Narzędzie uniwersalne

Fot. J. Kosmalska

Możliwość obserwowania na wielkim ekranie następujących po sobie co parę minut wschodów i zachodów słońca na naszej półkuli to efekt WOW! Nie o względy estetyczne jednak chodzi, lecz o wielofunkcyjne narzędzie do wspomagania różnorodnych procesów decyzyjnych.

W Instytucie Lotnictwa zakończył się właśnie realizowany w Zakładzie Teledetekcji Centrum Technologii Kosmicznych ze środków statutowych etap główny projektu COMOZ –  Centrum Operacyjne Misji Obserwacyjnych Ziemi. Badanie teledetekcyjne można wykonywać z samolotów, satelitów umieszczonych w przestrzeni kosmicznej i czujników rozmieszczonych na powierzchni Ziemi. Analizowane są zdjęcia i sygnały emitowane przez czujniki. Innowacyjność i prawdziwy efekt WOW nowego sytemu polegają na tym, że dane wejściowe mogą być dowolne. System może zostać dostosowany do każdych potrzeb, jakich będzie wymagał użytkownik. Będzie zbierał, archiwizował i wizualizował oraz udostępniał dane bądź informacje w czasie zbliżonym do rzeczywistego. Satelity geostacjonarne przesyłają obrazy z częstotliwością od kilku do kilkunastu minut, czujniki mogą je rejestrować co kilka sekund.

– Koncepcja Centrum zrodziła się kiedy realizowaliśmy razem z Instytutem Badawczym Leśnictwa projekt HESOFF związany z monitorowaniem kondycji lasów, a ściślej dębów i niszczącego je patogenu glebowego z rodzaju Phytophthora. IBL zajmuje się kwestiami biologicznymi, my natomiast skupiliśmy się na stronie technicznej i stworzyliśmy narzędzie, które umożliwiło ocenę skutków walki z chorobą drzew. Analizowaliśmy materiał zdjęciowy i poddawaliśmy go analizie off-line – wyjaśnia dr inż. Paweł Czapski, kierownik projektu COMOZ. – Uznaliśmy, że jest potrzebna analiza danych, także w reżimie czasu zbliżonego do rzeczywistego. Po wnikliwym przeglądzie podmiotów zajmujących się teledetekcją okazało się, że żaden z nich nie ma tego typu rozwiązań.

Na potrzeby projektu HESOFF w instytucie stworzono kamerę wielospektralną, umieszczaną na samolocie. Za jej pomocą rejestrowany jest materiał zdjęciowy, na której obliczane są również wskaźniki teledetekcyjne i potem drogą radiową przekazywane do centrum. Korzysta ono z własnych baz, w których umieszczane są zdjęcia lotnicze, zarówno z lotów załogowych, jak i bezzałogowych, pozyskuje obrazy z rozmaitych satelitów, geostacjonarnych i krążących nad Ziemią oraz dane telemetryczne z nanosatelitów. Umożliwia to także system anten umieszczonych na budynkach Instytutu.

– Skupiamy się na obszarze północnej półkuli i rejonie naszego kraju. Dokładność (związana z rozdzielczością geometryczną zdjęcia) jest różna. Mniej dokładne są satelity, które przesyłają obraz częściej. Te umieszczone na wysokim pułapie i rzadziej przekazujące obraz mają o wiele większą rozdzielczość. Korzystamy głównie z satelitów MSG, ale także z tych, które krążą wokół ziemi – wyjaśnia dr Czapski. Istotą systemu są stworzone w IL algorytmy przetwarzania danych, przede wszystkim wizualizacja oparta na obrazach statycznych i animacjach utworzonych z tych obrazów.

– Nasi analitycy i programiści (Mariusz Kacprzak, Konrad Mruk, Karol Mrowiec) opracowali szereg algorytmów do przetwarzania scen satelitarnych, m.in. takie, które umożliwiają detekcję obiektów w nocy – dodaje dr Czapski.

Centrum wraz z uniwersalnym oprogramowaniem może analizować i wizualizować różnorodne dane. Kto może z niego korzystać?

– Uznaliśmy, że będą to instytucje i jednostki administracji państwowej, które dzięki pomocy Centrum będą mogły podejmować lepsze decyzje oraz wdrażać swoje rozwiązania. W naszym Centrum Operacyjnym możemy monitorować zmiany pogodowe, klęski żywiołowe, a także dokonywać analiz laboratoryjnych. Dysponujemy zestawem spektrometrów, możliwe jest więc nawet prowadzenie zaawansowanych analiz geologicznych. Nasze narzędzia mogą służyć sztabom kryzysowym, a algorytmy przetwarzania zdjęć wielospektralnych można zastosować w rolnictwie. Przy pomocy infrastruktury Centrum Operacyjnego można stworzyć także np. wirtualną wieżę kontroli lotów. Spektrum zastosowań jest bardzo szerokie, tym bardziej, że można monitorować i analizować dane zarówno w skali makro z dużych obszarów (kontynent, region, kraj), jak i mikro dla konkretnych miejsc: pojedynczych miast, parków narodowych czy też pól uprawnych – wyjaśnia dr Czapski.