Система  распределенного интерактивного детектирования лесных рубок в информационных системах дистанционного мониторинга лесных ресурсов

Одной из важных задач исследования и контроля экологического состояния лесов России, их контроля и исследования является получение объективной информации о проводимых вырубках. В силу того, что лесозаготовки проводятся в различных регионах нашей страны на очень больших территориях, такая информация может быть получена только на основе спутникового дистанционного мониторинга. С учетом того, что задача устойчивого выявления рубок с использованием спутниковых данных на различных территориях в настоящее время не решена, актуальными остаются проведение разработок, которые направлены на создание различных методов и инструментов, позволяющих специалистам, работающим в области мониторинга и изучения лесных ресурсов, в максимально автоматизированном режиме и по стандартизированной схеме  производить выделение рубок и анализировать полученную информацию. При этом следует учитывать, что задачами, связанными с мониторингом и изучением лесных ресурсов, занимается значительное количество научных групп и организаций, работающих в разных городах нашей страны. Поэтому необходимо создание систем, позволяющих проводить коллективную распределенную обработку и анализ информации.

Основной задачей данных систем является обеспечение получения стандартизированной, объективной и актуальной информации об использовании лесов. Разрабатываемые в составе таких систем инструменты и методы анализа данных должны ориентироваться не просто выборочный контроль отдельных мест рубок, а на возможность организации массового мониторинга всех районов страны, в которых ведется заготовка леса. Для решения данной задачи на основе разработанного в ИКИ РАН алгоритма интерактивного детектирования рубок (см. раздел 2 настоящего отчета)  в 2017 году была разработана система для массового интерактивного детектирования  изменений, происходящих в лесном покрове. Созданная система ориентирована на использование распределенных архивов спутниковых данных ЦКП «ИКИ-Мониторинг» (инструментарий ориентируется на работу с данными, получаемыми со спутников Landsat и Sentinel 2). В системе реализована  возможность быстрого поиска и выбора для обработки наборов данных (сцен) за различное время. Первая сцена фиксирует состояние "до изменений", а вторая - состояние "после изменений". После выбора данных в автоматизированном режиме проводится детектирование изменений, произошедших между этими двумя состояниями. Реализованный в инструменте алгоритм ориентирован на использование данных в каналах: 3 (525–600 нм), 4 (630–680 нм), 5 (845–885 нм) и панхроматического восьмого (500–680 нм) канала прибора OLI спутника LANDSAT 8 (или аналогичных каналов спутника SENTINEL-2). После проведенного детектирования  пользователю предоставляется возможность проведения оценки качества полученных результатов. В случае если детектирование изменений было проведено с удовлетворительным качеством, они сохраняется в специализированную БД и интегрируются с ранее наблюдавшимися изменениями в анализируемом районе. В системе также реализованы различные инструменты позволяющие визуализировать и анализировать получаемые результаты детектирования. В том числе, анализировать временную динамику происходящих изменений, включая оценку объемов и состава.  Общая схема распределенной обработки данных, реализованная в системе, приведена на рис. 1.3.2. Опытная эксплуатация системы, проводимая на территории Приморского и Хабаровского краев с использованием ИС "Вега-Приморье", показала достаточно высокую эффективность ее работы.

Рисунок 1.3.2 - Схема организации обработки данных в системе  распределенного интерактивного детектирования рубок леса