Розмір шрифту: 

Мета: вплив багатопотокового режиму на обробку супутникових знімків.

Об’єкт: супутникові зображення поверхні Землі.

Предмет: методи, алгоритми та процеси обробки супутникових зображень поверхні Землі.

Актуальність: Історія супутникових зображень як інструменту спостережень за Землею починається з фотографії. На початку двадцятого століття фотозйомка зазнала значних змін, а також пройшла соціальну адаптацію. Фотографії не тільки пропонували людству новий, доступний тип візуального представлення - вони також пропонували зміну перспективи. Збільшувалася використання кольорової фотографії. Кінофільми і телебачення прийшли до того виду, який ми знаємо сьогодні. А людство взялося за польоти на літаках, що, вперше в історії, дозволило зробити фотографії земної поверхні зверху. Це був час глобальних змін у створенні карт і вивченні явищ, і саме ці зміни призвели до зовсім нового способу бачення світу.

Галузі використання супутникових знімків: супутникові зображення знаходять застосування в багатьох галузях діяльності - сільське господарство, геологічних та гідрологічних дослідженнях, лісівництві, охороні навколишнього середовища, планування територій, освітніх, розвідувальних і військових цілях.

Одним з головних споживачів супутникових даних є сільське господарство.

 

Використання супутникових знімків в сільському господарстві: обробка супутникових знімків дозволяють нам ефективно відстежувати різні аспекти сільськогосподарської діяльності. Зйомки з космосу забезпечують проведення інвентаризації сільськогосподарських земель, виконання оперативного контролю стану посівів на різних стадіях, дозволяють виявляти процеси деградації земельних ресурсів, визначати потенційні загрози для посівів і вирішувати багато інших завдань агропромислового комплексу.

Альтернатива супутникам: Відстежувати стан поля можна різноманітними способами. Найбільш сучасними інструментами моніторингу є супутники та дрони.

Головна перевага супутникового моніторингу - ретроспектива. Більшість провайдерів зберігають всі знімки, зроблені протягом періоду зйомки. Тобто крім поточного стану посівів, можна подивитися показники за останні кілька років. Це надає можливість проаналізувати сівозміну, а також визначити зміни в урожайності тієї чи іншої ділянки.

До інших переваг супутникового моніторингу можна віднести наступне:

• Розрахунок індексів вегетації, за якими видно стан рослинності;
• Обробка даних здійснюється в автоматичному режимі (що виключає ризик суб'єктивного втручання);
• Оцінка проводиться як по всьому полю, так і щодо визначених культур;
• Видимість загальної картини на основі знімків попередніх років.

З недоліків можна виділити залежність від погодних умов (зокрема від хмарності) і періодичність отримання знімків (в середньому раз на тиждень).

Дрони по праву вважаються найбільш ефективним і мобільним інструментом для збору даних про стан посівів. Зазвичай їх запускають на висоту в 100-300 метрів над полем, завдяки чому деталізація знімків вище ніж у супутників.

З позитивних сторін використання дронів виділимо наступне:

• Більша мобільність та швидкість роботи;
• Точність від 2 сантиметрів;
• Мала залежність від погодних умов (зйомка може здійснюватися навіть коли хмарно);

З недоліків варто виділити погіршення якості знімків в негоду, наявність територій де заборонені літальні об'єкти (навколо аеропортів, військових споруд і т.д.) ну і звичайно значну вартість.

Проблема швидкості обробки: Як було сказано вище ретроспектива є одною з переваг супутникових зйомок але також і проблемою. Адже коли наколюється  велика кількість знімків то їх обробка буде займати чимало часу. Тому постає питання «як досягнути того ж результату за коротший час?».

Багатопотоковість - властивість операційної системи, яка полягає в тому, що процес, створений  в операційній системі, може складатися з кількох потоків, що виконуються паралельно, або навіть одночасно на багатопроцесорних системах.

Багатопотоковість програми створює підґрунтя для реалізації реальної багатозадачності - виконання кількох завдань одночасно (якщо обчислювальна система є багатопроцесорною), або «псевдоодночасно» («майже одночасно») на однопроцесорних системах.

Наявність кількох потоків дозволяє:

• Оптимізувати організацію поведінки програми. Часто програму можна розбити на декілька незалежних паралельних алгоритмів, тоді їх можна винести в окремі потоки.
• Обходити критичні до часу операції. Якщо програма має лише один потік, то програма зупинить виконання при очікуванні завершення повільних операцій, таких як запис у файл чи відображення засобами мультимедіа. При цьому процесор перебуває у простої, поки ця операція не завершиться.
• Реалізувати багатопроцесорну обробку. Якщо система, у якій працює програма, є мультипроцесорною, то можна скористатись наявними обчислювальними ресурсами і підвищити її ефективність використанням кількох потоків. При цьому різні потоки можуть виконуватись одночасно на різних процесорах.

Таким чином, доцільне використання потоків може значно поліпшити продуктивність і зручність використання програм.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Работа с изображениями на Python. [Eлектронний ресурс], URL: https://habr.com/ru/company/oleg-bunin/blog/425471/
2. Изображения как ключ к знаниям. [Eлектронний ресурс], URL: https://learn.arcgis.com/ru/arcgis-book/chapter8/
3. Как по спутниковым снимкам понять состояние растений на поле. Eлектронний ресурс], URL: https://habr.com/ru/post/535410/