Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
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. 2020. Т. 17. № 5. С. 91-100

Использование слияния оптических и радарных данных при космическом мониторинге водных объектов

О.П. Архипкин 1 , Г.Н. Сагатдинова 1 
1 Национальный центр космических исследований и технологий, Алма-Ата, Казахстан
Одобрена к печати: 07.10.2020
DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-5-91-100
В работе описываются возможности использования слияния оптических и радарных космоснимков среднего разрешения для формирования и анализа водных поверхностей. В качестве водных объектов рассматриваются зоны затопления вдоль русел рек и водная поверхность водохранилищ. Формирование изображений слияния радарных и оптических данных позволяет повысить информативность космического мониторинга водных объектов и качество получаемых при этом результатов. Приводятся методики формирования изображений слияния оптических и радарных данных как на уровне объектов, так и на точечном уровне. В первом случае вначале проводится раздельное создание масок водной поверхности по оптическим и радарным данным, а затем их совместный анализ. Во втором случае сначала осуществляют геометрическую привязку оптических и радарных данных друг к другу, затем выбирают метод слияния данных, далее проводят слияние этих данных и анализ результатов их совместной обработки. Методы слияния оптических и радарных данных проиллюстрированы на примере прохождения паводковых вод в 2017 г. на р. Ишим в районе пос. Гастелло Акмолинской обл., а также динамики заполнения в 2018 г. Коксарайского контррегулятора и Чардаринского вдхр., расположенных в Туркестанской обл. Казахстана, и Сергеевского вдхр. Северо-Казахстанской обл.
Ключевые слова: космический мониторинг, паводки, водные поверхности, зоны затопления, водохранилище, радарные данные, оптические данные, слияние
Полный текст

Список литературы:

  1. Архипкин О. П., Сагатдинова Г. Н. Использование различных оптических и радарных данных дистанционного зондирования при оперативном космическом мониторинге паводков в Казахстане // Журн. Сибирского федер. ун-та. Техника и технология. 2016. Т. 9. № 7. С. 1045–1058.
  2. Архипкин О. П., Сагатдинова Г. Н. Использование поляриметрических радарных данных при космическом мониторинге паводков и наводнений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 2. С. 175–184.
  3. Архипкин О. П., Сагатдинова Г. Н. Исследование возможностей синтеза оптических и радарных данных при космическом мониторинге паводков // Информационные технологии в дистанционном зондировании Земли – RORSE 2018: сб. ст. 16-й конф. «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». 12–16 нояб. 2018, Москва. М.: ИКИ РАН, 2018. С. 343–350. DOI: 10.21046/rorse2018.343.
  4. Захарова Л. Н., Захаров А. И., Сорочинский М. В., Рябоконь Г. П., Леонов В. М. Совместный анализ данных оптических и радиолокационных сенсоров: возможности, ограничения и перспективы // Радиотехника и электроника. 2011. Т. 56. № 1. С. 5–19.
  5. Копылов В. Н., Полищук Ю. М., Хамедов В. А. Методические вопросы использования космических снимков для оперативной оценки последствий лесных пожаров // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2007. Т. 4. № 1. C. 155–161.
  6. Родионова Н. В. Наблюдение кольцевых структур на льду озера Байкал с помощью спутников Sentinel-1 и Sentinel-2 весной 2016–2018 гг. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 4. С. 213–221.
  7. Arkhipkin O. P., Sagatdinova G. N. Possibilities of the joint use of optical and radar data in flood space monitoring, The International Archives of the Photogrammetry // Intern. Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing And Spatial Information Sciences – ISPRS Archives. 2018. V. 42. Ser. 3W4. P. 67–73. DOI: 10.5194/isprs-archives-XLII-3-W4-67-2018.
  8. Chaouch N., Temimi M., Hagen S., Weishampel J., Medeiros S., Khanbilvardi R. A synergetic use of satellite imagery from SAR and optical sensors to improve coastal flood mapping in the Gulf of Mexico // Hydrological Processes. 2012. V. 26. P. 1617–1628. DOI: https://doi.org/10.1002/hyp.8268.
  9. D’Addabbo A., Refice A., Pasquariello G., Lovergine F. P., Capolongo D., Manfreda S. A Bayesian Network for Flood Detection Combining SAR Imagery and Ancillary Data // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2016. V. 54. No. 6. P. 3612–3625. DOI: 10.1109/TGRS.2016.2520487.
  10. Ghassemian H. A review of remote sensing image fusion methods // Information Fusion. 2016. V. 32 No. PA. P. 75–89. DOI: https://doi.org/10.1016/j.inffus.2016.03.003.
  11. Hussain E., Shan J. Mapping major floods with optical and SAR satellite images. Purdue University. 2010. 4 p. URL: https://engineering.purdue.edu/~jshan/publications/2010/IGARSS_flood_formatted_Hussain_Shan.pdf.
  12. Joshi N. P., Baumann M., Ehammer A., Fensholt R., Grogan K., Hostert P., Jepsen M. R., Kuemmerle T., Meyfroidt P., Mitchard E. T., Reiche J., Ryan C. M., Waske B. A Review of the Application of Optical and Radar Remote Sensing Data Fusion to Land Use Mapping and Monitoring // Remote Sensing. 2016. V. 8. Art. No. 70. 23 p. DOI: https://doi.org/10.3390/rs8010070.
  13. Markert K. N., Chishtie F., Anderson ER., Saah D., Griffin R. E. On the merging of optical and SAR satellite imagery for surface water mapping applications // Results in Physics. 2018. No. 9. P. 275–277.
  14. Pohl C., van Genderen J. L. Multisensor image fusion in remote sensing: concepts, methods and applications // Intern. J. Remote Sensing. 1998. V. 19. No. 5. P. 823–854. DOI: 10.1080/014311698215748.
  15. Pulvirenti L., Pierdicca N., Chini M., Guerriero L. An algorithm for operational flood mapping from Synthetic Aperture Radar (SAR) data using fuzzy logic // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2011. No. 11(2). P. 529–540.
  16. Simone G., Farina A., Morabito F. C., Serpico S. B., Bruzzone L. Image fusion techniques for remote sensing applications // Information Fusion. 2002. V. 3. Iss. 1. P. 3–15. DOI: https://doi.org/10.1016/S1566-2535(01)00056-2.
  17. Tong X., Luo X., Xie H., Chao W., Liu S., Jiang Y., Makhinov A. N., Makhinova A. F. An approach for flood monitoring by the combined use of Landsat 8 optical imagery and COSMO-SkyMed radar imagery // ISPRS J. Photogrammetry and Remote Sensing. 2018. 136. P. 144–153. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2017.11.006.