Индустриальные информационные системы - 2013

г. Новосибирск, 24-28 сентября 2013 г.

Кадена Л.   Симонов К.В.  

Элементы информационной системы геоэкологического мониторинга: шиарлет-преобразование данных

Докладчик: Кадена Л.

Элементы информационной системы геоэкологического мониторинга: шиарлет-преобразование данных

К.В. Симонов¹, Л. Кадена^2
1Институт вычислительного моделирования СО РАН, Красноярск
E-mail: simonovkv@icm.krasn.ru
²Сибирский федеральный университет
E-mail: ecuadorx@gmail.com

В исследовании представлено новое перспективное направление в обработке и анализе сложных пространственных данных и изображений геоэкологического мониторинга – сдвиговое преобразование данных наблюдений, а также его взаимосвязь с вейвлет-преобразованием пространственно-временных рядов. Данный тип преобразования позволяет получить новую геометрическую интерпретацию в процессе обработки пространственно-временных рядов и изображений при диагностике сложных геоэкологических объектов и геосистем для выявления криволинейных особенностей (сингулярностей) с целью оценки территориальных геоэкологических рисков.
Задаче разделения изображения на морфологически разные составляющие в последнее время уделяют много внимания в связи с её значимостью для различных актуальных приложений. Разрабатываемая авторами вычислительная методика для эффективного решения этой задачи может быть применена к широкому кругу областей, в том числе для решения задач эффективной визуализации данных систем контроля сложных геоэкологических объектов.
Шиарлет-преобразование (сдвиговое) – это преобразование данных наблюдений, включающее сдвиг и оператор параллельного переноса, это вейвлет-преобразование, имеющие масштабирование по частоте и параллельный перенос по времени, однако также включающий характеристику направленности, имея дополнительную операцию сдвига. Операция сдвига, фактически, дает более эффективный подход для изучения направленности, обеспечивая тем самым единую обработку и анализ сложных изображений. Используемый алгоритм включен в доступный инструментарий (в ShearLab).
В итоге проведенных исследований разработана вычислительная методика, позволяющая решать задачу обработки и анализа пространственных данных геоэкологического мониторинга на основе шиарлет-преобразования. В среде Матлаб для обработки и анализа изучаемых пространственных данных геоэкологического мониторинга применяется алгоритмическое обеспечение для выполнения непрерывного вейвлет- и шиарлет-преобразований. Рассмотрены ряд примеров, где показаны возможности шиарлет-преобразования для решения актуальных задач геомониторинга.