Метод глобального картографирования растительного покрова по данным спутниковых наблюдений на основе контекстно-зависимой обучаемой классификации

Наземные экосистемы Северной Евразии играют важную роль в глобальных экологических процессах Земли и являются объектом исследования множества ученых и специалистов. Исследование этого непрерывно изменяющегося природного объекта сопряжено с необходимостью получения регулярно обновляемых данных. Созданная в рамках проекта Global Land Cover 2000 карта наземных экосистем Северной Евразии получена по данным прибора SPOT-Vegetation 2000 г. c пространственным разрешением 1 км.
В настоящее время в ИКИ РАН и ЦЭПЛ РАН ведутся исследования, направленные на создание на основе данных прибора Terra-MODIS с пространственным разрешением 250 м новой карты наземных экосистем Северной Евразии, и разработки автоматической технологии её ежегодного обновления. Разработанный метод построения по данным MODIS композитных изображений, очищенных от влияния облачности, теней и других нежелательных факторов, позволяет подготовить необходимые для картографирования наземных экосистем входные данные.
Для решения поставленной задачи разработан метод, позволяющий минимизировать участие человека в процессах принятии решений при классификации спутниковых изображений благодаря использованию для обучения ранее созданной карты наземных экосистем Северной Евразии. Метод состоит из нескольких этапов:
- фильтрация ошибок в исходных тематических продуктах и построение обучающей выборки;
- вычисление локальных априорных вероятностей;
- построение локальных спектральных сигнатур классов;
- моделирование спектральных характеристик смешаных классов;
- подготовка вспомогательных тематических продуктов;
- контекстно-зависимая классификация спутниковых данных.
Для реализации описанного метода был создан комплекс программ, позволивших выполнить эксперименты по автоматическому картографированию по данным MODIS наземных экосистем ряда тестовых участков на территории России.