых хищников
Я хочу сообщить о встрече окольцованной птицы!
Пернатые хищники
Соколообразные
Совообразные
Изучение
Ключевые виды
Мониторинг
Фаунистика
Миграции
Кольцевание
Охрана
Платформинг
Нестбоксинг
Птицы и ЛЭП
ООПТ
Информация о сети
Устав и программа
Члены сети
Проекты
Мероприятия сети
Блоги
СМИ о нас
Библиотека
Журнал “RC”
Методики
Книги
Статьи
Отчёты и доклады
Презентации
Новости
События
Конференции
Прочие объявления
Из соцсетей
Для спонсоров
Горящие проекты
МЫ В СОЦСЕТЯХ
RRRCN RRRCN
Fatbirder's Top 1000 Birding Websites
НАШИ БАННЕРЫ
RRRCN RRRCN

ArcView GIS для экологов

3.1.2.4. Обработка ДДЗЗ

Общая схема компьютерной обработки ДДЗЗ включает в себя:

1. Импорт каналов и их склеивание в единое изображение

2. Радиометрическая и/или атмосферная коррекция

3. Привязка и/или геометрическая коррекция

4. Классификация или дешифрирование

5. Анализ результатов дешифрирования

6. Презентация результатов

Далее будут рассмотрены основные этапы обработки ДДЗЗ методами и инструментарием ArcView. Пункт «Радиометрическая и/или атмосферная коррекция» опущен в описании, так как на современном этапе развития рынка ДДЗЗ большинство данных предоставляется компаниями-владельцами снимков уже с радиометрической и/или атмосферной коррекцией. Также не будут рассматриваться методы ортотрансформирования снимков, так как в большинстве случаев стандартный пакет предварительной обработки данных включает ортотрансформирование и снимки поставляются уже в формате GeoTIFF привязанные в определенную проекцию и необходима лишь коррекция привязки по опорным точкам.

3.1.2.4.1. Импорт ДДЗЗ

Сырые данные дистанционного зондирования Земли могут быть импортированы в ArcView с помощью Image Analyst. Импортированные данные после этого могут использоваться в среде ArcView GIS для дальнейшей работы с ними.

Image Analyst поддерживает импорт данных CADRG, CIB, DOQ, ERS, SPOT, IRS-1C и Landsat.

Для импорта данных:

1. В режиме открытого окна Вида в панели управления ArcView (при подключенном модуле Image Analyst) выбираем в меню «File – Файл» «Import Image – Импортировать изображение» — открывается окно загрузки файла.

2. В окне загрузки файла в меню «List Files of Type: – Лист типа файлов» выбираем необходимый для импорта формат, выбираем диск, папку, необходимый файл и нажимаем «ОК» – начинается процесс импорта. В строке состояния окна ArcView GIS отображается информация об импорте. В зависимости от объема и сложности данных, импорт может потребовать некоторого времени. В результате импортированный файл загружается в оглавление Вида.

3. Выделяем импортированный файл в оглавлении Вида, заходим в меню «Theme – Тема» в панели управления ArcView и выбираем команду «Save Image – Сохранить изображение» или «Save Image As – Сохранить изображение как» – открывается окно сохранения файла в котором выбираем диск, папку, формат файла и записав его имя, нажимаем «ОК». В результате импортированное изображение будет сохранено в нужном формате, понимаемом ArcView и другими ГИС-приложениями.

Во многих случаях для импорта изображений требуются дополнительные программы-конвертеры.

В результате интенсивного развития программы NASA Earth Observing System получили широкое распространением данные, получаемые сенсорами ASTER, MODIS, CERES и др., которые в «сыром» и обработанном виде в большинстве случаев распространяются в формате HDF. Hierarchical Data Format (HDF) – иерархический формат данных, разрабатываемый The National Center for Supercomputing Applications с 1987г. и довольно широко используемый в настоящее время научным сообществом. Более широкое использование формата ограничено его достаточно большой сложностью. В настоящее время поддержка и развитие формата осуществляется некоммерческой организацией The HDF Group, сайт которой является официальной страницей формата.

Формат HDF существует в двух основных версиях 4 и 5 и позиционируется как формат для любых сложных составных данных, включающих разнотипные данные, такие как текст, растры, таблицы и т.д.. Для ДДЗЗ используются расширения формата адаптированные NASA: например расширение HDF-EOS (HDF-Earth Observing System) – это специальная надстройка для формата HDF, позволяющая более эффективно хранить данные получаемые со спутников системы EOS (Terra, Aqua и др.). Программное обеспечение для обработки этого формата распространяется через сайт HDF Group.

HDF-EOS дополнен следующими форматами данных: grid, swath, point, отличие этих данных от других заключается в наличие пространственной привязки. С точки зрения программирования, программные библиотеки HDF при обращению к HDF-EOS будут вести себя с ними как с обычными HDF данными, игнорируя привязку, поэтому для правильной работы с этим расширением формата HDF, необходимы специальные библиотеки, понимающие географическую привязку.

HDF-EOS существует в двух основных версиях: v2.x является расширением к HDF v4, v5.x является расширением HDF v5. Эти версии плохо совместимы из-за сильных изменений введенных в формат HDF начиная с версии 5.

На сайте GIS-lab имеется подборка различной документации по формату HDF, с которой имеет смысл ознакомиться при необходимости работы с данными в этом формате.

Программное обеспечение для работы с данными в формате HDF:

NOeSYS – разработка компании RSINC. Программа предоставляет, пожалуй, самый полный визуальный контроль за данными в формате HDF, иерархически представляет их структуру, позволяет экспортировать любую из компонентов файла (растр, таблицы и т.д.). К сожалению, программа платная, но кроме демо-версии по запросу авторам, разработчики предоставляют файл лицензии делающей программу полностью работоспособной на несколько дней.

HDF Explorer – программное обеспечение португальского производства, так же позволяющее визуализировать иерархическую структуру HDF в удобной для восприятия форме и работать с ней. Имеются бесплатные версии:

HDF Explorer v1.1, 7Mb, загрузка через GIS-Lab

HDF Explorer v1.4.014, 14Mb, загрузка через домашнюю страницу программы

HDFView – программное обеспечение от создателей формата HDF, NCSA и Университета Иллинойса. Написана на языке Java, поэтому требует также установки виртуальной машины Java. К сожалению, не позволяет просматривать метаданные (CoreMetadata.0, StructMetadata.0, archiveMetadata.0).

Multispec – учебная программа, позволяющая импортировать растровые данные из формата HDF. К сожалению, не визуализирует иерархическую структуру, не позволяет импортировать текстовые и табличные данные, но распространяется бесплатно.

HDF2Bin – пожалуй наиболее распространенная утилита для конвертирования растров, содержащихся в HDF файле в простой бинарный растр (ссылка 1, ссылка 2). Автор Wenli Yang, George Mason University. В результате работы программы создаются бинарные файлы для каждого из входящего в HDF набора данных, размерность растров по осям записывается в лог-файл. Запускается программа из командной строки: hdf2bin aster.hdf > logfile.txt

Достаточно большой пакет программ для работы с HDF доступен на сайте Лаборатории передовых ИТ и стандартов – Laboratory for Advanced Information Technology & Standards.

При необходимости работы с данными AST_07 (ASTER On-Demand L2 Surface Reflectance) имеет смысл использовать программу ImgImporter, доступную бесплатно на сайте GIS-lab.

AST_07 – атмосферно скорректированные данные ASTER уровня обработки L1B (значения излучения на сенсоре). В продукте исправлены эффекты газовой абсорбции и молекулярного рассеивания. Для расчетов используются данные о профилях атмосферы полученных с помощью моделирования на основе данных NOAA (NCEP). Получаемые данные целиком зависят от точности атмосферных профилей. Планируется, что следующие поколения данных будут учитывать данные о температурных профилях атмосферы и содержании влаги получаемые из данных прибора MODIS, аэрозольное рассеивание по данным прибора MISR.

Помимо данного продукта доступен следующий ряд производных продуктов на базе ASTER:

Программа предназначена для конвертирования снимков спутникового сканера ASTER в виде файлов hdf, в растровые файлы формата tiff. Программа работает в пакетном режиме – задаётся исходная директория с набором файлов hdf (File->Set source folder) и выходная директория, куда будут складываться результаты в формате tiff (File->Set target folder). В качестве входного файла используется файл *.hdf0 Таким образом, в текущей версии программы импортируются только VNIR данные (видимого и ближнего инфракрасного диапазона, 15м разрешения). Программа способна создавать 3 типа выходных файлов: обычный tiff; tiff, сопровождаемый файлом twf (файл привязки ArcView\Arcinfo и понимаемый другими ГИС); GeoTiff (расширение стандарта tiff предназначенное для интеграции информации о привязке в сам файл, не имеет внешнего файла привязки). Данные для географической привязки берутся из метаданных. Выходной снимок состоит из трёх 256 битных каналов исходного снимка (band1,band2,band3), разложенных в 3 компонента RGB, развернут на угол (MAPORIENTATIONANGLE), взятый из метаданных.

Для импорта данных MODIS первого уровня обработки в формате HDF с переводом данных в нужную проекцию и формат TIF имеет смысл использовать пакет MRT Swath (MODIS Swath Reprojection Tool), для склейки в единые многоканальный файлы – пакет FW Tools, для пакетной обработки данных – MODIS-Swath-Import-tool. Последняя программа работает при наличии установленных предыдущих пакетов.

Для импорта данных MODIS уровней 2G, 3, 4 в формате HDF с переводом данных в нужную проекцию и формат TIF с одновременным созданием мозаик из граничащих фрагментов имеет смысл использовать пакет MRT (MODIS Reprojection Tool), для пакетной обработки данных – MODIS-Import-tool.

Пакеты MRT Swath (MRT – Swath) и MRT (MODIS Reprojection Tool) доступны на сайте LP DAAC, программа FW Tools версии 2.2.8 доступна на одноименном сайте, программы MODIS-Swath-Import-tool и MODIS-Import-tool доступны на сайте GIS-lab (ссылка 1, ссылка 2, ссылка 3, ссылка 4)

Перед началом конвертирования данных вышеуказанными программными пакетами имеет смысл установить набор библиотек, доступных на сайте GIS-lab.

ДДЗЗ MODIS Level 1 and Atmosphere Archive and Distribution System – снимки MODIS первого уровня обработки с атмосферной коррекцией. На данный момент, существует 3 уровня обработки данных MODIS: 2G, 3, и 4. Продукты MODIS подвергаются многократной обработке (фактически несколько раз переделываются заново), необходимость ее повторения связана с совершенствованием алгоритмов обработки, улучшением параметров радиометрической и геометрической коррекции. Версия продукта называется коллекцией и заложена в названии продукта. Таким образом, каждый продукт на базе данных MODIS, может иметь несколько версий (коллекций). Рекомендуется для работы использовать последнюю версию продукта. Коллекция 1 – данные созданные в первый год функцирования камеры MODIS: 2000-2001. Коллекция 3 – данные полученные на базе Коллекции 1, а также отснятые в ноябре 2000 — декабре 2002 гг. Коллекция 4 – обработанные данные из Коллекций 1 и 3, а также данные за период до 2008 г. С 2009 г. начинается продукция 5-й версии продуктов.

Существует целая серия типов продуктов MODIS, распространяемых через систему WIST (см. главу 3.1.2.2.1. Каталог ДДЗЗ WIST и его использование):

MOD09 – Surface Reflectance – Отражающая способность земной поверхности,

MOD11 – Land Surface Temperature and Emissivity – Температура и излучательная (эмиссионная) способность земной поверхности,

MOD12 – Land Cover/Change – Классификация типов земной поверхности и их изменений,

MOD13 – Vegetation Indices – Индексы растительности,

MOD14 – Thermal Anomalies/Fire – Термические аномалии/Пожары,

MOD15 – Leaf Area Index/Fraction of Photosynthetically Active Radiation (LAI/FPAR) – Индекс поверхности листовой пластинки/Доля фотосинтетически активной радиации (LAI/FPAR),

MOD17 – Net Primary Vegetation Production – Первичная продуктивность растительности,

MOD43 – Bidirectional Reflectance Distribution Function/Albedo – Функция двунаправленного распределения отражающей способности

MOD44 – Vegetation Conversion/Continuous Fields – Изменения растительности/Проективное покрытие растительности

Единицы хранения данных для продуктов 2G и 3 – гранула (granule), для 4 уровня обработки – фрагмент (tile). Одному фрагменту обычно соответствует один файл в формате HDF-EOS. Название фрагмента (granule ID или tile ID) расшифровывается следующим образом:

ESDT.AYYYYDDD.hHHvVV.CCC.YYYYDDDHHMMSS.hdf , где:

ESDT — Тип данных (Earth Science Data Type) (например MOD14A1),

YYYYDDD — Дата съемки, год (YYYY) и дата по Юлианскому календарю (DDD: 1..365),

hHH — Номер фрагмента по горизонтали (0-35),

vVV — Номер фрагмента по вертикали (0-17),

CCC — Номер коллекции (версии данных),

YYYYDDDHHMMSS — Дата обработки фрагмента: Год, дата по Юлианскому календарю и время UTC,

hdf — расширение формата HDF.

Исходно, данные MODIS, коллекций 1 и 3 распространяются в равноплощадной проекции ISIN (Integerized Sinusoidal), которая не поддерживается большинством ГИС-приложений. Данные из коллекции 4 имеют проекцию Sinusoidal. Продукты других дисциплин, например Snow and Ice могут распространяться в других проекциях. Для работы с данными, необходимо сначала перевести их в более привычный формат и систему координат/проекцию.

 

Содержание

 

 

Страниц: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55

Наверх

Пернатые хищники и их охрана
Форум сети
Фотоальбом
Видеотека
  • Login

  • Войти через loginza

    1.08.2017

    Пять орлов-могильников в Ульяновской области помечены трекерами

    Ульяновские орлы-могильники с трекерами фирмы Aquila.

    Летом 2017 г. пять орлов-могильников или солнечных орлов были помечены GPS/GSM трекерами в Ульяновской области. Проект стал возможным благодаря взаимодействию целого ряда организаций.

    28.07.2017

    Где проводят лето неполовозрелые степные орлы?

    Степная орлица по имени Ада. Фото И. Карякина

    Вопреки ожиданиям, ни Ева ни Ада не вернулись на родину (на места гнездования родителей), как в первый год своей жизни поступают все орлы-могильники. Ада провела лето на Кавказе, преимущественно в Азербайджане, а Ева покочевав в горный районах Алтая, переместилась в степи центрального Казахстана, где осела в горах Ерейментау до конца лета.

    Все новости

    Raptors Conservation 34

    Пернатые хищники и их охрана № 34

    Увидел свет новый номер журнала «Пернатые хищники и их охрана / Raptors Conservation» №34. В номере опубликованы статьи по результатам изучения орлана-белохвоста, чёрного коршуна, длиннохвостой неясыти и рыбного филина.

    Орнитофауна центра Европейской России

    Орнитофауна центра Европейской России: динамика, антропогенная трансформация, пути сохранения

    Монография посвящена одному из наиболее актуальных направлений экологических исследований — антропогенной трансформации биоты. Птицы рассматриваются как модельная группа, демонстрирующая широкий спектр реакций и адаптаций живых организмов к воздействию антропогенных факторов, а также важнейший объект компенсационной природоохранной деятельности.

    Все публикации