Реализация на базе возможностей системы Вега-Pro технологии классификации сельскохозяйственных культур по композитным изображениям на основе данных различных спутниковых систем ДЗЗ

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).