МОНІТОРИНГ ЗМІН СТАНУ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ ЗЕМЕЛЬ ЗА ДАНИМИ ФРАКТАЛЬНОГО АНАЛІЗУ КОСМІЧНИХ ЗНІМКІВ
Ключові слова:
моніторинг стану сільськогосподарських земель, космічний знімок, фрактальний аналіз, фрактальна розмірність
Анотація
Відсутність загальних підходів до оцінки стану сільськогосподарських земель за даними ДЗЗ показує, що задача моніторингу змін їх стану є до кінця не вирішеною. У статті розглянута можливість використання фрактального аналізу космічних знімків супутника Sentinel-2 сільськогосподарських земель для визначення змін їх стану під впливом різних чинників. Оцінені характеристики космічних знімків супутника Sentinel-2 заданої території з сільськогосподарськими полями на них. Наведено порядок побудови поля фрактальних розмірностей та розрахунку фрактальної розмірності з використанням методів, які найчастіше застосовують на практиці для аналізу цифрових зображень – методи покриття і призми. Показано, що розрахунок і візуалізація ПФР космічних знімків сільськогосподарських земель дозволяє здійснювати їх сегментацію і виділяти межі проведених польових робіт, зміну їх у часі та оцінювати їх структуру після завершення робіт. Визначено, що під час фрактального аналізу космічних знімків супутника Sentinel-2 доцільно використовувати мінімальні або різниці фрактальних розмірностей. Показано, що для автоматизації процесу сегментації різних структур на космічному знімку можна застосовувати гістограму ПФР і селективні зображення. Запропоновано метод моніторингу змін стану сільськогосподарських земель з використанням фрактального аналізу, який дозволяє визначати межі аномалій на зображенні, початок зміни стану земель, обсяг проведених робіт та їх тривалість, а також оцінювати структуру земельЗавантаження
Дані про завантаження поки що недоступні.
Посилання
1. Токарева О.С. Обработка и интерпретация данных дистанционного зондирования Земли / О.С. Токарева. – Томск: Томский политехнический университет. – 2010. – 148 с.
2. Агроекологічний супутниковий моніторинг / Тараріко О.Г., Сиротенко О.В., Ільєнко Т.В., Кучма Т.Л. – К.: Аграр. наука, 2019. – 204 с.
3. Кашкин В.Б. Дистанционное зондирование Земли из космоса. Цифровая обработка изображений / Кашкин В.Б., Сухинин А.И. – М.: Логос, 2001. – 264 с.
4. Copernicus Europe’s eyes on Earth, Sentinel-2 [Електронний ресурс] / Copernicus Europe’s eyes on Earth. – Режим доступу: https://www.copernicus.eu/en/about-copernicus/infrastructure/discover-our-satellites – 03.07.2021 р.
5. ESA Sentinel Online, Spatial Resolution [Електронний ресурс] / ESA Sentinel Online. – Режим доступу: https://sentinel.esa.int/web/sentinel/user-guides/sentinel-2-msi/resolutions/spatial – 07.07.2021 р.
6. Черепанов А.С. Вегетационные индексы / А.С. Черепанов // ГЕОМАТИКА. – 2011. – No 2(11). – С. 98 – 102.
7. Моніторинг сільськогосподарських культур із застосуванням космічних знімків SENTINEL-2 / Марюшко М.В., Пащенко Р.Е., Коблюк Н.С. // Радіоелектронні і комп’ютерні системи. – 2019. – No1(89). – С. 99 – 108.
8. Слободяник М.П. Прогнозування врожайності сільськогосподарських культур за матеріалами ДЗЗ та вегетаційними індексами / М.П. Слободяник // Вісник геодезії та картографії. – 2014. – No 6 (93). – С. 16 – 20.
9. Шовенгердт Р.А. Дистанционное зондирование. Модели и методы обработки изображений / Р.А. Шовенгердт. – М.: Техносфера. – 2013. – 592 с.
10. Федер Е. Фракталы / Е. Федер – М.: Мир, 1991. – 254 с.
11. Фрактальный анализ процессов структур и сигналов / [Доля Г.Н., Іванов В.К., Пащенко Р.Э. и др.]; Под. ред. Р.Э. Пащенко. – Харьков: “НЭО Экоперспектива”, 2006. – 348 с.
12. Analysis of the Earth’s Surface Type in Remote Sensing Using Fractal Dimension / R. Pashchenko, M. Mariushko // 2020 IEEE Ukrainian Microwave Week (UkrMW), MRRS-2020. – 2020. – pp. 1-4. doi: 10.1109/ukrmw49653.2020.9252811.
13. Марюшко М.В. Фрактальний аналіз космічних знімків SENTINEL-2 для моніторингу сільськогосподарських культур / Марюшко М.В., Пащенко Р.Е. // Радіоелектронні і комп’ютерні системи. – 2020. – No4(96). – С. 34 – 47.
14. Кроновер, Р.М. Фракталы и хаос в динамических системах / Р.М. Кроновер. – М.: Постмаркет, 2000. – 352 с.
15. Clarke K. C. Computation of the Fractal Dimension of Topographic Surface Using the Triangular Prism Surface Area Method//Computers & Geosciences. – 1986. – v. 12, no. 5. – P. 713 – 722.
2. Агроекологічний супутниковий моніторинг / Тараріко О.Г., Сиротенко О.В., Ільєнко Т.В., Кучма Т.Л. – К.: Аграр. наука, 2019. – 204 с.
3. Кашкин В.Б. Дистанционное зондирование Земли из космоса. Цифровая обработка изображений / Кашкин В.Б., Сухинин А.И. – М.: Логос, 2001. – 264 с.
4. Copernicus Europe’s eyes on Earth, Sentinel-2 [Електронний ресурс] / Copernicus Europe’s eyes on Earth. – Режим доступу: https://www.copernicus.eu/en/about-copernicus/infrastructure/discover-our-satellites – 03.07.2021 р.
5. ESA Sentinel Online, Spatial Resolution [Електронний ресурс] / ESA Sentinel Online. – Режим доступу: https://sentinel.esa.int/web/sentinel/user-guides/sentinel-2-msi/resolutions/spatial – 07.07.2021 р.
6. Черепанов А.С. Вегетационные индексы / А.С. Черепанов // ГЕОМАТИКА. – 2011. – No 2(11). – С. 98 – 102.
7. Моніторинг сільськогосподарських культур із застосуванням космічних знімків SENTINEL-2 / Марюшко М.В., Пащенко Р.Е., Коблюк Н.С. // Радіоелектронні і комп’ютерні системи. – 2019. – No1(89). – С. 99 – 108.
8. Слободяник М.П. Прогнозування врожайності сільськогосподарських культур за матеріалами ДЗЗ та вегетаційними індексами / М.П. Слободяник // Вісник геодезії та картографії. – 2014. – No 6 (93). – С. 16 – 20.
9. Шовенгердт Р.А. Дистанционное зондирование. Модели и методы обработки изображений / Р.А. Шовенгердт. – М.: Техносфера. – 2013. – 592 с.
10. Федер Е. Фракталы / Е. Федер – М.: Мир, 1991. – 254 с.
11. Фрактальный анализ процессов структур и сигналов / [Доля Г.Н., Іванов В.К., Пащенко Р.Э. и др.]; Под. ред. Р.Э. Пащенко. – Харьков: “НЭО Экоперспектива”, 2006. – 348 с.
12. Analysis of the Earth’s Surface Type in Remote Sensing Using Fractal Dimension / R. Pashchenko, M. Mariushko // 2020 IEEE Ukrainian Microwave Week (UkrMW), MRRS-2020. – 2020. – pp. 1-4. doi: 10.1109/ukrmw49653.2020.9252811.
13. Марюшко М.В. Фрактальний аналіз космічних знімків SENTINEL-2 для моніторингу сільськогосподарських культур / Марюшко М.В., Пащенко Р.Е. // Радіоелектронні і комп’ютерні системи. – 2020. – No4(96). – С. 34 – 47.
14. Кроновер, Р.М. Фракталы и хаос в динамических системах / Р.М. Кроновер. – М.: Постмаркет, 2000. – 352 с.
15. Clarke K. C. Computation of the Fractal Dimension of Topographic Surface Using the Triangular Prism Surface Area Method//Computers & Geosciences. – 1986. – v. 12, no. 5. – P. 713 – 722.
Опубліковано
2021-09-03
Як цитувати
Pashchenko R. Моніторинг змін стану сільськогосподарських земель за даними фрактального аналізу космічних знімків / R. Pashchenko, M. Mariushko // Системи управління, навігації та зв’язку. Збірник наукових праць. – Полтава: ПНТУ, 2021. – Т. 3 (65). – С. 8-17. – doi:https://doi.org/10.26906/SUNZ.2021.3.008.
Розділ
Навігація
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
