Метод детектирования снежного покрова на открытых территориях на основе спутниковых данных MODIS

В условиях бореального климата, характерного для территории России, снежный покров является важным природным фактором, оказывающим существенное влияние на деятельность человека, гидрологические и почвообразовательные процессы. Фактор снежного покрова играет исключительно важную роль в сельскохозяйственном производстве, предохраняя почву от глубокого промерзания и сохраняя посевы озимых культур, а также формирует запасы почвенной влаги, необходимые для развития сельскохозяйственных посевов. С другой стороны, чрезмерно длительное залегание снега или быстрое его стаивание может оказывать и негативное влияние на посевы озимых, приводя к их выпреванию, вымокании или гибели под ледяной коркой.
В работе предложен метод детектирования снежного покрова на открытых (т.е свободных от леса) территориях, позволяющий, используя спутниковые изображения пространственного разрешения 500 м, получаемые спектрорадиометром MODIS в красном (λ= 0.620-0.670мкм), голубом (λ= 0.459-0.479мкм) и среднем инфракрасном (λ= 1.628-1.652мкм) диапазонах, создавать ежедневные маски покрытия снегом сельскохозяйственных угодий. В качестве вспомогательной информации указанный метод предполагает также применение маски пахотных земель, ежегодно формируемой на основе данных MODIS с использованием разработанного в ИКИ РАН метода.
Алгоритм создания масок снега включает в себя такие шаги, как выявление пикселов класса «снег» в двумерном пространстве значений нормализованного разностного индекса снега NDSI и значений в голубом диапазоне длин волн, анализ пространственных характеристик связных областей снежного покрова, а так же анализ временных рядов ежедневных данных выявления покрытых снегом территорий. Последнее позволяет восстанавливать информацию о наличии снежного покрова на территориях, покрытых облачностью и прослеживать динамику его изменений. На последнем шаге работы алгоритма формируются ежедневные маски снежного покрова на пахотных землях. Разработанные макси снежного покрова предполагается включить в состав оперативно обновляемых информационных продуктов спутникового сервиса ВЕГА-PRO (http://pro-vega.ru/) для их использования при оценке риска повреждений или гибели озимых культур в зимний период.