Метод отслеживания изменений подстилающей поверхности по разновременным космическим снимкам

Широкий круг задач дистанционного зондирования Земли связан с поиском изменений на местности, вызываемыми процессами природного и антропогенного характера за определенный промежуток времени. Однако, несмотря на возможность использования современных аппаратно-программных средств обработки и анализа данных ДЗЗ, представленных в цифровых форматах, данный подход может иметь достаточно сложную реализацию при необходимости выполнения анализа в условиях ограниченных временных ресурсов.
Существует необходимость разработки оперативных методов поиска изменений на местности по многоспектральным снимкам. Для достижения хорошего детектирования изменений алгоритм должен анализировать не весь снимок, а каждый тип подстилающей поверхности в отдельности.
В качестве такого метода предлагается следующий алгоритм поиска изменений на местности по двум разновременным космическим снимкам, основанный на преобразовании к главным компонентам [1] сегментов изображения:
1. формирование разностного многоспектрального изображения.
2. разбиение разностного изображения на сегменты по типам подстилающей поверхности.
3. применение к сегментам разностного изображения метода преобразования к главным компонентам;
4. выделение первых главных компонент сегментов разностного изображения, содержащих информацию об изменениях объектов;
5. анализ значений пикселей изображений первых главных компонент сегментов снимка с разбиением на два класса: класс изменившихся объектов и класс неизменившихся объектов.
6. загрузка полученных данных об изменениях в виде слоя геопространственных данных в ГИС с последующей визуализацией.
Данный алгоритм реализован в Model Maker Erdas Imagine в виде пользовательского приложения - модуля зонального поиска изменений на основе преобразования к главным компонентам, интерфейс модуля написан на макроязыке Erdas Imagine EML.
Время обработки модулем зонального поиска изменений на основе преобразования к главным компонентам составляет около 3 минут, в то время как модуль DeltaCue Erdas Imagine [2] обрабатывает ту же информацию за 10 минут.
Время обработки модулем на основе преобразования к главным компонентам полностью отвечает требованиям по оперативности поиска изменений.
Использованные источники:
1. Шовенгердт Р. Дистанционное зондирование. Модели и методы обработки изображений М.: Техносфера, 2010.
2. Imagine DeltaCue User’s Guide, December 2010.