Разработка метода обнаружения областей замусоривания и выделения их границ по мультиспектральным космическим изображениям

Замусоривание окружающей среды постепенно перерастает в глобальную проблему человечества. Применение методов космического мониторинга позволяет наблюдать рост объемов замусоривания, а также увеличение темпов этого роста.
Метод, представленный в работе, позволяет как обнаружить области замусоривания, так и выделить их границы в каждый момент времени съемки. В отличие от применявшихся ранее, данный метод имеет ряд преимуществ.
Обнаружение области замусоривания и выделение ее границ можно провести для каждого космического изображения при отсутствии снежного покрова и облачности. При этом, в отличие от применявшегося ранее метода, не требуется накопления информации в течение некоторого временного интервала, что позволяет построить карту замусоривания для момента времени, когда проводилась съемка.
Метод позволяет оценить степень замусоривания на разных участках исследуемой области.
Исходными данными обработки могут быть снимки как высокого, так и среднего пространственного разрешения (от 1 м до 30 м). Необходимыми спектральными каналами являются RGB, тепловой и ИК каналы.
В основе разработанного метода лежит отличие спектральной отражательной способности области замусоривания от объектов окружающей природной среды. Поэтому проводится предварительная пороговая обработка мультиспектральных изображений по значениям коэффициентов спектральной яркости пикселей на различных спектральных каналах. Для коэффициентов выделенных пикселей по каждому каналу находятся значения номинальных функций. Аргументом данных функций является коэффициент спектральной яркости на определенном канале. Значениям функций на всех каналах в заданных пределах соответствует область замусоривания. Величина отклонений этих коэффициентов от фоновых значений определяет точность выделения областей замусоривания.
Работа по обнаружению и выделению объектов замусоривания проведена для полигонов Московского региона по снимкам Landsat 4-5 TM за многолетний период наблюдений.
Дана сравнительная характеристика точности разработанного метода, по результатам которой вероятность ошибочного детектирования разработанным методом примерно на 10% меньше в сравнении с ранее использовавшимся методом.
По результатам обработки космических изображений получены карты замусоривания Московского региона в различные моменты времени с 2000 по 2014 годы.