МОНІТОРИНГ ЗМІН СТАНУ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ ЗЕМЕЛЬ ЗА ДАНИМИ ФРАКТАЛЬНОГО АНАЛІЗУ КОСМІЧНИХ ЗНІМКІВ
DOI:
https://doi.org/10.26906/SUNZ.2021.3.008Ключові слова:
моніторинг стану сільськогосподарських земель, космічний знімок, фрактальний аналіз, фрактальна розмірністьАнотація
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
Посилання
Токарева О.С. Обработка и интерпретация данных дистанционного зондирования Земли / О.С. Токарева. – Томск: Томский политехнический университет. – 2010. – 148 с.
Агроекологічний супутниковий моніторинг / Тараріко О.Г., Сиротенко О.В., Ільєнко Т.В., Кучма Т.Л. – К.: Аграр. наука, 2019. – 204 с.
Кашкин В.Б. Дистанционное зондирование Земли из космоса. Цифровая обработка изображений / Кашкин В.Б., Сухинин А.И. – М.: Логос, 2001. – 264 с.
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.
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.
Черепанов А.С. Вегетационные индексы / А.С. Черепанов // ГЕОМАТИКА. – 2011. – No 2(11). – С. 98 – 102.
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.
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.
Шовенгердт Р.А. Дистанционное зондирование. Модели и методы обработки изображений / Р.А. Шовенгердт. – М.: Техносфера. – 2013. – 592 с.
Федер Е. Фракталы / Е. Федер – М.: Мир, 1991. – 254 с.
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.
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.
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.
Кроновер, Р.М. Фракталы и хаос в динамических системах / Р.М. Кроновер. – М.: Постмаркет, 2000. – 352 с.
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.
