Разработка методов автоматического картографирования используемой пашни на основе спутниковых данных КМСС

Построение временных серий ежедневных измерений КМСС-М уровня обработки L2A на территорию России впервые позволило использовать разработанные ранее для данных среднего пространственного разрешения Terra\Aqua (MODIS) методы и технологии распознавания используемой пашни и выявления границ рабочих участков полей, засеянных одной культурой. В частности, в рамках эксперимента по автоматизированному картографированию участков используемых пахотных земель на основе восстановленных временных серий ежедневных измерений КМСС-М были построены описанные в предыдущих разделах соответствующие спектрально-временные признаки распознавания для части территории Южного федерального округа РФ за 2020 г. В качестве обучающей выборки была использована бинарная карта используемых пахотных земель, полученная по данным MODIS за 2015–2020 г. наблюдений. Для распознавания пахотных земель был использован метод Random Forest. Разработанные для спутниковых данных MODIS методы сегментации временных серий были применены к сезонным временным сериям ежедневных безоблачных изображений КМСС-М (рисунок 1, справа).

Рисунок 1 — Фрагмент результатов распознавания используемых пахотных земель по данным КМСС-М и MODIS (слева), разновременной синтез изображений атмосферно-скорректированных измерений КСЯ КМСС-М (в центре), границы полей по результатам сегментации сезонной временной серии изображений КМСС-М (справа) для части территории ЮФО

Сопоставление карты используемой пашни, полученной по данным MODIS (красный цвет на рисунке 1, слева), с новой картой пахотных земель, полученной по данным КМСС М (оранжевый цвет на рисунке 1, слева), указывает на возможности довыявления небольших полей и уточнения границ участков используемой пашни. Получение такого рода продуктов на основе спутниковых данных КМСС-М демонстрирует возможность регулярного распознавания используемых пахотных земель и культур, оценки состояния сельскохозяйственной растительности и других типов земного покрова с высоким пространственным разрешением на большие территории с использованием имеющихся и перспективных подходов.

Таким образом, подготовленные с помощью разработанной ранее в ИКИ РАН технологии гармонизированные временные ряды допривязанных, калиброванных и атмосферно-скорректированных наблюдений прибором КМСС-М позволили задействовать автоматические алгоритмы распознавания и анализа растительного покрова, обеспечив успешное автоматическое построение высокодетальной карты используемых в 2020 г. пахотных земель на территории Южного федерального округа по данным КМСС-М с пространственным разрешением 60 м.