Методика совместной обработки разносезонных изображений Landsat-TM и создания на их основе карты наземных экосистем Московской области

Методика включает этапы создания многоканального изображения, отражающего изменения в спектральной яркости различных экосистем в течение вегетационного сезона и формирования на основе данного изображения карты лесной растительности Московской области.

На основе разновременных снимков Landsat TM , охватывающих три сезона – период с начала мая по конец сентября 2010 года (всего подобрано 48 сцен) моделируется трехканальное безоблачное изображение (3, 4 и 5 каналы) на Московскую область и сопредельные территории. Для реализации этого подхода проводится неконтролируемая классификация методом ISODATA с большим числом кластеров (25000).
Для каждого кластера рассчитывается среднее значение по каждой из 48 сцен изображений (май – 9 слоев, лето – 25 слоев, сентябрь – 14 слоев) и присваивается осредненные значения спектральной яркости пикселей каждому кластеру. Теперь в каждом изображении отдельный канал представляет собой набор значений спектральных яркостей пикселей на конкретную дату. После этого изображения собирается поканально, то есть формируются три отдельных временных стека (для 3, 4 и 5 каналов) по 48 слоев, охватывающих все три сезона. Это позволяет проследить изменения значения спектральной яркости каждого пикселя по спектральной кривой на протяжении всего периода вегетации.
Далее на каждом слое, полученных изображений значения спектральных яркостей пикселей выравнивается и усредняется относительно соседних слоев, чтобы сделать ход спектральной кривой более плавным и нейтрализовать аномальные или отсутствующие значения. Дополнительно производится сглаживание скользящим окном вдоль профиля каждого канала и загрубление профиля до 6 измерений в канале.
Окончательно формируется общее 18-ти канальное изображение, пригодное для неконтролируемой классификации.
Далее следует стандартная процедура полуавтоматической классификации полученного изображения – формирование кластеров и отнесение их к тому или иному классу на создаваемой карте. После классификации проводится коррекция классов по топографическим картам крупного масштаба, а также автоматической устранение ошибок при формировании кластеров.
В результате получена начальная версия карты наземных экосистем Московской области на основе снимков Landsat TM с пространственным разрешением 30 м, которая в дальнейшем будет проверяться с использованием карт лесоустройства и снимков детального разрешения ( до 5 м) в открытом доступе Google Earth.