Как Maxar устанавливает новые стандарты точности, обнаружения изменений и возможностей повторного использования

Благодаря тому, что все шесть спутников WorldView Legion теперь полностью готовы к работе, группировка Maxar нового поколения открыла новую эру точности в геопространственной отрасли. Расширенные возможности сбора данных оказывают преобразующее воздействие на различные отрасли, предоставляя более четкие и частые изображения земной поверхности.

Эксперт по спутниковым снимкам Крис Орндорфф рассказывает о новаторских технологиях, лежащих в основе расширенной группировки, и о том, как Maxar помогает пользователям использовать данные, собранные WorldView Legion.

Технология, лежащая в основе WorldView Legion

Орбиты с фиксированным средним наклоном

Спутники WorldView-1, 2 и 3 компании Maxar — это солнечно-синхронные спутники с фиксированной орбитой, предназначенные для сбора больших массивов данных. Как и большинство солнечно-синхронных спутников, они всегда пролетают над заданной территорией в одно и то же время. 4 из 6 спутников WorldView Legion работают в другом направлении: «С WorldView Legion мы стремимся получать изображения высочайшего разрешения (30 сантиметров) и делать их более доступными, используя несколько различных орбит». Спутники WorldView Legion способны собирать данные высокого разрешения с обширных территорий эффективнее, чем когда-либо прежде, благодаря своим орбитам и возможностям повторного обзора.

Орбиты среднего наклонения (MIO) позволяют спутникам WorldView Legion покрывать обширную территорию Земли, уделяя особое внимание регионам средних широт (примерно между 45° с.ш. и 45° ю.ш.), где проживает около 90% населения Земли. Они критически важны для сбора данных в этих густонаселенных районах Земли. И, что особенно важно, в отличие от спутников с традиционной солнечно-синхронной орбитой, орбиты со средним наклонением позволяют им собирать данные в разное время суток. «Спутники MIO не будут видеть Северную Европу или самые северные районы Канады, — объясняет Крис, — но те районы, которые они видят, они будут видеть чаще — в некоторых случаях один спутник может даже несколько раз пролетать над одним и тем же местом в течение дня».

Многочисленные повторные проверки в течение одного дня имеют определенные преимущества для различных приложений мониторинга. В определенных регионах мира вся система может выполнять до 15 пересечений в день. Эта возможность позволяет Maxar эффективно сочетать охват и возможности повторного контроля. Например, он адаптируется к различным погодным условиям и освещенности. В частности, в прибрежных районах облачность может накапливаться в разное время суток в зависимости от массы суши и характера ветра, и частые посещения могут решить эту проблему. “Орбита MIO дает нам гораздо больше возможностей для сбора данных в некоторых из этих печально известных облачных регионов”, - говорит Крис.

Влияние на картографирование городов: Орбиты со средним наклоном позволяют созвездию отслеживать изменения и поддерживать актуальную визуализацию ключевых географических регионов. В этих среднеширотных регионах находятся одни из самых быстро меняющихся районов мира и, что немаловажно, большинство городских центров. Поэтому получение подробных спутниковых снимков с повышенной регулярностью имеет первостепенное стратегическое значение.

Детальное обнаружение изменений и своевременные обновления

Городские территории представляют собой динамичные, постоянно меняющиеся ландшафты, где часто происходят новые изменения и изменения. Расширение этих территорий за счет разрастания городов часто приводит к увеличению нагрузки на инфраструктуру, сферу услуг и окружающую среду, поэтому эффективный мониторинг имеет решающее значение для городского планирования и устойчивого развития.

Возможность быстрой оцифровки новых объектов по мере их создания также важна для поддержания актуальности городских карт. Своевременное отображение на картах новых жилых домов, дорог и сооружений крайне важно для экстренных служб, служб доставки и служб общественной информации. Изменения, происходящие вблизи важных культурных памятников или критически важной инфраструктуры, могут иметь особенно значительные последствия для городской мобильности.

Крис объясняет, почему своевременность так сильно отличает спутниковые и аэрофотоснимки: «При строительстве крупных объектов, таких как культурные центры или стадионы, крайне важно точно знать, когда они будут завершены, чтобы можно было обновлять карты для навигации. Аэрофотосъёмка, даже в крупных городах, может проводиться лишь раз в год, а это значит, что отражение завершённого строительного проекта на карте может занять до года. Это очень медленный способ поддерживать карты в актуальном состоянии».

Спутники WorldView Legion компании Maxar теперь помогают выявлять эти изменения в городской среде с беспрецедентной детализацией и оперативностью. Для эффективной работы Maxar собирает данные низкого разрешения с более широких датчиков гражданского управления и сверяет их с собственной аналитикой на базе искусственного интеллекта, чтобы точно определить изменения. Компания использует ряд передовых технологий для повышения скорости и эффективности:

Передовые методы обнаружения изменений: игнорирование шума и приоритизация данных

Одна из важных задач анализа спутниковых изображений — дифференциация значимых изменений (например, новых построек) от несущественных (например, сезонных изменений растительности). Передовые технологии обработки изображений и аналитические инструменты Maxar позволяют точно идентифицировать важные городские объекты, такие как дороги и здания, отфильтровывая ненужный «шум». «Большинство данных об обнаружении изменений просто показывают разницу между точками A и B», — говорит Крис. «А при сравнении изображений, полученных с помощью ДЗЗ или SAR, выявляется множество шумов, будь то сезонные изменения в траве или условия освещения. Мы хотим убедиться, что эти шумы не мешают нашей работе».

Ещё одна важная проблема, которую решает Maxar, — это обнаружение изменений в устоявшемся городском ландшафте. Эти области, как правило, сложнее отслеживать из-за их сложности. Maxar использует технологию картографирования на основе искусственного интеллекта, чтобы выделять области, где наблюдаются значимые изменения. Этот подход позволяет более целенаправленно получать и анализировать изображения в регионах с высокой строительной активностью, гарантируя, что ресурсы будут направлены туда, где они больше всего нужны. «Наши векторы изменений зданий и дорог показывают, где нужно сосредоточить новые исследования: если наши алгоритмы выявляют достаточно изменений, мы отдаём этим областям приоритет».

Дополнительные области применения
Улучшение городского мониторинга и картографирования может быть одним из самых ценных приложений WorldView Legion, но его способность предоставлять очень частые обзоры и данные высокого разрешения имеет дальнейшее применение в широком спектре отраслей:

Мониторинг окружающей среды: Определенные спектральные диапазоны могут иметь огромное значение, когда речь заходит о мониторинге изменений окружающей среды. В частности, по словам Криса, они отлично подходят для мониторинга состояния растительности: “Мы обнаружили, что некоторые из этих показателей, близких к красному краю, позволяют повысить точность определения сельскохозяйственных показателей, таких как влажность почвы”.

Оборона и безопасность: WorldView Legion предлагает очевидные преимущества для обороны и национальной безопасности, поскольку часто обновляемые изображения с высоким разрешением могут помочь в детальном наблюдении и тактическом планировании. Между тем, съемка изображений до и во время крупных культурных мероприятий, таких как Олимпийские игры или политические митинги, может облегчить властям задачу обеспечения безопасности людей.

Реагирование на стихийные бедствия: После стихийных бедствий или других кризисных ситуаций подробные снимки, полученные почти в режиме реального времени, могут помочь оценить ущерб, а также помочь в распределении ресурсов или обеспечении безопасности лиц, оказывающих первую помощь.

Финансовые: Частые проверки могут иметь огромное значение для финансовых организаций, которые могут осуществлять мониторинг портов для оценки перемещения конкретных грузов или оценки запасов сырья на участках добычи полезных ископаемых и т.д.

На этом снимке WorldView Legion, сделанном в высоком разрешении, показаны контейнеры для перевозки грузов в порту Лонг-Бич в Калифорнии.

Повышение мировых стандартов картографирования

Передовые возможности WorldView Legion в области обработки изображений и повторного просмотра готовы оказать преобразующее влияние на картографическую индустрию, расширив глобальный охват данными. “Что действительно интересно, - говорит Крис, - так это скорость, с которой мы можем обнаруживать изменения и обновлять карты, которые вы используете на своем телефоне или в автомобиле. Вы можете видеть изменения практически в режиме реального времени. Например, если завтра откроется стадион, он появится на вашей карте, и вы будете знать, как туда добраться, где припарковаться или каким общественным транспортом воспользоваться”.

У этих технологических достижений также есть потенциал для стандартизации картографирования с высоким разрешением по всему миру, предоставления подробных спутниковых снимков в регионах, которые ранее не были нанесены на карту, чем Крис очень увлечен: “Речь идет о предоставлении такого же опыта по всему миру, которого ожидают жители США, Европы, Австралии или Японии. Мы ожидаем, что объекты на наших векторных картах будут очень четкими и с высокой детализацией, а базовая карта будет иметь очень высокое разрешение. Я хочу, чтобы у кого-нибудь в Мумбаи были такие же впечатления, как и у кого-нибудь в Майами. Я бы с удовольствием посмотрел на мир, где вся базовая карта имеет стандартную размер 15 сантиметров».

Если заглянуть в будущее, то постоянные инновации в области спутниковых технологий будут иметь огромное стратегическое значение и продолжат играть ведущую роль в том, как мы картографируем и контролируем наш быстро меняющийся мир.