技术:卫星图像降落到地球


作者:SUSANNA LITHIBY和JONATHAN BEARD地球卫星图像包含有关农业预报,土地利用研究,污染监测以及矿物和石油搜索的宝贵数据,很快将会更广泛地获得在英国和美国开发的两个新系统使得接收数据更便宜并且更容易处理,将向没有遥感专业知识的人们开放技术,使发展中国家更加负担得起新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家开发了一种软件,可以将包含数十亿条信息的卫星图像转换成只有几百个数字的表示,这些数字可以通过个人计算机轻松操作和分析在英国,来自布拉德福德和雷丁大学,克兰菲尔德理工学院和海外开发署研究部门的自然资源研究所(NRI)的团队开发了一种强大而廉价的卫星接收系统,可以通过个人计算机运行而不是通常的大型机该系统即将在非洲开始试验,将耗费传统接收器系统所需的6万美元或更多的三分之一接收器设计用于使用美国国家海洋和大气管理局(NOAA)运营的卫星数据,因为它的图像有利于监测自然资源和植被,最重要的是发展中国家,它们是免费的该系统的低科技外观看起来更像是工业散热器,而不是普通的卫星天线喇叭将信号与掠射反射的焦点聚焦到接收器的末端,而不像普通的抛物面反射器那样将信号集中在其焦点上当卫星在天空中移动时,用手操纵喇叭以跟随卫星 NOAA卫星从地平线到地平线只需15分钟当卫星出现并且电压表显示正在接收的信号强度时,蜂鸣器响起当强度超过一定值时,可以开始记录,并通过观察仪表并尽可能保持水平来控制喇叭发展中国家的大多数应用都需要对相对较小的区域进行详细了解 “这意味着需要接收和处理非常少量的数据流,”NRI的Jim Williams说在卫星一次通过期间传输的100兆字节中,只有1%可以使用因此,该团队开发了可以选择感兴趣的数据的软件通过回归基础知识,威廉姆斯认为他和他的合作者已经开发出一种技术,允许免费提供的数据流向最需要的地方美国系统处理来自美国陆地卫星的图像但每幅卫星图像大约覆盖100×100海里,包含4800万个像素或像素每个像素可以是数百万种可能的颜色之一该技术使用称为“聚类”的过程,其中计算机定义256个颜色簇,并将每个像素分配给它最相似的聚类这大大减少了数据量,使其更易于管理首先,系统从图像中挑选20%的像素进行分析然后,它必须找到每个选定像素与256个簇值的最佳匹配该算法使用决策树结构,其中每个像素与某个聚类值进行比较,它只是决定像素是大于还是小于该值 - 这是计算机可以非常快速地完成的只需要10个这样的决定就可以到达树的底部,然后计算机只需要决定像素是否属于两个簇值之一 “我们的速度比以前的系统快100倍,”洛杉矶阿拉莫斯的詹姆斯怀特说,“结果非常好,当我们向专家展示两张图像时,原始数据之一和已经聚集的图像,他们几乎无法分辨差异“使用新算法,怀特称,
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