Мустафин С.   Зейнуллина А.А.  

Выявление изменений при мониторинге сельскохозяйственных территорий

Reporter: Мустафин С.

Изображения, получаемые авиационными и космическими средствами дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), широко используются как источники информации в метеорологии, геологии и картографии, океанографии, геоботанике, сельском и лесном хозяйстве, при решении задач землепользования и градостроительства, экологического мониторинга и т.д. На их основе формируется модель территории, предназначенная для решения широкого круга задач эффективного управления хозяйственными ресурсами, контроля за протекающими на территории техногенными и природными процессами, вариативного прогноза развития экономики, социальной сферы, экологической обстановки и т.д. Модель целесообразно формировать в рамках баз данных соответствующих территориальных геоинформационных систем (ГИС) поэтапно, с постепенным усложнением и соответствующим этому расширением состава решаемых задач. При этом модель может рассматриваться на различных масштабных уровнях и в двух вариантах изменения во времени: статическом и динамическом. Каждый этап расширяет круг решаемых задач и требует привлечения данных более высокого качественного уровня.
Для оперативной наземной обработки поступающей информации требуется применение высокоэффективных специализированных вычислительных комплексов, налагающих трудновыполнимые ограничения на алгоритмы обработки. В силу этого чаще всего эта обработка и анализ видеоданных ограничиваются, особенно на стадии тематической обработки, задачей синтеза изображения, анализ и распознавание которого проводится с участием человека.
Одной из наиболее перспективных областей для использования видеоданных является сельское хозяйство. Сельскохозяйственные культуры хорошо проявляются на космических снимках - хорошо дешифрируются как по текстуре, так и по спектральным характеристикам. Применение методов ДЗЗ в задачах сельского хозяйства имеет давнюю историю и на современном этапе бурно развивается в связи с появлением новых космических аппаратов, методик, методов и алгоритмов. Конечной целью автоматизированных систем такого вида является полный контроль состояния сельхозкультур, прогнозирование урожайности на ранних этапах, помощь сельхозпроизводителям и пр. Однако у нас опыт решения этих задач на сегодня незначителен, геоинформационные технологии в управлении используются слабо.
Управление сельскохозяйственным производством требует наличия объективной и регулярно обновляемой информации. Для адресных инвестиций в агропромышленный комплекс необходимо проведение инвентаризации сельхозугодий. Однако традиционная система получения данных о состоянии сельхозугодий при решении этой задачи несовершенна и неточна. Поэтому для проведения учета, инвентаризации и классификации сельхозугодий необходимы специальные сельскохозяйственные планы и карты.
Учет и контроль сельскохозяйственных земель. Первоочередными задачами, которые необходимо решить с помощью данных ДЗЗ в аграрном секторе, являются инвентаризация сельхозугодий и создание специальных тематических карт.
Мониторинг состояния сельхозугодий на основе космических снимков. Это важная и перспективная область применения технологии ДЗЗ в аграрной сфере. Решение задач по мониторингу состояния сельхозугодий предоставляет пользователю возможность создания реальных границ полей, оценки их характеристик по данным ДЗЗ, проверки наличия или отсутствия сельхозкультур на заданной совокупности  полей, выявления расхождений между заявленными и реальными данными.
Классификация спутниковых снимков. Задача классификации спутниковых снимков и их фрагментов считается одной из основных задач обработки космических снимков. Наиболее распространенным подходом к ее решению является попиксельная классификация изображения с помощью какого–либо алгоритма автоматической классификации, например, ISODATA или K внутригрупповых средних, а затем дешифровка полученных результатов для выделения на изображении объектов – полей и принятие решения об отнесении их к тому или иному классу по типу произрастающей культуры.
Названные алгоритмы являются общими, оторваны от предметной области знаний и основаны на частичных выборках - как известно, не существует универсальных методов классификации, т.к. любой алгоритм классификации разрабатывается для определенных типов данных, а в нашем случае существуют особенности решения задач классификации спутниковых снимков. Поэтому возникла проблема разработки метода распознавания сельхозкультур для контроля полей, засеянных культурами, с учетом вводимого интерпретирующего функционала.


To reports list