Автоматизированное формирование информационных продуктов для мониторинга опустынивания на основе данных дистанционного зондирования Земли.

Опустынивание и деградация земель представляют собой процессы, мониторинг которых требует регулярного анализа состояния земного покрова и выявления изменений на обширных территориях. Применение данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) и методов геоинформационного анализа позволяет автоматизировать получение пространственных данных.
При разработке системы автоматизированного мониторинга «Опустынивание и его мониторинг», были реализованы методические наработки, которые позволяют получать оперативные и достаточные точные результаты. Система обеспечивает последовательное выполнение операций поиска и загрузки спутниковых снимков, сегментации изображений, расчёта растровых индексов и геоинформационного анализа результатов.
В рамках обработки данных автоматически формируются пять спектральных индексов: NDVI, характеризующий состояние растительности, NDDI, используемый для оценки засушливости, NDWI, отражающий характеристики водных объектов и содержания воды, NDMI, характеризующий влажностное состояние, и SAVI, учитывающий влияние почвы при оценке растительности. Для анализируемых периодов рассчитываются средние, минимальные и максимальные значения индексов.
Другим направлением автоматизированной обработки является классификация типов земного покрова с использованием свёрточных нейронных сетей архитектуры U-Net. На основе нейросетевой сегментации спутниковых снимков формируется векторный картографический слой типов земного покрова. Аналогичные методы применяются для выявления опасных процессов: система определяет контуры открытых песков и участков выхода солей на поверхность, что позволяет формировать картографический продукт «Опасные процессы. Дефляция и аккумуляция».
На основе результатов выявления очагов опустынивания и геоинформационного анализа автоматически рассчитываются показатели степени опустынивания административно-территориальных единиц, включая площадь очагов и их долю в общей площади территории. Результаты представляются в виде тематических карт, а также текстовых отчётов и таблиц. При наличии загруженных границ земельных участков система также формирует продукт «Деградация земельных участков», содержащий сведения о площади деградированных земель и доле деградации каждого участка.
Таким образом, применение нейросетевых алгоритмов, спектрального анализа и геоинформационных методов обеспечивает автоматизированное получение набора взаимодополняющих информационных продуктов для оценки состояния земель и пространственного анализа процессов опустынивания. Результаты доступны для просмотра в веб-интерфейсе системы и экспорта для дальнейшего использования.