В апреле 2014 года был объявлен конкурс Российского научного фонда (РНФ) «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований вновь создаваемыми научной организацией и вузом совместными научными лабораториями». Согласно условиям конкурса в конкурсе приняли участие проекты, направленные на российских научных лабораторий, создаваемых на условиях сотрудничества научных и образовательных организаций высшего образования.
По итогам конкурса РНФ объявил победителей - 38 новых лабораторий по четырем научным приоритетам:
- персонализированная медицина социально значимых заболеваний человека;
- комплексные научные исследования Арктической зоны;
- комплексные научные исследования в целях улучшения среды обитания человека;
- мозг и нейронауки.
Одним из победителей конкурса по направлению «Комплексные научные исследования в целях улучшения среды обитания человека» стал Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королёва, представивший проект «Создание лаборатории прорывных технологий дистанционного зондирования Земли».
Проект создания лаборатории направлен на решение актуальной научно-технической и социальной задачи получения и использования данных дистанционного зондирования Земли
(ДЗЗ) из космоса в интеллектуальных геоинформационных системах. Отличительной особенностью проекта является работа с данными ДЗЗ, получаемыми в широком спектральном диапазоне волн с помощью оптических, гиперспектральных и радиолокационных сенсоров. Эти данные содержат огромный объем информации, необходимой для наблюдения и исследования изменений природной среды и хозяйственной деятельности под воздействием естественных и антропогенных факторов, мониторинга природных ресурсов, инженерной и транспортной инфраструктуры, предупреждения, оценки и минимизации последствий чрезвычайных ситуаций, повышения эффективности управления экономическими и социальными процессами, направленными на повышение качества жизни населения. Использование данных космического ДЗЗ является одним их факторов развития мировой экономики. Разработка, запуск и эксплуатация космических аппаратов (КА) ДЗЗ активно ведется во всех промышленно развитых странах. Сейчас на орбите действуют более 100 КА в сегменте среднего и высокого пространственного разрешения. По оценкам компании «Euroconsult», общее количество КА ДЗЗ к 2018 году удвоится. Согласно Федеральной космической программе, к 2025 году на орбиту будут выведены не менее 28 российских КА ДЗЗ. Учитывая активную космическую деятельность ведущих российских университетов и крупных корпораций, группировка российских КА ДЗЗ может быть еще более крупной. К настоящему времени накоплен и активно пополняется огромный объем данных космического ДЗЗ, получаемых на территории России с помощью более 100 наземных станций приема информации с отечественных и зарубежных КА ДЗЗ. Действует сеть университетских станций приема, всероссийская сеть станций приема данных с метеоспутников, сеть коммерческих станций приема с зарубежных КА, разворачивается сеть станций приема Роскосмоса (система ЕТРИС). Получение данных ДЗЗ с 1962 года обеспечивает Государственный научно-производственный ракетно-космический центр (ГНПРКЦ) «ЦСКБ-Прогресс» (г. Самара). Ярким достижением центра является запущенный в 2013 году КА «Ресурс-П», который позволяет получать гиперспектральные данные в оптическом и ближнем инфракрасном диапазоне волн. Однако наращивание группировки КА и простое накопление данных не решают автоматически ключевую проблему повышения эффективности использования данных ДЗЗ в инновационной экономике, рациональном природопользовании, в улучшении качества жизни. На решение этой проблемы и направлена деятельность создаваемой лаборатории.
Предпосылками для реализации проекта явились высокий кадровый потенциал и уникальный научно-технический задел Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П.Королева и Института систем обработки изображений (ИСОИ) РАН. СГАУ имеет 30-летний опыт подготовки специалистов мирового уровня в области ДЗЗ и геоинформационных технологий. СГАУ и ИСОИ РАН в кооперации с ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» ведут разработку и создание семейства малых КА ДЗЗ, оснащенных гиперспектральной аппаратурой. В настоящее время на орбите работает группировка двух малых спутников АИСТ. Для малых КА необходимы маломассогабаритные изображающие гиперспектрометры, работающие в оптическом и инфракрасном диапазоне волн. Создание таких гиперспектрометров базируется на достижениях нанофотоники. Фундаментальные научные результаты мирового уровня в этой области имеет ИСОИ РАН. Более 5 лет в СГАУ действуют два центра коллективного пользования уникальным оборудованием, созданных с участием ИСОИ РАН: «Нанофотоника и дифракционная оптика» и «Космическая геоинформатика». Уникальный опыт использования данных ДЗЗ в региональной экономике имеет «Поволжский центр космической геоинформатики», созданный в 2006 году Правительством Самарской области, СГАУ, ИСОИ РАН, ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» с участием ряда малых предприятий IT-отрасли.
Деятельность создаваемой в рамках проекта лаборатории будет направлена на решение следующих научно-технических задач:
Задача 1. Компрессия, кодирование и защита информации ДЗЗ в распределенных геоинформационных системах.
Задача 2. Комплексный тематический анализ и интерпретация оптических, гиперспектральных и радиолокационных данных ДЗЗ.
Задача 3. Получение, передача, распределенное хранение и обработка данных ДЗЗ, grid-алгоритмы, создание интеллектуальных банков данных и метаданных, работа со сверхбольшими объемами данных (big data).
Задача 4. Использование данных ДЗЗ в геоинформационных приложениях для изучения и прогнозирования состояния природной и урбанистической среды, управления информационным обществом и природными ресурсами.
Задача 5. Разработка и создание маломассогабаритной широкополосной бортовой гиперспектральной аппаратуры с рекордными техническими характеристиками для применения на малых КА ДЗЗ.
Решение указанных задач высококвалифицированным научным коллективом, объединяющем в рамках создаваемой лаборатории математиков, физиков, химиков, специалистов по информационным технологиям и нанотехнологиям позволит получить синергетический эффект и обеспечит получение новых научных результатов, технологический прорыв в использовании данных ДЗЗ в инновационной экономике и социальной сфере, будет способствовать улучшению качества жизни.