Разработка автоматического метода и технологии динамического картографирования наземных экосистем по данным спутниковых наблюдений. Создание карты наземных экосистем Северной Евразии по данным среднего пространственного разрешения.

За отчетный период проведено усовершенствование технологии локально¬адаптивной обучаемой классификации типов наземных экосистем по спутниковым данным. В частности, внедрено использование детальных баз данных априорных вероятностей встречаемости типов наземных экосистем. Это обеспечило возможность на этапе классификации по композитным изображениям MODIS в полной мере использовать тематические продукты, полученные с помощью специализированных алгоритмов выявления некоторых типов земного покрова. Созданные базы данных получены методами анализа временных рядов спутниковых наблюдений (выявление пройденных огнем территорий) и с помощью средств ГИС-анализа (границы зон тундры, степи, участки повреждения лесов насекомыми и др.), а также на основе экспертных знаний о пространственном распределении наземных экосистем.

Вычислительный комплекс локально-адаптивной обучаемой классификации был оптимизирован для многократной классификации исследуемой территории. Данная возможность необходима для эффективной организации работы по совершенствованию продукта картографирования путем экспертного поиска ошибок, модификации обучающих данных и повтора классификации. Удалось сократить затраты времени на классификацию путем выделения участков изменений и ограничения объема вычислений, что сделало возможным регулярное получение текущих версий продукта картографирования. Для управления классификацией и доступа к результатам вычислительный комплекс оснащен web-интерфейсом.

Завершена работа над первой версией карты растительности России с пространственным разрешением 250 м, полученной по данным прибора Terra- MODIS 2005 г. При классификации использованы очищенные от влияния облачного и снежного покрова помесячные композитные изображения. В качестве источников для обучения использованы карта наземных экосистем Северной Евразии, полученная по спутниковым данным прибора SPOT- Vegetation с пространственным разрешением 1 км, карта лесов СССР, циркумполярная карта арктической растительности и другие источники. Легенда новой карты состоит из 21 типа земного покрова, в том числе 8 типов лесной растительности.

 

Рис. Карта растительности России по данным MODIS

Проведена экспериментальная оценка возможности картографирования многолетней динамики растительного покрова территории России. С использованием обучающих баз данных, подготовленных в рамках разработки карты растительности России 2005 г., было проведено ретроспективное картографирование растительности на основе классификации композитных изображений MODIS 2002 г. Исследование подтвердило принципиальную возможность повторения результата картографирования на многолетних временных сериях спутниковых изображений. В настоящее время ведется разработка методики дифференциации обнаруженных изменений по основным категориям, включая процессы повреждения, восстановления и замещения типов растительности, а также детектирования ложных изменений, связанных с вариациями условий спутниковых наблюдений.