ntvНаучно-технический вестник информационных технологий, механики и оптикиScientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics2226-14942500-0373Университет ИТМО10.17586/2226-1494-2022-22-4-691-698ntv-182Research ArticleКОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИCOMPUTER SCIENCEСпособ повышения эффективности комплексной обработки данных дистанционного зондирования Земли при решении задач мониторинга пространственных объектовA method for improving the efficiency of integrated processing of Earth remote sensing data in solving problems of spatial objects monitoringhttps://orcid.org/0000-0001-7139-1959КаринС. А.KarinS. A.

Карин Сергей Александрович — кандидат военных наук, доцент

Санкт-Петербург, 197198

Sergey A. Karin — PhD (Military Science), Associate Professor

Saint Petersburg, 197198

Sergey.karin@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-5746-5245КаринА. И.KarinA. I.

Карин Александр Иванович — научный сотрудник

Санкт-Петербург, 197198

Alexandr I. Karin — Scientific Researcher

Saint Petersburg, 197198

nil5-ksa@yandex.ruВоенно-космическая академия имени А.Ф.МожайскогоРоссияMozhaisky Military Aerospace AcademyRussian Federation202214122024224691698Copyright © Карин С.А., Карин А.И., 20242024Карин С.А., Карин А.И.Karin S.A., Karin A.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ntv.elpub.ru/jour/article/view/182

Предмет исследования. Предложен способ повышения эффективности функционирования системы комплексной обработки данных дистанционного зондирования Земли в условиях ресурсной ограниченности при решении задач мониторинга пространственных объектов. Методы. Эффективность функционирования системы увеличена с помощью рационального распределения ее ресурсов по решаемым задачам. Сделан акцент на обеспечении приоритетного решения задач, которые имеют большее значение коэффициента относительной важности. Отмечена тенденция увеличения оперативности получения решения каждой из задач за счет исключения из рабочих планов решений тех ресурсов, которые перегружены другими задачами, но при этом вносят незначительный вклад в формирование интегрального результата. Основные результаты. Определены пути повышения эффективности функционирования системы комплексной обработки данных дистанционного зондирования Земли в условиях ресурсной ограниченности при решении задач мониторинга пространственных объектов. Рассмотрены варианты управления системой в указанных условиях и приведены их краткие характеристики. Представлены результаты имитационного моделирования процессов комплексной обработки данных на основе предложенных вариантов управления. Практическая значимость. Результаты имитационного моделирования показали, что использование описанного способа повышения эффективности зондирования Земли в условиях ресурсной ограниченности позволяет обеспечить требуемое качество принимаемых управленческих решений, особенно в условиях высокой динамичности изменения характеристик объектов мониторинга.

A method is proposed for improving the efficiency of the system for complex processing of data obtained by remote sensing of the Earth in conditions of limited resources in solving problems of spatial objects monitoring. The efficiency of the system functioning is increased through the rational allocating its resources according to the tasks to be solved, taking into account the priority solution of those that have a higher value of relative importance coefficient. It is also proposed to improve the efficiency of solving each of the tasks on the basis of exclusion from the work plans for solving those resources that are overloaded with other tasks, but at the same time make an insignificant contribution to the formation of an integral result. The simulation results show that the use of the proposed method for improving the efficiency of the system functioning for complex processing of Earth remote sensing data in conditions of limited resources, when solving problems of monitoring spatial objects, makes it possible to ensure the required quality of managerial decisions, especially in conditions of high dynamism of changing the monitoring objects characteristics.

комплексная обработкаданные дистанционного зондирования Землиресурсы комплексной обработкиединый технологический цикл обработки данных ДЗЗcomplex processingearth remote sensing datacomplex processing resourcessingle technological cycle of remote sensing data processingReferencesКопытко В.К., Шептура В.Н. Проблемы построения единого информационного пространства Вооруженных Сил Российской Федерации и возможные пути их решения // Военная мысль. 2011. № 1. С. 16–26.Kopytko V.K., Sheptura V.N. Problems of building a unified information space of the Armed Forces of the Russian Federation and possible ways to solve them. Military Thought, 2011, no. 1, pp. 16–26. (in Russian)Севастьянов Н.Н., Бранец В.Н., Панченко В.А., Казинский Н.В., Кондранин Т.В., Негодяев С.С. Анализ современных возможностей создания малых космических аппаратов для дистанционного зондирования Земли // Труды МФТИ. 2009. Т. 1. № 3. С. 14–22.Sevastiyanov N.N., Branets V.N., Panchenko V.A., Kazinskiy N.V., Kondranin T.V., Negodyayev S.S. Advanced approaches to Earth observation small satellite development. Proceedings of MIPT, 2009, vol. 1, no. 3, pp. 14–22. (in Russian)Макриденко Л.А., Волков С.Н., Ходненко В.П., Золотой С.А. Концептуальные вопросы создания и применения малых космических аппаратов // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. 2010. Т. 114. № 1. С.15–26.Makridenko L.A., Volkov S.N., Khodnenko V.P., Zolotoy S.A. Conceptual problems on creation and application of small spacecraft. Electromechanical matters. VNIIEM studies, 2010, vol. 114, no. 1, pp. 15–26. (in Russian)Карин С.А. Построение предметно-ориентированной онтологии в системах обработки пространственных данных // Информационно-управляющие системы. 2014. № 4. С. 78–84.Karin S.A. Developing a domain-specific ontology in spatial data processing systems. Information and Control Systems, 2014, no. 4, pp. 78–84. (in Russian)Карин С.А., Дудин Е.А. Подходы к созданию распределенной системы сбора, хранения и поиска геопространственных данных // Информация и космос. 2014. № 3. С. 48–53.Karin S., Dudin E. Methods for creating distributed systems of geospatial data collection, storage, and search. Information and Space, 2014, no. 3, pp. 48–53. (in Russian)Карин С.А. Интеграция в едином информационном пространстве разнородных геопространственных данных // Информационно-управляющие системы. 2012. № 2. С. 89–94.Karin S.A. Integration in the single information space of heterogeneous geospatial data. Information and Control Systems, 2012, no. 2, pp. 89–94. (in Russian)Талалаев А.А. Организация конвейерно-параллельных вычислений для обработки потоков данных // Информационные технологии и вычислительные системы. 2011. № 1. С. 8–13.Talalaev A.A. Parallel-pipeline computations for data flows processing. Journal of Information Technologies and Computing Systems, 2011, no. 1, pp. 8–13. (in Russian)Фраленко В.П., Агроник А.Ю. Средства, методы и алгоритмы эффективного распараллеливания вычислительной нагрузки в гетерогенных средах // Программные системы: теория и приложения. 2015. Т. 6. № 3(26). С. 73–92. https://doi.org/10.25209/2079-3316-2015-6-3-73-92Fralenko V., Agronik A. Tools, methods and algorithms for the efficient parallelization of computational loading in heterogeneous environments. Program Systems: Theory and Applications, 2015, vol. 6, no. 3(26), pp. 73–92. (in Russian). https://doi.org/10.25209/2079-3316-2015-6-3-73-92Карин С.А., Бережной И.В. Подходы к созданию перспективной системы комплексного мониторинга разнородных информационных ресурсов, имеющих геопространственную компоненту // Естественные и технические науки. 2016. № 6. С. 138–140.Karin S.A., Berezhnoi I.V. Approaches to creating a promising system for comprehensive monitoring of heterogeneous information resources with a geospatial component. Natural and Technical Sciences, 2016, no. 6, pp. 138–140. (in Russian)Карин С.А., Бережной И.В. Технология обработки данных в сетецентрических системах сбора, обработки и анализа разнородной геопространственной информации // Естественные и технические науки. 2016. № 6. С. 141–143.Karin S.A., Berezhnoi I.V. Data processing technology in network-centric systems for collecting, processing and analyzing heterogeneous geospatial information. Natural and Technical Sciences, 2016, no. 6, pp. 141–143. (in Russian)Карин С.А. Операционно-временная модель функционирования систем комплексной обработки геопространственных данных в условиях дефицита их ресурсов // Информационно-управляющие системы. 2017. № 2. С. 51–57. https://doi.org/10.15217/issnl684-8853.2017.2.51Karin S.A. Operational and temporal model of complex geospatial data processing systems with insufficient resources. Information and Control Systems, 2017, no. 2, pp. 51–57. (in Russian). https://doi.org/10.15217/issnl684-8853.2017.2.51Карин А.И., Карин С.А., Октябрьский В.В. Модели адаптивного управления функционированием систем комплексной обработки геопространственных данных при решении задач мониторинга территориально-распределенных объектов // Труды Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского. 2019. № 671. С. 314–325.Karin A.I., Karin S.A., Oktyabrskiy V.V. Models of adaptive control systems of complex geospatial data processing in solving problems of monitoring geographicallydistributed objects. Proceedings of the Military Space academy named after A.F. Mozhaisky, 2019, no. 671, pp. 314–325. (in Russian)Белоусов С.М. Математическая модель многопоточной системы массового обслуживания, управляемой планировщиком ресурсов // Вестник НГУ. Серия: Информационные технологии. 2006. Т. 4. № 1. С. 14–26.Belousov S.M. Mathematical model of a multi-threaded queuing system managed by a resource scheduler. Vestnik NSU. Series: Information Technologies, 2006, vol. 4, no. 1, pp. 14–26. (in Russian)Алферов А.В., Карин А.И., Карин С.А., Октябрьский В.В. Метод адаптивного определения приоритетов информационно-расчетных задач в системах мониторинга потенциально-опасных процессов природного и техногенного характера в условиях ресурсной ограниченности // Труды Военно-космической академии имени. А.Ф. Можайского. 2021. № 676. С. 95–104.Alferov A.V., Karin A.I., Karin S.A., Oktyabrskiy V.V. Method for adaptive prioritization of information and calculation tasks in monitoring systems for potentially dangerous natural and man-made processes under resource constraints. Proceedings of the Military Space academy named after A.F. Mozhaisky, 2021, no. 676, pp. 95–104. (in Russian)Карин С.А. Программный комплекс обработки геопространственных данных в типовых территориально-распределенных защищенных автоматизированных системах сбора и обработки разнородной информации (DynamicGIS). Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ RU2014618310. Дата публикации 20.09.2014.Karin S.A. Software package for processing geospatial data in typical geographically distributed secure automated systems for collecting and processing heterogeneous information (DynamicGIS). Certificate of the computer program official registration RU2014618310, 2014. (in Russian)Карин С.А. Программная библиотека формирования динамических очередей обработки разнородных данных в типовых территориально-распределенных защищенных автоматизированных системах сбора и обработки разнородной информации (DynamicQueue). Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ RU2014618196. Дата публикации 20.09.2014.Karin S.A. Software library for forming dynamic queues for processing heterogeneous data in typical geographically distributed secure automated systems for collecting and processing heterogeneous information (DynamicQueue). Certificate of the computer program official registration RU2014618196, 2014. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.