Повышение эффективности процесса интерпретации данных дистанционного зондирования Земли за счет анализа дескрипторов окрестности

Станислав Анталольевич Ямашкин; Анатолий Александрович Ямашкин

Станислав Анталольевич Ямашкин ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» https://orcid.org/0000-0002-7574-0981
Анатолий Александрович Ямашкин ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» https://orcid.org/0000-0001-9995-8371

Ключевые слова: дешифрирование космических снимков, дистанционное зондирование Земли, анализ земель, дескриптор окрестности, инвариантные свойства, динамические свойства

Аннотация

Введение: В оценке пространственно-временной структуры земной поверхности большую значимость приобретают данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Повышение эффективности инструментов анализа космической съемки возможно через изучение проблемы получения комплексной пространственно-временной характеристики о состоянии земель. Целью настоящего исследования является повышение точности автоматизированного анализа данных ДЗЗ за счет учета инвариантных и динамических дескрипторов окрестности.

Материалы и методы: С целью повышения точности классификации данных ДЗЗ проводился расчет комплексных пространственно-временных характеристик состояния земель, опирающийся на системный анализ данных, характеризующих динамические и инвариантные состояния территории, окружающей геофизический участок. Формализация данного процесса приведена в статье и включает методики расчета набора численных дескрипторов окрестности: локальной энтропии, локального диапазона, среднеквадратического отклонения, цветового момента, гистограммы оттенков, кортежа цветов. Описывается методика расчета комплексного дескриптора на основе вектора Фишера. Для апробации решения составлен план проведения эксперимента и проведена выборка исходных данных.

Результаты исследования: Апробация методики и созданного на ее основе алгоритма, реализованного в виде комплекса программ, на системе тестовых полигонов показала варьирование точности классификации в диапазоне 81–89 % (без учета окрестности), а с учетом дескрипторов окрестности она возрастает до 91–97 %. Выявлено, что значительное увеличение радиуса анализируемой окрестности приводит к снижению точности классификации.

Обсуждение и заключения: Применение разработанного комплекса программ позволяет оперативно проводить моделирование пространственных систем с целью тематического картографирования землепользования и анализа развития чрезвычайных ситуаций, а созданная методика анализа земель с учетом дескрипторов окрестности дает возможность повысить точность классификации.