Инструмент интерактивного построения карт пород и запасов лесов на основе информации спутников серий Sentinel-2 и Landsat

Был разработан интерактивный инструмент, позволяющий создавать карты пород и запасов лесов на основе спутниковых данных высокого пространственного разрешения (10-30 м на пиксель). Внешний вид инструмента в составе картографического интерфейса системы «ВЕГА-Science» и результаты одной обработки приведены на рисунке 1. Для данной обработки получена общая точность по контрольной выборке 0.87 для карты пород и 11.5 % (MAPE) для карты запасов.

 
Рисунок 1 — Внешний вид инструмента в составе картографического интерфейса системы «ВЕГА-Science» и результаты одной обработки. A – данные одной из сцен Sentinel-2, по которой проводилась обработка, синтез в естественных цветах; B – применяемая маска лесов; С – исходная выборка запасов древесины уровне таксационных выделов; D — исходная выборка преобладающих древесных пород на уровне таксационных выделов; E – полученная карта запасов древесины с пространственным разрешением 10 м на пиксель; F — полученная карта преобладающих древесных пород с пространственным разрешением 10 м на пиксель. Оценка точности результатов приведена на E и F

Инструмент создан на основе технологии построения интерактивных инструментов, ранее разработанной в Институте космических исследований РАН (ИКИ РАН). Для обучения модели используются данные наземных обследований тестовых полигонов, полученные из Информационно-аналитической системы мониторинга углерода в наземных экосистемах Российской Федерации (ИАС «Углерод-Э»), или имеющиеся в ИКИ РАН материалы наземных обследований на уровне таксационных выделов. Пользователь системы управляет выбором типа обучающей выборки. В качестве признаков для классификации используются разновременные спутниковые снимки или композитные изображения из архивов, доступных в Центр коллективного пользования (ЦКП) ИКИ Мониторинг. Для получения карт категориальных характеристик лесного покрова используется классификация методом случайных лесов. Для построения карт количественных характеристик лесов используется непараметрическая регрессионная модель на основе метода случайных лесов. В результате обработки получаются карты характеристик лесов на территорию интереса, заданную пользователем. В результате одной обработки получаются карты преобладающих древесных пород и запасов стволовой древесины. Разработанный инструмент на данный момент применяется в различных информационных системах, использующих ресурсы ЦКП «ИКИ-Мониторинг», в том числе в системе «ВЕГА-Science» и ИАС «Углерод-Э».