Применение радиолокационных данных для оценки состояния и картографирования сельскохозяйственных угодий дельты Волги

Представлены промежуточные результаты выполнения проекта в рамках международной образовательной программы SOAR-EI (Science and Operational Applications Research Education International Initiative), нацеленной на исследование возможностей практического применения спутниковых радиолокационных данных Radarsat-2. Задачей проекта является исследование состояния заброшенных и обрабатываемых сельскохозяйственных земель в дельте Волги.
В ходе работ с использованием программы Radarsat-2 Acquisition Planning Tool (MDA) на период с 4 июня по 15 августа 2014 г. была запланирована и осуществлена четырёхкратная съёмка дельты Волги. Съёмка проводилась с интервалом в 24 дня с идентичными параметрами (в интерферометрическом режиме) для исключения влияния различных факторов, не связанных с изменениями местности (углов съёмки, направления визирования). Данные получены в поляриметрическом режиме, что позволяет извлекать качественно новую информацию о рассеивающих характеристиках объектов.
В сроки, совпадающие и близкие к срокам съёмки, проводились наземные обследования местности на базе Всероссийского научно-исследовательского института орошаемого овощеводства и бахчеводства (ВНИИОБ). Данные наземных обследований использовались для установления зависимостей между реальными характеристиками объектов местности и параметрами, вычисляемыми по космическим данным, а также для выполнения контролируемой классификации и оценки точности полученных результатов.
Для обработки данных использовалось как некоммерческое (Sentinel-1 Toolbox (ESA)), так и коммерческое (ENVI (Exelis VIS)) программное обеспечение. Проведена серия экспериментов по выбору оптимальных параметров для обработки радиолокационных данных с целью картографирования состояния сельскохозяйственных угодий. Проанализировано влияние различных алгоритмов фильтрации, поляриметрической декомпозиции, классификации на точность получаемых результатов. Составлены карты, отображающие состояние сельскохозяйственных угодий: так, на заброшенных землях показаны участки, подверженные зарастанию древесно-кустарниковой растительностью, а на обрабатываемых – возделываемые культуры.
Решаемые в рамках проекта задачи по наблюдению обрабатываемых земель являются актуальными как для сельхозпроизводителей, так и для органов, осуществляющих контроль за использованием сельскохозяйственных земель. Оценка состояния заброшенных сельскохозяйственных угодий имеет значение для определения вида мероприятий по рекультивации и мелиорации этих земель при возвращении их в оборот.
Данные предоставлены CSA и MDA в рамках проекта SOAR-EI №5137. Исследования выполнены в рамках собственных работ НЦ ОМЗ АО «Российские космические системы» при частичной поддержке грантов НШ-2248.2014.5 и РФФИ 13-05-12011-офи.