ВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. В 1988 г. завершено создание государственной топографической карты масштаба 1:25 000 на всю территорию бывшего СССР. 300 тыс. листов карты несут уникальную информацию, имеют большое социально-экономическое, научно-техническое и культурно-историческое значение. Кроме того, вся территория России обеспечена топографическими картами более мелких масштабов (1:50 000 - 1:1 000 000). Создание и обновление топографических карт - обязательная предпосылка развития производительных сил страны, укрепление ее обороноспособности. Несмотря на обеспеченность всей страны картой 1:25 000 масштаба, сохраняют свое значение карта масштаба 1:100 000, особенно для подготовки новых изданий обзорно-топографических карт. Известно, что топографические карты всего масштабного ряда обеспечивают общегеографическое, тематическое и комплексное картографирование. Спрос на карты постоянно растет. Возникает необходимость в оперативной информации, обеспечивающей решение проблем управления территорией, проведения земельной реформы, проблем экологической безопасности и многих других. В тоже время начало съемок и составления карт положено очень давно. Поэтому актуальная и емкая проблема сегодняшнего дня - обновление созданного фонда топографических карт. Удовлетворение потребностей в современной топографической карте решается в условиях современной компьютеризации картографии созданием цифровых и электронных карт, федеральных и региональных банков картографических данных. Приобретает первостепенное значение проблема оперативного обновления топографических карт на базе современной техники и космических съемок.
Цели и задачи исследования. Целью диссертационной работы является научный анализ, обобщение и совершенствование цифровой технологии и практических методов обновления топографических карт масштабов 1:25 000,
4
4
1:100 000, 1:200 000 по материалам космической съемки. Реализация поставленной цели потребовала решения следующих задач:
- изучить современные средства, методы и технологии обновления топографических карт с обзором литературы;
- разработать концепцию общей (целостной) цифровой технологии обновления топографических карт по космическим снимкам на основе обобщения современного опыта и научных достижений;
- выделить в общей технологической схеме основные этапы цикла обновления карт и разработать рекомендации по цифровой технологии и методам их выполнения, или по совершенствованию технологий (методов);
- исследовать значение редакционных работ в цифровых технологиях обновления карт и разработать методику их редактирования;
- рассмотреть возможности применения приемников спутникового позиционирования на разных этапах обновления карт.
Объект исследования - топографическая поверхность Земли и происходящие на ней процессы. Предмет исследования - методика и технология картографирования или актуализации имеющихся карт топографической поверхности.
Методы исследований, примененные в диссертационной работе, опираются на теоретические и методологические основы топографического картографирования, фотограмметрии, дистанционного зондирования, отраженные в трудах ученых и топографических картах, методы математической картографии, а также на достижения в области цифровых компьютерных технологий.
На защиту выносятся
1. Концептуальная схема общей цифровой технологии обновления топографических карт масштабов 1:25 000, 1:100 000, 1:200 000 по материалам космической съемки (с учетом научных достижений и реальных возможностей производства сегодняшнего дня).
5
5
2. Рекомендации по методике обработки растровых изображений при обновлении карт.
3. Разработки по цифровой технологии полевого и камерального дешифрирования космических снимков.
4. Методика редактирования цифровых топографических карт при их обновлении.
5. Рекомендации по применению и методике GPS-измерений при обновлении карт рассматриваемых масштабов.
Научная новизна.
Предлагаемая диссертация является первой работой, обобщающей в целом технологию обновления топографических карт масштабов 1:25 000, 1:100 000, 1:200 000 по космическим снимкам с применением компьютерных технологий. К оригинальным результатам исследований, по мнению автора, можно отнести:
- обзор литературы и обобщение отечественного и зарубежного опыта компьютерных технологий обновления топографических карт по космическим снимкам;
- рекомендации по методике перевода информации в цифровой вид и использованию в качестве исходного материала вместо диапозитивов постоянного хранения тиражных оттисков обновляемых карт;
- опытно-производственные исследования по подготовке растровых изображений снимков к трансформированию и их преобразованию;
- предложения по использованию «идеальных стереопар» космических снимков (КФА-1000) для анализа изменений в рельефе и оптимизации процесса дешифрирования в целом;
- выявление (определение) особенностей и преимуществ цифровой технологии дешифрирования космических снимков;
- разработки по методике и вариантам сочетания полевого и камерального дешифрирования, критериям выбора оптимальных вариантов;
- методику редактирования цифровых топографических карт;
б
б
- рекомендации по использованию GPS-приемников на разных этапах обновления карт. Руководство по подготовке планово-высотного обоснования аэрокосмических снимков с использованием двухчастотных фазовых приемников фирмы Ashtech марки Z-FX.
Практическая значимость.
Рекомендации по технологии обновления топографических карт масштабов 1:25 000, 1:100 000, 1:200 000 в целом и по отдельным этапам используются в Государственном научно-исследовательском и производственном центре «Природа». Разработки по методике обработки растровых изображений, методам использования GPS-приемников на разных этапах обновления карт, включая «Руководство по подготовке планово-высотного обоснования аэрокосмических снимков с использованием двухчастотных фазовых приемников фирмы Ashtech марки Z-FX», подтверждены справками о внедрении в этой организации.
Все результаты исследований по теме диссертации внедрены в учебный процесс на кафедре Картографии МИИГАиК в курсах «Топографическое картографирование», «Редактирование топографических карт и атласов», что также подтверждено документально.
Апробация работы.
Диссертационные исследования доложены и обсуждены на научных семинарах и заседаниях кафедры Картографии, ежегодных научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых МИИГАиК (2002, 2003 гг.), на 1-ой Международной конференции «Земля из космоса - наиболее эффективные решения», организованной Инженерно-технологическим центром СканЭкс (Москва, ноябрь, 2003г.)
Публикации.
Содержание диссертации освещено в 3-х опубликованных статьях, одной депонированной работе, в обновленных изданных топографических картах 1:25 000 и 1:200 000 масштабов. Исследования диссертации отражены также в
7
7
8
научно-технических отчетах кафедры картографии Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК), в «Руководстве по подготовке планово-высотного обоснования аэрокосмических снимков с использованием двухчастотных фазовых приемников фирмы Ashtech марки Z-FX» (препринт).
Объем и структура работы.
Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и приложения -«Руководства по подготовке планово-высотного обоснования аэрокосмических снимков с использованием двухчастотных фазовых приемников фирмы Ashtech марки Z-FX». Содержит 159 страниц машинописного текста, 10 таблиц, 11 рисунков. Список литературы включает 135 наименований. Автор считает своим долгом выразить искреннюю благодарность своему руководителю профессору Тамаре Васильевне Верещаке за постоянное внимание и помощь в работе. Автор также признателен главному инженеру Госцентра «Природа» Евгению Петровичу Чуприне, начальнику комплекса цифрового картографирования Наталье Ивановне Мазаевой, коллегам по работе, сотрудникам кафедры картографии МИИГАиК за поддержку обсуждение работы и ценные замечания, позволившие улучшить рукопись.
Глава 1.
СОВРЕМЕННЫЕ СРЕДСТВА, МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ ОБНОВЛЕНИЯ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
1.1 Сущность обновления карт, современные материалы дистанционного зондирования и их геометрические преобразования
Обновление карт - путь поддержания топографической изученности земной поверхности на современном уровне. При отсутствии современных топографических карт информация о земной поверхности, природных и антропогенных ландшафтах устаревает и теряет свою ценность.
Различают физическое и моральное старение карт. Физическое старение связанно с динамикой объектов местности и их характеристик. Это старение происходит постепенно и неравномерно по различным элементам. Физическое старение во многом зависит от экономического развития страны. Быстрее ландшафт меняется в экономически развитых районах. Строительство антропогенных объектов, прокладка дорог, сведение лесов может привести к тому, что карта перестанет быть современной через 2-3 года. Напротив, в малоосвоенных районах служба карты удлиняется на десятилетия. Различные элементы карты стареют с разной скоростью. Природные элементы ландшафта меняются медленнее культурных. Физические изменения местности различают по динамике: одни могут происходить медленно и постепенно (миграции рек, движение ледников), другие - быстро, катастрофически (сход селевых потоков, лавин, взрывы, карстовые обвалы).
Моральное старение карт связано с их несоответствием современному научно-техническому уровню. В связи с непрерывным возрастанием требований к картам и научно-техническим прогрессом в развитии топографо-геодезического производства меняются математическая основа, полнота содержания, оформление карт и методы их создания. Эти изменения отражаются в новых инструкциях, условных знаках, руководящих технических
9
9
10
материалах. Старение карт замедляет картографическую обеспеченность территории.
Под обновлением карт понимается приведение их в соответствие с современным состоянием отображаемой местности и современными научно-техническими требованиями.
Поскольку в большинстве случаев карта устаревает частично, при обновлении выполняют не все процессы и в меньшем объеме, чем при создании карты. Обновление должно проходить быстрее и с меньшими затратами, чем создание карты заново. Следует отметить, что обновление процесс не бесконечный, и после 3-4х циклов карту необходимо создавать заново, чтобы исключить ошибки, вносимые при обновлении [26].
Обновление карт всегда является актуальной задачей и затрагивает многие вопросы [15,32,44,74, 92,98]
Технологически обновление карты индивидуально для каждого района и зависит от характера, числа и значимости изменений. При планировании технологии на первый план выходят задачи оценки качества обновляемой карты и наличия исходных материалов для обновления (в частности космических или аэроснимков).
При обновлении карт необходимо решение следующих задач:
- изучение и анализ особенностей района обновления;
- сбор и анализ основных и дополнительных источников информации [33];
а) литературных, описательных материалов, географических карт и атласов;
б) материалов топографических съемок: каталогови координат точек съемочной сети, материалов фотосъемок, технических документов к созданным или обновленным картам (планам) предыдущего издания;
в) материалов специальных и специализированных крупномасштабных съемок;
г) материалов государственного планирования;
11
- оценка степени старения карт с целью выбора оптимальной технологии их обновления в зависимости от характера и числа изменений;
- выбор исходных материалов, основных и дополнительных источников информации;
- детальное выявление изменений местности, получение координат и характеристик изменившихся объектов, внесение изменений;
- проверка качества обновленной карты ( полевая, камеральная);
- подготовка карты к изданию.
Детальное выявление изменений местности и получение координат и характеристик изменившихся объектов местности может проводиться различными методами: непосредственно в полевых условиях с использованием геодезических приборов, камерально с использованием современных карт более крупного масштаба, по аэрокосмическим изображениям местности [34].
Как показано в работе [60], для полного обновления карт экономически выгодна технология обновления по космическим снимкам. Использование космической съемки по сравнению с аэросъемкой составляет удешевление работ в три раза [116]. Применение космофотоснимков оправдано вплоть до обновления планов 1:500, но на данный момент самым крупным масштабом обновляемых по космическим снимкам карт является масштаб 1:25 000 [1,2,12,86,93,101].
Работы в области космической съемки начались около 25 лет назад [56,58]. За это время были выполнены многочисленные исследования в этой области, включая технологии обновления карт.
Последние 10 лет во многих областях картографического производства стали активно внедряться и использоваться электронно-вычислительные устройства, использование которых значительно сокращает долю ручного труда и повышает качество готового продукта [110]. Переход на цифровые технологии ставит перед производством много технологических вопросов, связанных с
12
точностью, содержанием и информативностью цифровых топографических карт.
При полном обновлении карт в цифровом виде с использованием космической съемки технология в общем виде включает следующие этапы:
¦ обзор, изучение и анализ особенностей района обновления, анализ изданных топографических карт, разработка требований к космической съемке [19];
¦ сбор материалов, включая имеющиеся современные материалы космических съемок или выполнение новых съемок в соответствии с разработанными требованиями;
¦ предварительная оценка степени старения карт с целью выбора оптимальной технологии обновления (внесение небольших изменений, частичное обновление, полное обновление);
¦ перевод рабочих материалов в цифровой вид (сканирование карт и снимков, устранение искажений связанных с нестабильностью работы сканера и деформацией бумаги) - при отсутствии цифровых оригиналов;
¦ векторизация содержания растровых карт;
¦ определение соответствия между координатами объектов снимка и цифровой карты (построение фотограмметрической модели, создание фотоплана), то есть трансформирование растрового фотоизображения местности в проекцию карты или трансформирование карты в проекцию снимка;
¦ дешифрирование современных цифровых космических снимков, с одновременным обновлением на цифровой карте метрической и семантической информации;
¦ проверка содержания обновленной цифровой (электронной) карты (структура файлов, взаимное расположение объектов, качество дешифрирования);
¦ полевое обследование с проведением при необходимости съемочных работ;
¦ редактирование обновленной цифровой карты;
13
¦ подготовка к изданию.
Конкретные примеры применения космических снимков в различных процессах обновления карт и планов освещены в работах [1,12,40,41,72,85,93,111,123,124]. Технологии обновления карт варьируют в зависимости от их назначения, масштаба, исходных материалов, объема работ, степени старения карт, программного обеспечения и технических средств [8]. На данный момент еще не завершился переход от аналоговых методов и приборов к цифровым, что связанно с рядом обстоятельств. Как промежуточное звено между аналоговыми и цифровыми приборами возникли аналитические. Их особенность состоит в том, что все расчеты (в отличие от аналоговых) выполняются с помощью электронных устройств, материалы не переводятся в цифровую форму (в отличие от цифровых) [84]. В дальнейшем изложении рассмотрены преимущественно цифровые технологии и проведено их сравнение с аналитическими.
Современные материалы дистанционного зондирования
При планировании обновления карт большое внимание уделяется получению материалов дистанционного зондирования, определению требований к ним. Для задач обновления карт в настоящий момент доступны материалы съемки как отечественных, так и иностранных спутников [6,31,37,57,59,71,126,127]. В настоящий момент доступны наиболее перспективные материалы съемки следующих спутников Ресурс (Россия), SPOT (компания SPOT Image (Франция)), Landsat (США), ERS (Европейское космическое агентство (ESA)), ADEOS (Япония), IRS (Индия), Ikonos (Spase Imaging - США, разрешение до метра). Следует отметить, что данные спутники запускаются не в единичных экземплярах. Каждый из них представляет программу дистанционного зондирования, состоящую из серии запусков, в процессе которых определяются наиболее оптимальные характеристики съемочной аппаратуры, реализуемые в следующем запуске. Системы получения космических изображений можно разделить на постоянно действующие (передающие информацию на землю в
14
цифровом виде) и эпизодически действующие (передающие информацию в цифровом и фотографическом виде). Перечисленные искусственные спутники земли (ИСЗ) отличаются по различным параметрам: установленной аппаратуре, углу наклона орбиты, пространственному и спектральному разрешению снимков, возможностям стереосъемки, стоимости материалов дистанционного зондирования. Сравнительные характеристики отечественных и иностранных ИСЗ представлены в работах [57,59].
В последнее десятилетие ХХ века запуски спутников «Ресурс-Ф», служившие с середины 1970 года, обеспечивавшие космической информацией не только нашу страну но и зарубежье, стали нерегулярны. Тем не менее продолжают совершенствоваться методы съемки в направлении оптимизации охвата и разрешения снимков. На спутнике Ресурс Ф-2 использовалась многозональная камера МК-4 с охватом 120км и разрешением 10-12м. Повышение разрешения реализовано на спутнике Ресурс Ф-3 с применением камеры КФА-3000, разрешение 2-3м. В связи с конверсией были открыты фонды и созданы дальнейшие возможности получения снимков с помощью камеры ТК-350 (разрешение 10м) и камеры КВР-1000 (разрешение 2м). К конверсионному фонду следует добавить раскрытый с 1995 года фонд американских снимков со спутников военного ведомства (Key Hole - разрешение 2-4м).
С начала 90х годов стали развиваться методы оптико-электронной цифровой съемки с помощью ПЗС-приемников. Это позволило оперативно передавать на землю пространственную информацию высокого разрешения. Этот метод съемки, впервые примененый в системе МСУ-7 в 1980 году на спутнике «Метеор-30» и использующийся на спутнике «Ресурс-О» нашел широкое применение при съемке со спутников SPOT (разрешение 10м), которые оставались наиболее детальными из оперативно получаемых до середины 90х годов. После этого первенство перешло к индийскому спутнику IRS. Панхроматическая камера PAN на спутнике IRS-1C (1996) и IRS-1D (1997)
15
обеспечивает разрешение 5,8 метра в диапазоне 0,5-0,75 мкм. Также имеется возможность получения стереоизображения.
Существенное пополнение фонда оперативных снимков обеспечили запущенные в 1999 году спутники Landsat-7 с системой ETM+ (где к 7 каналам системы TM, работавшей на спутниках Landsat 4,5 с разрешением 30м в видимом и ближнем ИК диапазоне и 120м в тепловом ИК, добавлен панхроматический канал с разрешением 15м).
В конце 1999 года запущен коммерческий спутник Ikonos (разрешение 0,83м). Впервые оперативный метод превзошел по детальности доступные потребителям фотоснимки. Панхроматические снимки имеют разрешение около 1м, многозональные - 4м. Вынужденная плата за высокую детальность -небольшой охват, всего 11 км.
Характеристики спутников серии «Ресурс» освещены в работе [58]. В ней показано, что снимки, полученные аппаратом «Ресурс Ф1М» в 1997 году, превосходят зарубежные аналоги по таким характеристикам как пространственное разрешение, полоса охвата, геометрическая точность. В 1999 году был запущен спутник «Ресурс Ф1М» №2, характеристики которого не сильно отличались от аппарата «Ресурс Ф1М». Съемка со спутника «Ресурс Ф1М» №2 представляет собой комплект спектрозональных снимков масштаба 1:270 000 с пространственным разрешением 3,5 - 5,0 м и комплект снимков масштаба 1:1 000 000 с пространственным разрешением 15-18м, выполненных одновременно со спектрозональными. В перспективе ожидается начало широкомасштабного функционирования следующих отечественных оптико-электронных систем наблюдения:
- «Ресурс - ДК1», позволяющий получать многозональную информацию в видимом диапазоне с разрешающей способностью 1-2м и передавать ее в масштабе времени, близкому к реальному.
- Комплекс оперативного природоресурсного мониторинга, позволяющий получать многозональную информацию в видимом и ИК - диапазоне с
16
разрешающей способностью 1-4м для аппаратуры высокого разрешения, 20-
25 метров для аппаратуры среднего разрешения и 50м для съемки в ИК -
диапазоне. «Ресурс - О1» оснащен также видеоспектрометром с
разрешением 30 м - «Монитор - Э» обеспечивающий многозональную съемку с разрешением 8м
и 20м [61].
Следует заметить, что возможности получения стереоизображений у перечисленных выше оптико-электронных систем ограничены. Поэтому в дальнейшем предполагается запуск аппарата, позволяющего получать стереоизображения на всю отснятую площадь с точностью, необходимой для обновления карты масштаба 1:25 000.
Съемки, выполненные иностранными системами дистанционного зондирования, отличаются высокой стоимостью, разрешающей способностью ниже отечественных; их использование зависит от потребностей иностранных производителей. Перспективы обновления топографических карт масштаба 1:25 000 связываются с отечественными системами дистанционного зондирования, оснащенными камерами КФА-1000/3000 или американскими: разведывательным CORONA и сканерными системами типа Early Bird [116,135].
Геодезическое и планово-высотное обоснование ДДЗ
Большую роль в обновлении карт играет процесс трансформирования изображений. Под трансформированием обычно понимают установление однозначного соответствия между координатами на снимке и на карте. Эта задача решается несколькими способами:
- посредством внутреннего, взаимного и внешнего ориентирования изображений, построением фотограмметрических сетей. При вводе картографической информации могут преобразовываться как изображения снимков в проекцию карты, так и векторная карта в проекцию снимка [13,16,17,76,134]. При трансформировании снимков большое влияние на
17
точность трансформирования оказывает алгоритм, который рекомендуется
разрабатывать с учетом особенностей снимков. - трансформирование снимка без учета геометрии путем аппроксимации
зависимостей между координатами на снимке и на карте полиномами или
другими методами [7,42,48,95,106,111], в частности нейронными сетями
[50].
В любом случае необходимо учитывать, что снимок - это изображение реальной земной поверхности, а карта - изображение земной поверхности на плоскости в определенной картографической проекции, поэтому необходимо установить в какой проекции должен быть получен фотоплан.
Установление соответствия между координатами на карте и на снимке заключается в определении коэффициентов отображающих функций (элементов ориентирования или коэффициентов отображающих полиномов). В случае использования строгого алгоритма исходными данными могут быть: таблица дисторсии, координаты центров проектирования, углы поворота снимка, высота фотографирования и другие параметры. Для любого вида трансформирования необходима планово-высотная подготовка снимков для наиболее точного определения параметров трансформирующих функций. То есть необходимы опорные точки, для которых известны координаты на снимке и на местности (или карте). Опорными точками могут являться четко изобразившиеся на снимке объекты, которые не изменили своего положения на местности со времени съемки. Координаты опорных точек на снимке определяются после внутреннего ориентирования. Координаты соответствующих им объектов местности могут быть определены либо камерально, либо в процессе полевых измерений.
Камерально координаты опорных точек можно определить по современным картам более крупного масштаба, используя опорные точки карт предыдущих изданий [44,46]. При определении опорных точек по картам более крупного масштаба встает задача отождествления картографического и
18
фотоизображений, зависящего от генерализации картографического изображения, изменений местности, малых изменений в плановом и высотном положении объектов, различных условий съемки [22]. При использовании опорных точек с карт предыдущих изданий анализируют изготовленные на тот момент фотопланы, материалы фототриангуляции, полевых измерений при условии, что бывшие опорные точки можно уверенно опознать на современных снимках.
Полевое определение координат опорных точек - самый надежный и точный способ, но и более дорогой; выполняется в процессе геодезической съемки. В настоящее время для этих целей активно применяют спутниковые приемники (GPS, ГЛОНАС), позволяющие определять координаты относительно геодезических сетей с точностью до 5 мм [53]. Использование GPS приборов при аэро и космосъемке позволяет с высокой точностью определять координаты центров фотографирования [9]. Это может значительно облегчить процесс трансформирования, поскольку при определении элементов внешнего ориентирования по опорным точкам образуется матрица, определитель которой близок к нулю (создает трудности при решении системы уравнений, по которым составлена матрица). Уравнения решаются посредством большого числа итераций, что сказывается не только на времени вычислений, но и на их точности. Известные координаты центра фотографирования позволяют разрешить эту неоднозначность.
В случае трансформирования одиночного снимка полезно, а иногда и необходимо (например, в горных районах) наличие цифровой модели рельефа (ЦМР), для учета искажений за рельеф. Ее можно получить путем векторизации горизонталей на обновляемой карте или при использовании снимков с перекрытиями, непосредственно по стереопаре [49]. Для космических снимков возможности получения ЦМР по стереопаре затруднены, так как сказываются большая высота и малый базис фотографирования и еще недостаточно изучены [106].
19
При трансформировании снимков без учета геометрии используются различные аппроксимирующие функции. Способ не отличается высокой точностью и стабильностью результатов и требует большого количества опорных точек. Но математический аппарат и схема набора точек более просты. Целесообразно использовать информацию о рельефе. Способ применим при обработке снимков для обновления карт среднего масштаба (до 1:100 000). Результатом является фотоплан в проекции обновляемой карты.
Одним из вариантов трансформирования снимков без строго учета геометрии снимка является способ подбора комбинации некоторых математических моделей, которые аппроксимируют отображающие функции. В этом способе формулы более сложные, чем при аппроксимации полиномами, но все же более просты, чем в случае строгого учета геометрии [106].
1.2. Получение метрической и семантической информации по данным
дистанционного зондирования
Дешифрирование материалов дистанционного зондирования при обновлении карт в настоящее требует все больше человеческих ресурсов. В общем объеме работ при обновлении и создании карт этот процесс составляет более 60% [26,29]. Автоматизация этого процесса требует серьезных научных исследований в области создания интеллектуальных программ, способных распознавать образы.
В распознавании изображений выделяют формальный и интерпретационный подходы, характерные соответственно для визуального и автоматического дешифрирования [47]. Процесс распознавания состоит из восприятия изображения, сравнения изображения с априорной информацией о классах, принятия решения о принадлежности изображения к определенному классу с учетом критериев распознавания. Априорные данные о классах получают путем обучения распознающей системы. При распознавании применяются различные модели.
20
Статистическая (вероятностная) модель предполагает, что изображенный на снимке объект может принадлежать к любому из классов с определенной неизвестной заранее вероятностью, решение принимается как оптимальное в статистическом смысле. Достоинства модели - возможность прогнозировать погрешность распознавания, недостаток - медленное приближение к оптимальному решению.
Детерминированная модель - частный случай статистической; она дает определенный ответ для всех одинаковых входных комбинаций данных. Критерии принятия решения - различные пороги, выше или ниже которых не должна быть рассчитана близость реализаций и классов. Достоинство модели -сравнительно простые алгоритмы сопоставления, недостатки - модель не всегда обеспечивает распознавание изображений и не позволяет оценить качество выбранных решающих правил.
Индетерминированная модель основана на большом количестве решающих правил. В ней используется аппарат «черного ящика», имеющего сложные связи между входным и выходным сигналом, на основе которых принимается решение.
При дешифрировании используются прямые и косвенные демаскирующие признаки. Прямыми признаками являются форма, размеры, детали, структура, тон, цвет; косвенными - тени, местоположение, взаимосвязи.
При дешифрировании снимков решаются задачи поиска и обнаружения объектов и их классификации. Эти задачи могут решаться отдельно или совместно. Поиск и обнаружение объектов выполняется, как правило, методом детерминированных структур (пространственная фильтрация), основанном на оптической корреляции, нейросетевой обработке, фрактальном анализе.
Задача классификации решается такими методами, как спектральный анализ, кластерный анализ [5]. Существует несколько процедур классификации: без обучения (не контролируемая), с обучением (контролируемая), специальная. Большинство подобных методов реализуется с помощью кластерного анализа.

Получить работу