Анализ данных разновременной мультиспектральной аэрофотосъемки для обнаружения границ исторического антропогенного воздействия
В работе представлено применение алгоритма статистического анализа данных разновременной мультиспектральной аэрофотосъемки с целью выявления участков исторического антропогенного воздействия на природную среду. Исследуемый участок расположен на окраине поселка городского типа Знаменка (Знаменский ра...
| Main Authors: | , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Russian Academy of Sciences, St. Petersburg Federal Research Center
2022-03-01
|
| Series: | Информатика и автоматизация |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://ia.spcras.ru/index.php/sp/article/view/15059 |
| _version_ | 1797699047408009216 |
|---|---|
| author | Alexander Shaura Anna Zlobina Igor Zhurbin Aigul Bazhenova |
| author_facet | Alexander Shaura Anna Zlobina Igor Zhurbin Aigul Bazhenova |
| author_sort | Alexander Shaura |
| collection | DOAJ |
| description | В работе представлено применение алгоритма статистического анализа данных разновременной мультиспектральной аэрофотосъемки с целью выявления участков исторического антропогенного воздействия на природную среду. Исследуемый участок расположен на окраине поселка городского типа Знаменка (Знаменский район Тамбовской области) в лесостепной зоне с типичными черноземными почвами, где во второй половине XIX – начале XX вв. были расположены пашни. Признаком для выявления следов исторического антропогенного воздействия может быть растительность, возникшая в результате вторичной сукцессии на заброшенных участках. Отличительной особенностью такой растительности от окружающей природной среды является ее тип, возраст и плотность произрастания. Таким образом, задача обнаружения границ антропогенного воздействия по мультиспектральным изображениям сводится к задаче классификации растительности. Исходными данными являлись результаты разновременной мультиспектральной съемки в зеленом (Green), красном (Red), краевом красном (RedEdge) и ближнем инфракрасном (NIR) спектральных диапазонах. На первом этапе алгоритма предполагается вычисление текстурных признаков Харалика по данным мультиспектральной съемки, на втором этапе – уменьшение количества признаков методом главных компонент, на третьем – сегментация изображений на основе полученных признаков методом k-means. Эффективность предложенного алгоритма показана при сопоставлении результатов сегментации с эталонными данными исторических картографических материалов. Полученный результат сегментации отражает не только конфигурацию участков анотропогенно-преобразованной природной среды, но и особенности зарастания заброшенной пашни, поскольку исследование разновременных мультиспектральных снимков позволяет более полно охарактеризовать и учесть динамику наращивания фитомассы в разные периоды вегетации. |
| first_indexed | 2024-03-12T04:02:51Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-9a2b22a490784dea965c2e30a53bfd8f |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 2713-3192 2713-3206 |
| language | English |
| last_indexed | 2024-03-12T04:02:51Z |
| publishDate | 2022-03-01 |
| publisher | Russian Academy of Sciences, St. Petersburg Federal Research Center |
| record_format | Article |
| series | Информатика и автоматизация |
| spelling | doaj.art-9a2b22a490784dea965c2e30a53bfd8f2023-09-03T11:31:03ZengRussian Academy of Sciences, St. Petersburg Federal Research CenterИнформатика и автоматизация2713-31922713-32062022-03-0121242745310.15622/ia.21.2.815059Анализ данных разновременной мультиспектральной аэрофотосъемки для обнаружения границ исторического антропогенного воздействияAlexander Shaura0Anna Zlobina1Igor Zhurbin2Aigul Bazhenova3Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of SciencesUdmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of SciencesUdmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of SciencesUdmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of SciencesВ работе представлено применение алгоритма статистического анализа данных разновременной мультиспектральной аэрофотосъемки с целью выявления участков исторического антропогенного воздействия на природную среду. Исследуемый участок расположен на окраине поселка городского типа Знаменка (Знаменский район Тамбовской области) в лесостепной зоне с типичными черноземными почвами, где во второй половине XIX – начале XX вв. были расположены пашни. Признаком для выявления следов исторического антропогенного воздействия может быть растительность, возникшая в результате вторичной сукцессии на заброшенных участках. Отличительной особенностью такой растительности от окружающей природной среды является ее тип, возраст и плотность произрастания. Таким образом, задача обнаружения границ антропогенного воздействия по мультиспектральным изображениям сводится к задаче классификации растительности. Исходными данными являлись результаты разновременной мультиспектральной съемки в зеленом (Green), красном (Red), краевом красном (RedEdge) и ближнем инфракрасном (NIR) спектральных диапазонах. На первом этапе алгоритма предполагается вычисление текстурных признаков Харалика по данным мультиспектральной съемки, на втором этапе – уменьшение количества признаков методом главных компонент, на третьем – сегментация изображений на основе полученных признаков методом k-means. Эффективность предложенного алгоритма показана при сопоставлении результатов сегментации с эталонными данными исторических картографических материалов. Полученный результат сегментации отражает не только конфигурацию участков анотропогенно-преобразованной природной среды, но и особенности зарастания заброшенной пашни, поскольку исследование разновременных мультиспектральных снимков позволяет более полно охарактеризовать и учесть динамику наращивания фитомассы в разные периоды вегетации.http://ia.spcras.ru/index.php/sp/article/view/15059мультиспектральная съемкатекстурная сегментацияпризнаки хараликаметод главных компоненткластеризацияk-meansразновременные данныепериод вегетациивторичная сукцессия |
| spellingShingle | Alexander Shaura Anna Zlobina Igor Zhurbin Aigul Bazhenova Анализ данных разновременной мультиспектральной аэрофотосъемки для обнаружения границ исторического антропогенного воздействия Информатика и автоматизация мультиспектральная съемка текстурная сегментация признаки харалика метод главных компонент кластеризация k-means разновременные данные период вегетации вторичная сукцессия |
| title | Анализ данных разновременной мультиспектральной аэрофотосъемки для обнаружения границ исторического антропогенного воздействия |
| title_full | Анализ данных разновременной мультиспектральной аэрофотосъемки для обнаружения границ исторического антропогенного воздействия |
| title_fullStr | Анализ данных разновременной мультиспектральной аэрофотосъемки для обнаружения границ исторического антропогенного воздействия |
| title_full_unstemmed | Анализ данных разновременной мультиспектральной аэрофотосъемки для обнаружения границ исторического антропогенного воздействия |
| title_short | Анализ данных разновременной мультиспектральной аэрофотосъемки для обнаружения границ исторического антропогенного воздействия |
| title_sort | анализ данных разновременной мультиспектральной аэрофотосъемки для обнаружения границ исторического антропогенного воздействия |
| topic | мультиспектральная съемка текстурная сегментация признаки харалика метод главных компонент кластеризация k-means разновременные данные период вегетации вторичная сукцессия |
| url | http://ia.spcras.ru/index.php/sp/article/view/15059 |
| work_keys_str_mv | AT alexandershaura analizdannyhraznovremennojmulʹtispektralʹnojaérofotosʺemkidlâobnaruženiâgranicistoričeskogoantropogennogovozdejstviâ AT annazlobina analizdannyhraznovremennojmulʹtispektralʹnojaérofotosʺemkidlâobnaruženiâgranicistoričeskogoantropogennogovozdejstviâ AT igorzhurbin analizdannyhraznovremennojmulʹtispektralʹnojaérofotosʺemkidlâobnaruženiâgranicistoričeskogoantropogennogovozdejstviâ AT aigulbazhenova analizdannyhraznovremennojmulʹtispektralʹnojaérofotosʺemkidlâobnaruženiâgranicistoričeskogoantropogennogovozdejstviâ |