Распознавание образов объектов природно-техногенных объектов и оценка их состояния по данным многоспектрального и гиперспектрального аэрокосмического зондирования

Показаны новые приложения по обработке многоспектральных изображений аппаратуры «Усовершенствованный тематический картограф» (ETM+/Enhanced Thematic Mapper) спутника Landsat-7 и изображений гиперспектрометра (разработки НПО «Лептон») в процессе его летных испытаний для территории Тверской области. Используется 6 спектральных каналов аппаратуры ETM+ (пространственное разрешение около 30 м) и около 200 каналов гиперспектрометра (пространственное разрешение около 2 м с высоты съемки около 1 км). Основу приложений составляют методы решения прямых задач моделирования уходящего излучения, регистрируемого аппаратурой дистанционного зондирования (ДЗ), и обратных задач распознавания образов наблюдаемых объектов и количественной оценки их состояния для каждого элемента соответствующих изображений. Сначала производится распознавание образов наблюдаемых объектов по их многоспектральным (гиперспектральным) изображениям; выделяются классы «растительность», «водоемы», «облачность», «почвогрунты» и т.п. Затем для элементов разрешения, относящихся к классу «растительность» осуществляется преобразование данных ДЗ в параметры состояния различного типа экосистем (лесные, болотные, луговые, сельскохозяйственные и др.). Одним из таких параметров является объем зеленой фитомассы растительности, который в результате предлагаемых преобразований восстанавливается для каждого элемента разрешения класса «растительность» наряду с определением типа растительности и типа подстилающей поверхности для этих элементов. Полученные результаты демонстрируют новые возможности интерпретации всей совокупности используемых данных ДЗ, а также оценки информационного содержания данных ДЗ при развитии рассматриваемых приложений методов вычислительной математики. Поскольку разрешение гиперспектрометра достигает единиц нанометра, то дальнейший анализ тонкой структуры полученных спектров будет способствовать решению задачи нанодиагностики объектов природно-техногенной сферы по данным полученным их аэрозондирования.