Метод классификации пахотных земель по типам культур с использованием космических снимков

В работе рассматривается задача классификации пахотных земель по типам культур (многолетние травы, неиспользуемые земли, озимые, пар, ранние яровые, поздние яровые) с использованием временных рядов вегетационного индекса, построенных по серии космических снимков. В качестве исходных данных используются космические снимки среднего (Landsat-5,8; UK-DMC) и низкого (Terra) разрешения, а также векторная карта границ пахотных площадей и декларируемые сельхозтоваропроизводителями сведения о засеянных на полях культурах.
Классификация пахотных земель выполняется для двух периодов (сезонов) сева культур - ярового и озимого, для каждого из которых выполняются следующие этапы:
1. Создание однократного безоблачного покрытия территории исследования космическими снимками среднего разрешения, содержащими красный и ближний инфракрасный каналы.
2. Определение реальных границ посевов культур внутри поля, для этого выполняется сегментация двухканального покрытия с опорой на векторные данные границ полей. В результате получают границы участков, внутри которых посеяна только одна культура – границы монокультур.
3.Построение временных рядов нормализованного разностного вегетационного индекса NDVI для каждого участка с монокультурой по ежедневным снимкам космического аппарата Terra, обработанным до уровня продукта MOD09GQ и имеющим разрешение 250м. В расчетах используют маски качества каналов продукта MOD09GQ и маски облачности разрешения 1 км, содержащиеся в данных продукта MOD09GA. Каждое значение временного ряда рассчитывается усреднением соответствующих значений всех пикселей поля с учетом весовых коэффициентов: пиксели, расположенные ближе к центру поля будут иметь больший вес.
4. Фильтрация значений временного ряда.
5. Классификация полей по типам культур с использованием временных рядов вегетационного индекса NDVI. Настройка классификатора производится перед каждой процедурой классификации по данным текущего сезона. Классификация производится по расстоянию Махаланобиса до центров классов.
6. Определение несоответствий между декларируемыми и распознанными видами культур и оценка качества классификации.
Указанный метод используется в геоинформационной системе агропромышленного комплекса Самарской области. В докладе приводятся результаты экспериментальных исследований работы метода по реальным границам пахотных земель Самарской области за 2011-2014 годы.