Введение 4
1. Обзор существующих спутниковых программ 6
1.1 Обзор спутниковых съемочных систем 8
1.2 Выбор данных ДЗЗ для обнаружения участков лесозарастания 10
2. Основные этапы подготовки данных ДЗЗ к дешифрированию 14
2.1 Этапы первичной обработки данных ДЗЗ 14
2.2 Форматы представления данных ДЗЗ 18
2.2.1 Содержание метаданных 18
2.2.2 Требования к функциональности 19
3 Детектирование данных ДЗЗ для локализации участков лесозарастания 20
3.1 Обзор вегетационных индексов для локализации участков лесозарастания 21
3.2 Выбор вегетационного индекса для локализации участков лесозарастания по данным спутниковой системы WorldView-2 24
3.2.1 Диапазоны значений вегетационных индексов 25
3.2.1 Сегментация участков лесозарастания 31
3.2.2 Расчет показателей точности выделения лесозарастания 35
Заключение 41
Список использованных источников 42
Приложение А Плакаты презентации 46
Методы дистанционного зондирования и дешифрирования космических снимков используются в различных отраслях хозяйственной деятельности человека как на уровне различных организаций и предприятий, так и на государственном уровне. Примером может служить применение дистанционного зондирования земель сельскохозяйственного назначения, выявление несанкционированных установленными порядками и разрешениями сооружений и объектов инфраструктуры, мониторинг чрезвычайных ситуаций. Не исключением являются и объекты государственной энергосетевой инфраструктуры, в частности, мониторинг просек в местах прохождения высоковольтных линий электропередачи.
Одной из задач мониторинга является контроль состояния древесной растительности в буферной зоне просеки и выявление фактов лесозарастания. Данная задача к настоящему времени решается с применением кадровых бригад, осуществляющих регулярные выезды для осмотра участков просеки, что является затратным и неоптимальным с точки зрения времени способом контроля. Таким образом, использование космической съемки и современных методов обработки данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) позволит дистанционно контролировать состояние просек на протяженных территориях и вырабатывать рекомендации для осуществления точечной расчистке просек.
Системы получения информации на основе данных дистанционного зондирования для дешифрирования лесных массивов активно развиваются. Основополагающие научные разработки направления исследований представлены, например, трудами таких авторов: Барталев С. А., Гордиенко А. С., Гук А. П., Кашкин В. Б., Пяткин В. П., Сухинин А. И.
В настоящее время разработаны различные методы дешифрирования снимков лесных массивов и соответствующие специализированные программные продукты, такие, как ENVI, Quantum GIS (QGIS), ERDAS Imaging и другие.
Несмотря на большое количество разработанных и используемых алгоритмов и методик, в области автоматизации дешифрирования существует ряд нерешенных проблем, связанных с отсутствием необходимого и достаточного набора дешифровочных признаков для оценки объектов и их состояния по снимкам при распознавании большинства естественных объектов.
Целью работы является разработка методики обнаружения участков лесозарастания объектов электросетевого комплекса по данным ДЗЗ, позволяющей выполнить пространственную локализацию обнаруженных участков для оказания информационной поддержки лиц, принимающих решения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) Обзор и выделение критериев релевантности данных ДЗЗ для выявления фактов лесозарастания.
2) Разработка методики обнаружения участков лесозарастания объектов электросетевого комплекса по данным ДЗЗ.
3) Проведение практической апробации разработанной методики на экспериментальной территории с использованием высокодетальных данных ДЗЗ. Создание картосхемы состояния просек для детектирования фактов зарастания.
Практическая значимость работы — программно-методический комплекс для обнаружения участков лесозарастания, позволяющий оказывать информационную поддержку лицам, принимающим решения.
Предмет исследования — методика для обнаружения участков лесозарастания, позволяющая оказывать информационную поддержку лицам, принимающим решения.
Объект исследования — наземные объекты электросетевого комплекса в зоне зарастания.
В результате выполнения магистерской диссертации были решены следующие задачи:
- Определены критерии выбора спутниковых программ дистанционного зондирования Земли, релевантных решению задачи определения участков лесозарастания.
- Разработана методика обнаружения участков лесозарастания объектов электросетевого комплекса по данным ДЗЗ.
- Результат разработанной методики апробирован на практических примерах.
- Выполнен сравнительный анализ результатов показателя общей точности выделения участков лесозарастания.
- В ходе выполнения магистерской диссертации были опубликованы две статьи в научном журнале с международным участием, индексируемые в РИНЦ.
