Разработка алгоритмов и методов автоматизированной обработки спутниковых данных в интересах проекта «Состояние и ресурсно-экологический потенциал наземных экосистем Северной Евразии в условиях глобальных изменений» к сформированным архивам спутниковых данных.
(Программа Президиума РАН «Биоразнообразие и динамика генофондов»,
подпрограмма «Состояние и ресурсно-экологический потенциал наземных экосистем Северной Евразии в условиях глобальных изменений»)

В 2007 году в рамках этого направления разработана технология обучаемого регионально-адаптивного картографирования растительного покрова по данным MODIS. Технология использует в качестве опорных данных созданную ранее карту наземных экосистем Северной Евразии, полученную по спутниковым данным прибора SPOT-Vegetation с пространственным разрешением 1 км, а также карту лесов СССР. В качестве входных спутниковых данных для построения обновленной карты используются помесячные и сезонные композитные изображения Terra-MODIS с пространственным разрешением 250 м.

Пространственная неоднородность спектральных характеристик, а также зональные различия в разнообразии типов растительного покрова обусловили необходимость создания метода, учитывающего региональные особенности и использующего при обучении построение локализованных спектральных сигнатур. Различное пространственное разрешение опорной карты и спутниковых данных, наличие изменений в растительном покрове, а также возможные ошибки в опорной карте препятствуют непосредственному использованию таких данных для обучения и требуют фильтрации участков, не содержащих изменения в экосистемах или ошибок классификации.

Для картографирования типов земного покрова был создан комплекс программ, реализующих следующие компоненты разработанного метода:

• гистограммная фильтрация исходных тематических данных;
   
• вычисление локализованных априорных вероятностей встречаемости типов земного покрова;
   
• построение локализованных спектральных сигнатур типов земного покрова;
   
• моделирование спектральных характеристик смешанных типов;
   
• контекстно-зависимая классификация спутниковых данных;
   
• получение вспомогательных тематических продуктов (маски воды, маски населенных пунктов и промышленных     объектов).

Созданный комплекс программ был применен для формирования обучающей выборки и классификации спутниковых данных MODIS. В результате классификации был получен предварительный вариант карты типов земного покрова на территорию России (рис. 1). Легенда карты в настоящее время включает 17 классов, в том числе 8 классов покрытых лесом территорий. Ведутся работы по валидации полученной карты и усовершенствованию алгоритма.

 
 Рис. 1 Предварительная версия карты наземных экосистем России по данным MODIS.