Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 5. С. 13-30
Методы анализа данных спутникового мониторинга растительных ареалов для выявления участков незаконного земледелия при проведении специальных экспертиз
В.П. Саворский
1, 2 , О.Ю. Панова
1 , Е.В. Савченко
1 1 Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Фрязинский филиал, Фрязино, Московская область, Россия
2 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 26.10.2018
DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-5-13-30
Работа посвящена разработке требований к методическому обеспечению информационной системы, содержащей сервисы, необходимые для выявления незаконного культивирования растений по данным спутниковых мультиспектральных наблюдений. Обоснование этих требований обеспечено результатами аналитического обзора методов выявления незаконного культивирования растений по данным спутниковых мультиспектральных наблюдений в видимом и ближнем ИК-диапазонах. В качестве типовых образцов в работе рассмотрены участки выращивания наркотикосодержащих растений — опиумного мака и конопли. Для этих культур представлен краткий исторический обзор применения технологий дистанционного мониторинга, рассмотрены особенности их наблюдаемых спектральных сигнатур, показаны приёмы повышения точности оценок на основе наблюдения особенностей фенологического цикла этих растений. Представлены примеры применения данных ДЗЗ для составления ежегодных региональных обзоров UNODC. Результаты аналитического обзора использованы при формулировании особенностей использования данных ДЗЗ для обнаружения участков незаконного земледелия. Это позволило сформулировать требования к информационным системам ДЗЗ, обеспечивающим решение задач выявления и оценки продуктивности результатов незаконного землепользования.
Ключевые слова: спутниковый мониторинг, незаконное культивирование растений, спектральные сигнатуры
Полный текстСписок литературы:
- Герус А. В., Савченко Е. В., Саворский В. П. Использование метода ортогональной проекции для идентификации малых объектов в мультиспектральном анализе // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 4. С. 27–35.
- Зайцева В. А., Ловчикова Л. П., Науменко Е. К., Кононович С. И., Никоненко С. В., Плюта В. Е. Спектры отражения наркосодержащих растений и выбор спектральных диапазонов для их обнаружения // Журн. прикладной спектроскопии. 1996. Т. 63. № 6. С. 911–918.
- Зайцева В. А., Ловчикова Л. П., Науменко Е. К., Кононович С. И., Никоненко С. В., Плюта В. Е. Коэффициенты яркости посевов мака и его отдельных фитоэлементов в различных фазах вегетации // Журн. прикладной спектроскопии. 1997. Т. 64. № 1. С. 85–89.
- Лазарев А. И., Николаев А. Г., Хрунов Е. В. Оптические исследования в космосе. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1979. 256 с.
- Лупян Е. А., Прошин А. А., Бурцев М. А., Балашов И. В., Барталев С. А., Ефремов В. Ю., Кашницкий А. В., Мазуров А. А., Матвеев А. М., Суднева О. А., Сычугов И. Г., Толпин В. А., Уваров И. А. Центр коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных ИКИ РАН для решения задач изучения и мониторинга окружающей среды // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 263–284.
- Лупян Е. А., Барталев С. А., Толпин В. А., Крашенинникова Ю. С. Возможности использования пространственно-временных вегетационных индексов на примере анализа аномальных условий развития озимых культур на Европейской части России в 2016 году // 14-я Всероссийская открытая конф. «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»: сб. тез. Москва, ИКИ РАН. 2016. С. 361.
- Матиясевич Л. М., Кочергин Д. В., Субботин Ю. Л., Маматулин В. Н. Оценка возможностей дешифрирования полей мака фотометрическим методом // Исследование Земли из космоса. 1992. № 3. С. 67–75.
- Саворский В. П., Кашницкий А. В., Константинова А. М., Балашов И. В., Крашенинникова Ю. С., Толпин В. А., Маклаков С. М., Савченко Е. В. Возможности анализа гиперспектральных индексов в информационных системах дистанционного мониторинга семейства «Созвездие-Вега» // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 3. С. 28–45.
- Adam E., Mutanga O. Spectral discrimination of papyrus vegetation (Cyperus papyrus L.) in swamp wetlands using field spectrometry // ISPRS J. Photogrammetry and Remote Sensing. 2009. V. 64. No. 6. P. 612–620.
- Afghanistan Opium Survey 2017. Cultivation and Production: United Nations Office on Drugs and Crime (UNODC) Research. Afghanistan, 2017. 73 p.
- Breiman L., Friedman J. H., Olshen R., Stone C. Classification and Regression Trees. N. Y.: Chapman and Hall, 1984. 368 p.
- Davranche A., Lefebvre G., Poulin B. Wetland monitoring using classification trees and SPOT-5 seasonal time series // Remote Sensing of Environment. 2010. V. 114. No. 3. P. 552–562.
- Handheld Spectroradiometer: User’s Guide. Boulder, CO, USA: ASD Inc., 2005. 72 p.
- Jia K., Wu B., Tian Y., X. Du. Spectral Discrimination of Opium Poppy // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2011. V. 49. No. 9. P. 3414–3422.
- Kornbluth J. Poisonous fallout from the war on marijuana // The New York Times Magazine. 1978. November 19. P. 15.
- Mattiuzzi M., Bussink C., Bauer T. Analysing Phenological Characteristics Extracted from Landsat NDVI Time Series to Identify Suitable Image Acquisition Dates for Cannabis Mapping in Afghanistan // Photogrammetrie – Fernerkundung – Geoinformation. Stuttgart, 2014. Vol. 5. P. 383–392.
- Morocco Cannabis Survey 2005. United Nations Office on Drugs and Crime (UNODC). Morocco, 2005. 37 p.
- Myanmar Opium Survey 2003. United Nations Office on Drugs and Crime (UNODC). Myanmar, 2003. 52 p.
- Richards J. A. Remote Sensing Digital Image Analysis: An Introduction. Berlin, Germany: Springer-Verlag, 1993. 340 p.
- Rouse J. W., Haas R. H., Scheel J. A., Deering D. W. Monitoring Vegetation Systems in the Great Plains with ERTS // Proc. 3rd Earth Resource Technology Satellite (ERTS) Symp. 1974. V. 1. P. 48–62.
- Sader S. A. Remote sensing of narcotic crops with special reference to techniques for detection and monitoring of poppy production in Afghanistan: Technical report. Washington: Development Alternatives Corp., 1990. 70 p.
- Schmidt K. S., Skidmore A. K. Spectral discrimination of vegetation types in a coastal wetland // Remote Sensing of Environment. 2003. V. 85. No. 1. P. 92–108.
- Simms D. M. Remote sensing of opium poppy cultivation in Afghanistan: PhD Thesis. Cranfield University, 2016. 159 p.
- Southeast Asia Opium Survey 2014. United Nations Office on Drugs and Crime (UNODC). Bangkok, 2014. 105 p.
- Staats E. B. Review of Selected Narcotics Enforcement Research and Demonstration Projects: Report of the Comptroller General of the United States. Washington, 1997. 35 p.
- Swank I. C. North American heroin // Drug Enforcement. 1977. V. 4. No. 1. Р. 2–12.
- Walthall C. L., Daughtry C. S.T., Pachepsky L. Development of Cannabis Spectral Signatures and Cannabis Growth Simulation Model: Progress report FY 2003. Beltsville, MD, USA: USDA-ARS Hydrology and Remote Sensing Laboratory, 2003. 15 p.