XXII.F.413
Реализация на базе возможностей системы Вега-Pro технологии классификации сельскохозяйственных культур по композитным изображениям на основе данных различных спутниковых систем ДЗЗ
Денисов П.В. (1,2), Кашницкий А.В. (1), Колбудаев П.А. (1), Лупян Е.А. (1), Матвеев А.М. (1), Плотников Д.Е. (1), Руткевич Б.П (1), Толпин В.А. (1), Трошко К.А. (1)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(2) ООО "ИКИЗ"
Данные спутниковых наблюдений являются одним из источников объективной информации о выращиваемых сельскохозяйственных культурах. На протяжении многих лет в ИКИ РАН ведутся работы по распознаванию культур, произрастающих на территории Российской Федерации, по данным спутникового прибора MODIS (Плотников и др., 2008, Плотников и др., 2011). Эксперименты по распознаванию культур проводятся также на основе данных высокого пространственного разрешения Landsat (OLI) и Sentinel-2 (MSI) (Плотников и др., 2018).
В 2024 г. на базе возможностей системы Вега-PRO разработана технология автоматизированной классификации сельскохозяйственных культур, выращиваемых в пределах векторных границ полей. В качестве входной информации выступают контуры полей, на части из которых имеется разметка о произрастающей культуре, а также временной ряд восстановленных ежедневных безоблачных изображений индекса NDVI по данным прибора MSI спутников серии Sentinel-2. В основе технологии лежит попиксельная классификация методом случайных лесов (Random Forest) с последующей агрегацией в границах объектов.
Проведённые по территории одного из районов Алтайского края эксперименты показали, что при распознавании 10 классов общая достоверность классификации варьировала от 78 до 93% в зависимости от длины используемого временного ряда изображений NDVI.
Опыт тестирования технологии показал целесообразность её совершенствования. В модифицированную версию инструмента добавлены следующие возможности:
– использование при классификации не только ежедневных композитов NDVI по данным прибора MSI, но и других данных, доступных в Вега-PRO, в частности, ежедневных композитов NDVI по данным КМСС, MODIS и VIIRS, а таже ежемесячных – по данным Landsat;
– классификация не только в пределах границ полей, и в случае их отсутствия – по территории заданных районов или субъектов Российской Федерации в целом;
– проведение не только попиксельной, но и объектной классификации и верификации культур на основе временных рядов значений NDVI, усреднённых в пределах границ полей.
Работа выполнена в рамках темы «Мониторинг» (госрегистрация № 122042500031-8) c использованием возможностей Центра коллективного пользования «ИКИ-Мониторинг» (Лупян и др., 2019).
Ключевые слова: ДЗЗ, классификация сельскохозяйственных культур, сельскохозяйственный мониторинг, Sentinel-2, NDVIЛитература:
- Плотников Д.Е., Барталев С.А., Лупян Е.А. Метод детектирования летне-осенних всходов озимых культур по данным радиометра MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2008. Вып. 5. Т. 2. С. 322-330.
- Плотников Д.Е., Барталев С.А., Жарко В.О., Михайлов В.В., Просянникова О.И. Экспериментальная оценка распознаваемости агрокультур по данным сезонных спутниковых измерений спектральной яркости // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т.8. № 1. С. 199-208.
- Плотников Д.Е., Хвостиков С.А., Барталев С.А. Метод автоматического распознавания сельскохозяйственных культур на основе спутниковых данных и имитационной модели развития растений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. №4. С. 131-141. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-4-131-141.
- Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Кашницкий А.В., Балашов И.В., Барталев С.А., Константинова А.М., Кобец Д.А., Мазуров А.А., Марченков В.В., Матвеев А.М., Радченко М.В., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. No. 3. С. 151-170. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170.
Презентация доклада
Ссылка для цитирования: Денисов П.В., Кашницкий А.В., Колбудаев П.А., Лупян Е.А., Матвеев А.М., Плотников Д.Е., Руткевич Б.П., Толпин В.А., Трошко К.А. Реализация на базе возможностей системы Вега-Pro технологии классификации сельскохозяйственных культур по композитным изображениям на основе данных различных спутниковых систем ДЗЗ // Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2024. C. 168. DOI 10.21046/22DZZconf-2024aДистанционное зондирование растительных и почвенных покровов
168