Усовершенствование модели прогнозирования урожайности по данным спутникового мониторинга

В предлагаемом подходе используются модели, осуществляющие прогнозирование характеристик объектов или областей на земной поверхности по данным дистанционного зондирования Земли в совокупности с наземными наблюдениями. В связи с этим, существует ряд ограничений, накладываемых на физические процессы, характеристики которых описываются с помощью разработанных моделей. В первую очередь предполагается, что существующие на данный момент технологии дистанционного зондирования позволяют получать космические изображения с необходимыми для решения исходной задачи параметрами: пространственное разрешение, частота съемки, диапазон длин волн, регистрируемых сенсором, и т.д. Во-вторых, следует учитывать тот факт, что любые измерения, полученные дистанционно, требуют верификации с использованием данных, полученных in citu, то есть наземных наблюдений. Произведена апробация предлагаемого метода для задачи прогнозирования урожайности с использованием нелинейной регрессионной модели, параметрами которой являются индексы состояния вегетативного покрова для рассматриваемой территории.
В качестве входных данных используются 16-дневные композиты NDVI с пространственным разрешением 500 метров. Изображения проходят процесс предобработки, который включает в себя составление коллекции изображений по каждому году в отдельное мультиспектральное изображение по маске области. При этом осуществляется сшивка и геопривязка областей наблюдения. Для улучшения качества прогноза проведена следующая модификация метода.
• Осуществляется перенастройка параметров модели с помощью использования большего количества областей, участвующего в обучении модели.
• Произведено расширение временного периода наблюдения до 2013 года включительно.
• Предсказательная функция модели дополнена новыми индексами состояния почвенного покрова.
• Добавлена информация о количестве осадков и изменении температуры.
Представлены результаты исследования по выбору наиболее оптимального периода сезонных наблюдений для различных с/х культур.
В докладе приводится сравнительный анализ точности прогнозирования модели до уточнения и после него. Получены новые оценки урожайности и точности прогнозов для 2013 года.
Также исследуется возможность использования комбинаций характеристик состояния растительности, полученных по данным ДЗЗ и посредством наземных наблюдений.
В докладе обсуждается возможность обобщении описанного метода для прогнозирования состояния различных областей на поверхности Земли.