Очень часто данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) используют для сравнения изображений местности, сделанных в разное время, и выявления изменений, которые она претерпела. При большом количестве разновременных спутниковых снимков, находящихся в открытом использовании, обнаружение таких изменений вручную будет трудоемкой и, скорее всего, неточной задачей. Об этом пишет Tracy Cozzens на сайте geospatial-solutions.com.
Для решения этой проблемы EOS Data Analytics представила автоматизированный инструмент обнаружения изменений в своем флагманском продукте LandViewer, облачном инструменте для поиска и анализа спутниковых снимков.
Алгоритм обнаружения изменений, реализованный EOS, использует стратегию, базирующуюся на пикселях, что означает, что изменения между двумя растровыми многоканальными изображениями математически рассчитываются путем вычитания значений пикселей для одной даты из значений пикселей тех же координат для другой даты.
Эта новая функция предназначена для автоматизации задачи обнаружения изменений и предоставления точных результатов за меньшее количество шагов и долю времени, необходимого для обнаружения изменений, чем в большинстве программ обработки изображений.
Интерфейс обнаружения изменений: изображения береговой линии в городе Бейруте, выбранные для отслеживания событий последних лет
Приложения от сельского хозяйства до мониторинга окружающей среды
Одна из основных целей, поставленных командой EOS, заключалась в том, чтобы сделать сложный процесс обнаружения изменений в данных ДЗЗ одинаково доступным и легким для неопытных пользователей не из ГИС-отраслей.
С помощью инструмента обнаружения изменений LandViewer фермеры могут быстро определить области на своих полях, которые были повреждены градом, штормом или наводнением. В лесном хозяйстве обнаружение изменений на спутниковом снимке пригодится для оценки территорий после лесного пожара и выявления незаконных рубок.
Наблюдение за скоростью и масштабами климатических изменений, происходящих на планете (таких как таяние полярных льдов, загрязнение воздуха и воды, нарушения естественной среды обитания из-за расширения городов), является постоянной задачей ученых-экологов, которые могут теперь сделать это в режиме онлайн за несколько минут. Изучая различия между прошлым и настоящим с помощью инструмента обнаружения изменений и многолетних спутниковых данных в LandViewer, все эти отрасли также могут прогнозировать будущие изменения.
Примеры использования обнаруженных изменений: ущерб от наводнений и вырубка лесов
Возможности обнаружения изменений по спутниковым снимкам в LandViewer лучше всего можно продемонстрировать на реальных примерах.
Леса, которые все еще покрывают примерно треть территории мира, исчезают с угрожающей скоростью, главным образом из-за деятельности человека, такой как сельское хозяйство, добыча полезных ископаемых, выпас скота, вырубка, а также негативных природных факторов, таких как лесные пожары. Вместо масштабной наземной съемки тысяч акров леса специалист лесного хозяйства может регулярно отслеживать состояние леса с помощью пары спутниковых снимков и автоматического обнаружения изменений на основе индекса NDVI.
Различное изображение, показывающее масштабы обезлесения на Мадагаскаре между 2016 и 2018 годами; генерируется из двух спутниковых снимков Sentinel-2
Другим распространенным вариантом использования для обнаружения изменений может стать оценка ущерба от наводнений в сельском хозяйстве, которая представляет наибольший интерес для производителей сельскохозяйственных культур и страховых компаний. Всякий раз, когда наводнение наносит тяжелый урон вашему урожаю, ущерб может быть быстро нанесен на карту и измерен с помощью основанных на NDWI алгоритмов обнаружения изменений.Результаты обнаружения изменений по сценам Sentinel-2: красная и оранжевая области показывают затопленную часть поля; окружающие поля зеленого цвета, что означает, что они избежали повреждения (Наводнение в Калифорнии, февраль 2017 года)
Как запустить инструмент обнаружения изменений в LandViewer
Существует два способа запустить инструмент на сайте eos.com/landviewer и начать поиск различий на разновременных спутниковых снимках: щелкнув правой кнопкой мыши по значку меню «Инструменты анализа» или с помощью ползунка «Сравнение» — в зависимости от того, что удобнее. В настоящее время обнаружение изменений осуществляется только по оптическим спутниковым снимкам; добавление алгоритмов для радарных данных ДЗЗ запланировано для будущих обновлений.