Архив
Том 21, 2024
Том 20, 2023
Том 19, 2022
Том 18, 2021
Том 17, 2020
Том 16, 2019 г.
Том 15, 2018 г.
Том 14, 2017 г.
Том 13, 2016 г.
Том 12, 2015 г.
Том 11, 2014 г.
Том 10, 2013 г.
Том 9, 2012 г.
Том 8, 2011 г.
Том 7, 2010 г.
Выпуск 6, 2009 г.
Выпуск 5, 2008 г.
Выпуск 4, 2007 г.
Выпуск 3, 2006 г.
Выпуск 2, 2005 г.
Выпуск 1, 2004 г.
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 7. С. 89-99

Применение дискриминантного анализа для распознавания посевов сельскохозяйственных культур

Э.А. Терехин 1 
1 Белгородский государственный национальный исследовательский университет, Федерально-региональный центр аэрокосмического и наземного мониторинга, Белгород, Россия
Одобрена к печати: 19.07.2017
DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-7-89-99
Автоматизированное распознавание посевов является одной из ключевых задач мониторинга пахотных земель. В статье представлены результаты применения пошагового дискриминантного анализа для выявления посевов сельскохозяйственных культур, типичных для территории Белгородской области и Центрального Черноземья: пшеницы озимой, ячменя, сои, кукурузы, подсолнечника, сахарной свеклы, овса и многолетних трав. Экспериментальная информация получена с 1033 обрабатываемых полей. Спектральные характеристики сельскохозяйственной растительности рассчитаны на основе информационных продуктов MOD09Q1 и MOD13Q1. Эффективность выявления посевов проанализирована для рядов сезонных значений коэффициентов отражения в красной (620–670 нм) и ближней инфракрасной (841–876 нм) областях спектра и вегетационного индекса NDVI. Применение дискриминантного анализа позволило количественно оценить эффективность спектральных показателей конкретных временных срезов для выявления типов растительности. Установлено, что значения коэффициентов отражения либо вегетационного индекса середины – второй половины июля вносят наибольший вклад в разделение посевов. Наиболее высокая суммарная точность распознавания культур (около 85%) установлена для коэффициентов отражения в ближней инфракрасной зоне спектра. Наибольшая точность дешифрирования характерна для посевов озимых (96%). Распознавание многолетних трав и овса наиболее проблематично. Показана возможность применения дискриминантного анализа для геоинформационного картографирования растительности посевных площадей.
Ключевые слова: растительный покров, посевные площади, дискриминантный анализ, вегетационные индексы, коэффициенты отражения, NDVI, дистанционное зондирование
Полный текст

Список литературы:

  1. Барталев С.А., Лупян Е.А., Нейштадт И.А., Савин И.Ю. Классификация некоторых типов сельскохозяйственных посевов в южных регионах России по спутниковым данным MODIS // Исследование Земли из космоса. 2006. № 3. С. 68–75.
  2. Барталев С.А., Егоров В.А., Лупян Е.А., Плотников Д.Е., Уваров И.А. Распознавание пахотных земель на основе многолетних спутниковых данных спектрорадиометра MODIS и локально-адаптивной классификации // Компьютерная оптика. 2011. Т. 35. № 1. С. 103–116.
  3. Кузьменко Я.В., Лисецкий Ф.Н., Пичура В.И. Оценка и прогнозирование стока малых рек в условиях антропогенных воздействий и изменений климата // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. С. 619–627.
  4. Лупян Е.А., Барталев С.А., Толпин В.А., Жарко В.О., Крашенинникова Ю.С., Оксюкевич А.Ю. Использование спутникового сервиса ВЕГА в региональных системах дистанционного мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 3. С. 215–232.
  5. Медведева М.А., Савин И.Ю., Барталев С.А., Лупян Е.А. Использование данных NOAA-AVHRR для выявления многолетней динамики растительности северной Евразии // Исследование Земли из космоса. 2011. № 4. С. 55–62.
  6. Плотников Д.Е., Барталев С.А., Жарко В.О., Михайлов В.В., Просянникова О.И. Экспериментальная оценка распознаваемости агрокультур по данным сезонных спутниковых измерений спектральной яркости // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 1. С. 199–208.
  7. Повх В.И., Шляхова Л.А., Боева И.Н. Оценка структуры посевных площадей сельскохозяйственных культур по спутниковой информации высокого разрешения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 4. С. 224–228.
  8. Попов С.Ю. Опыт создания геоботанической карты методом дискриминантного анализа полевых и дистанционных данных // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 1. С. 25–35.
  9. Терехин Э.А. Анализ многолетней динамики вегетационного индекса для посевных площадей // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 6. С. 48–58.
  10. Халафян А.А. STATISTICA 6. Статистический анализ данных. М.: Бином-Пресс. 2007. 512 с.
  11. Atzberger C., Rembold F. Mapping the spatial distribution of winter crops at sub-pixel level using AVHRR NDVI time series and neural nets // Remote Sensing. 2013. Vol. 5. No. 3. P. 1335–1354.
  12. Bartalev S.A., Plotnikov D.E., Loupian E.A. Mapping of arable land in Russia using multi-year time series of MODIS data and the LAGMA classification technique // Remote Sensing Letters. 2016. Vol. 7. No. 3. P. 269–278.
  13. Li Z., Huffman T., McConkey B., Townley-Smith L. Monitoring and modeling spatial and temporal patterns of grassland dynamics using time-series MODIS NDVI with climate and stocking data // Remote Sensing of Environment. 2013. Vol. 138. P. 232–244.
  14. Son N.T, Chen C.F, Chen C.R, Minh V.Q, Trung N.H. A comparative analysis of multitemporal MODIS EVI and NDVI data for large-scale rice yield estimation. Agricultural and Forest Meteorology. 2014. Vol. 197. P. 52–64.
  15. Zhou J., Jia L., Menenti M. Reconstruction of global MODIS NDVI time series: performance of harmonic analysis of time series (hants) // Remote Sensing of Environment. 2015. Vol. 163. P. 217–228.