Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 11–15 ноября 2024 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XXII.B.54

Технологии и методы построения геосервиса обработки данных МСА и ГСА

Жаркова А.В. (1), Трофимов И.С. (1)
(1) Московский физико-технический институт (государственный университет), Долгопрудный, РФ
Современные пользовательские сервисы предоставляют информацию потребителям в большей степени путем заказа платно необходимых данных или в режиме демо-доступа. При всем при этом список группировок космических аппаратов и индексов доступных для расчета чаще всего имеет ограниченный размер в связи с техническими сложностями реализации масштабных сервисов, а также с юридическими условиями проектов [1–2]. Кроме того, на сегодняшний день в открытых источниках не содержится информации о реализации проектирования и обработки данных геоинформационных систем на основе объектно-ориентированного подхода проектирования ГИС для данных гиперспектральной съемки.

Стоит отметить, что для большинства оперативных задач экологического мониторинга, необходимо применение данных с мультиспектральных камер совместно с данными гиперспектральных камер, что подтверждено мировым опытом отечественных и иностранных исследователей (Аншаков Г.П., Журавель Ю.Н., Федосеев А.А, Ращупкин А.В.). Применение гиперспектральных камер возможно для задач сельского и лесного хозяйства, например, мониторинга посевных площадей и целеуказания на их обработку (Фирсов Н.А., Подлипнов В.В., Ивлиев Н.А., Aneece I., Thenkabail P., McCann C., Repasky K., Lawrence R. и Powell S.), а также для задач рыбохозяйственного комплекса РФ – определения содержание и количественных характеристик хлорофилла-а, цианобактерий, мутности воды, мониторинга динамики эвтрофикации водоемов (Xin Pan, Jorge E. Pezoa, Diogo Olivetti), температуры поверхности (LST) водоёмов и территорий близлежащих к ним [3–6].

Это связано с тем, что при увеличении количества спектральных каналов становится возможным более точная, по сравнению с мультиспектральными камерами, идентификация сельскохозяйственных культур и анализ их распределения по площади, в том числе и посезонно. При этом принятие решений по оперативному контролю площадей отраслевыми ведомствами традиционно возможно на основе готовых тематических продуктов, получаемых в результате обработки данных, разрабатываемым сервисом, как в видимом, так и в ближнем коротковолновом ИК-диапазоне.

Упомянутое состояние вопроса подтверждает научную новизну исследования, которая заключается в создании такого сервиса, который был бы способен обеспечить доступ пользователей к данным различных типов съемочных систем и устранить недостатки, отмеченные выше. Особенностью сервиса является наличие функций для проведения кластеризации данных МСА и ГСА с помощью методов ML для автоматического дешифрирования снимков, а также расчета вегетационных (NDVI), водных индексов NDWI, NDTI и других индексов, отражающих характеристики поверхности Земли (NDSI, NDBI, LST, содержание хлорофилла-а и цианобактерий) с минимальными временными затратами в режиме открытого доступа.

Ключевые слова: ГИС, веб-картография, ДЗЗ, архитектура геосервисов, гиперспектральная съемка, мультиспектральная съемка, машинное обучение, индексы
Литература:
  1. Зеленцов В.А. Архитектура и примеры реализации информационной платформы для создания и предоставления тематических сервисов с использованием данных дистанционного зондирования Земли // Труды СПИИРАН. – 2017. – № 6. – С. 86-113.
  2. Емельянов А.А., Ерешко М.В., Сизовa О.С., Борисов А.В. Обзор современных облачных платформ обработки и аналитики данных ДЗЗ и информационных продуктов на их основе // Исследование Земли из космоса. – 2022. – № 2. – С. 72-87.
  3. Аншаков Г.П., Ращупкин А.В., Журавель Ю.Н. Комплексирование гиперспектральных и мультиспектральных данных КА «Ресурс-П» для повышения их информативности // Компьютерная оптика. – 2015. – №1. – С. 77-82.
  4. Фирсов Н.А. Нейросетевая классификация гиперспектральных изображений растительности с формированием обучающей выборки на основе адаптивного вегетационного индекса // Компьютерная оптика. – 2021. – Т. 45, № 6. – С. 887-896.
  5. Aneece Itiya, Thenkabail Prasad New Generation Hyperspectral Sensors DESIS and PRISMA Provide Improved Agricultural Crop Classifications // Photogrammetric Engineering & Remote Sensing. – 2022. – Vol. 88. – P. 715-729.
  6. Olivetti Diogo, Cicerelli Rejane, Martinez Jean et al. Comparing Unmanned Aerial Multispectral and Hyperspectral Imagery for Harmful Algal Bloom Monitoring in Artificial Ponds Used for Fish Farming // Drones. – 2023. – Vol. 7. – P. 410.

Презентация доклада



Ссылка для цитирования: Жаркова А.В., Трофимов И.С. Технологии и методы построения геосервиса обработки данных МСА и ГСА // Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2024. C. 99. DOI 10.21046/22DZZconf-2024a

Технологии и методы использования спутниковых данных в системах мониторинга

99