Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)
Архив конференций
Дополнительная информация
Подписка/отписка
на рассылку новостей

Шестнадцатая Всероссийская Открытая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

XVI.F.813

Оценка возможностей выявления озимых культур с использованием инструментов сервиса Вега

Ёлкина Е.С. (1), Дунаева Е.А. (2), Барталев С.А. (1), Плотников Д.Е. (1)
(1) ИКИ РАН, Москва, Россия
(2) ФГБУН НИИСХ Крыма, Москва, Россия
Для обеспечения стабильного развития регионов и решения проблемы обеспечения населения продовольствием в регионах рискованного земледелия необходимы механизмы мониторинга и контроля за состоянием сельскохозяйственных культур. В ИКИ РАН разработан метод распознавания озимых культур на Европейской территории России и пограничных с ней стран (Плотников, Барталев, Хвостиков, 2013) на основе данных прибора MODIS. Оценка точности получаемых карт в масштабе регионов (Плотников и др., 2017) показывает, что данные карты в среднем демонстрируют высокую точность для значимых в сельскохозяйственном отношении регионов Южного, Центрального и Приволжского федерального округов. Однако метод имеет ряд ограничений – в частности, он плохо применим к регионам с невысокими среднемноголетними значениями посевной площади озимых, с небольшими размерами полей. Его ограничения связаны и с использованием актуальных карт используемых пахотных земель России, построенных по данным MODIS, точность которых также различна для различных регионов страны (Bartalev, Plotnikov, Loupian, 2016). Таким образом, некоторые регионы страны нуждаются в построении более точных карт озимых культур, в частности, республика Крым (Паштецкий и Дунаева, 2017). Выращивание озимых в Крыму в настоящее время носит стратегический характер в виду изменений в структуре посевов, обусловленными проблемами водоснабжения полуострова.
Целью работы являлась экспериментальная проверка возможностей распознавания озимых культур на локальном уровне (районы и хозяйства, с использованием и без использования маски границ полей) и разработка методики картографирования озимых культур с помощью комплексирования автоматических и интерактивных методов обработки данных ДЗЗ среднего и высокого пространственного разрешения в среде сервиса Вега-Science.
В основе рассматриваемого метода - сочетание алгоритмов неконтролируемой классификации (гиперкластеризация) с использованием масок культур, построенных по данным MODIS (карты, получаемые на основе данных прибора MODIS, могут быть использованы в качестве источника обучающий выборки). Используются признаки распознавания, отражающие фенологию и состояние растительности в весенне-летний период вегетации. В работе рассматриваются различные подходы к формированию мультивременной серии изображений Landsat 8 и Sentinel -2A, B, а также радарных изображений Sentinel -1A, B в качестве исходных данных для классификации.
Реализуемая в сервисе Вега-Science методика картографирования озимых культур позволит предоставить широкому кругу пользователей возможности получения более точных региональных карт для раннего и постсезонного распознавания озимых культур. Использование карт среднего пространственного разрешения в качестве источника обучающих данных для построения карт по данным более высокого разрешения актуально для регионов с относительно небольшими размерами полей, неоднородным ландшафтом и динамично изменяющейся структурой посевных площадей.
Работа выполнялась в рамках гранта РФФИ (№18-416-910011) с использованием инфраструктуры Центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных ЦКП "ИКИ-Мониторинг" (Лупян и др., 2015) и сервисов информационной системы "ВЕГА-Science" (Толпин, Балашов и др., 2014).

Ключевые слова: дистанционное зондирование Земли, Landsat, Sentinel, озимые культуры.
Литература:
  1. Барталёв С.А., Ёлкина Е.С., Плотников Д.Е., Самофал Е.В. Сравнительный анализ распознаваемости озимых культур по оптическим и радиолокационным спутниковым данным высокого пространственного разрешения // Пятнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса". 13 - 17 ноября 2017. ИКИ РАН. Москва. Тезисы докладов, 2017. С. 348.
  2. Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Балашов И.В., Барталёв С.А., Ефремов В.Ю., Кашницкий А.В., Мазуров А.А., Матвеев А.М., Суднева О.А., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Центр коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных ИКИ РАН для решения задач изучения и мониторинга окружающей среды // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2015. Т.12. № 5. С. 247-267
  3. Паштецкий В.С., Дунаева Е.А Использование спутниковых сервисов для сельскохозяйственного мониторинга // Таврический вестник аграрной науки. 2017. №3(11). С. 124 – 131.
  4. Плотников Д.Е., Барталев С.А., Хвостиков С.А. Метод итеративной экспансии обучающей выборки и его применение для распознавания озимых культур по спутниковым данным // Одиннадцатая всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса". Москва. ИКИ РАН, 11-15 ноября 2013. Сборник тезисов конференции, 2013. С. 346.
  5. Плотников Д.Е., Барталев С.А., Лупян Е.А., Толпин В.А. Оценка точности выявления посевов озимых культур в весенне-летний период вегетации по данным прибора MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 4. С. 132-145. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-4-132-145.
  6. Толпин В.А., Балашов И.В., Бурцев М.А., Ефремов В.Ю., Кашницкий А.В., Уваров И.А. Возможности работы со спутниковым сервисом Вега-Science (Мастер-класс) // Двенадцатая всероссийская открытая конференция "Современные проблемы .
  7. дистанционного зондирования Земли из космоса". Москва. ИКИ РАН, 10-14 ноября 2014.Тезисы докладов, 2014. С. 513.
  8. Bartalev S.A., Plotnikov D.E., Loupian E.A. Mapping of arable land in Russia using multiyear time series of MODIS data and the LAGMA classification technique // Remote Sensing Letters. 2016. Vol. 7. No. 3. P. 269–278. DOI: 10.1080/2150704X.2015.1130874.

Презентация доклада

Дистанционное зондирование растительных и почвенных покровов

455