Система автоматизированного экологического мониторинга с использованием данных дистанционного зондирования Земли

Для решения задач экологического мониторинга состояния земной поверхности широко используются данные дистанционного зондирования Земли. При этом требуется выполнять большой объем рутинной работы, связанной с поиском, заказом и обработкой космических снимков и проведением дальнейшего пространственного и статистического анализа данных для получения показателей, отражающих состояние природных объектов и характер происходящих с ними изменений. Это может приводить к ошибкам ввода из-за потери концентрации внимания оператором и, следовательно, к некорректным результатам, поэтому автоматизация такой работы является актуальной.
В данной работе представлены результаты проектирования и программной реализации системы, полностью автоматизирующей процесс получения космических снимков из архива Геологической службы США с использованием публичных API и их обработки по заданным сценариям, тем самым исключая вероятность ошибок и ускоряя процесс обработки данных. Участие исследователя требуется только для конфигурирования сценариев обработки и окончательной интерпретации полученных данных.
Для тестирования функциональных возможностей разработанной системы были реализованы и отлажены два сценария: для мониторинга состояния участков хвойного леса, пораженных сибирским шелкопрядом, и для мониторинга состояния припоселковых кедровников Томской области. Реализованные сценарии в автоматическом режиме производят расчет карт вегетационных индексов NDVI и NDWI и сбор зональной статистики в границах изучаемых полигонов, для безоблачных в границах полигонов сцен строятся карты разностных вегетационных индексов dNDVI и dNDWI.
На основе анализа данных, полученных при выполнении сценариев, были получены следующие результаты: показана отрицательная динамика состояния Лучаново-Ипатовского кедровника и локализованы участки поражения данного кедровника насекомыми-вредителями; отслежены изменения состояния участков хвойного леса, пораженных гусеницами сибирского шелкопряда, вблизи поселка Улу-Юл Томской области.