Спектральна модель динамічних компонентів ландшафтів на основі багатоспектральних космічних знімків Землі

Abstract

Моделлю ландшафту, як реального географічного комплексу, який охоплює всі природні та антропічні утворення поблизу земної поверхні, є геосистема. Процес побудови адекватної математичної моделі є важливим етапом вивчення геосистем. Найбільш простим загальним визначенням моделі є її тлумачення як об'єкта замінника, що у чомусь є подібним до оригіналу. Під оригіналом будемо розуміти як природничу геосистему, так і певний досліджуваний процес. Міра адекватності моделі об'єкту досліджень ніколи не може бути повною і визначається в залежності від мети та способів моделювання. Динаміка геосистеми це зміна в часі значень її окремих характеристик, станів, набору та інтенсивності процесів, територіальних структур, яка, на відміну від еволюції, не призводить до безпосереднього формування принципово нової геосистеми. В даній роботі представлена спектральна модель динамічних компонентів ландшафтів території на прикладі Солотвинського солерудного промислу Закарпатської області України, за двома багатоспектральними космічними знімками Sentinel -2 зробленими через певний час. За допомогою даної моделі можна простежити зміни в таких характеристиках ландшафту, які найбільш яскраво проявились на даній території – обводнення, провали, карст, порушеність геологічного середовища, стану рослинності та зміни кількості антропогенних об’єктів та забудов. Спектральна модель це множина пар оптимальних спектральних каналів з найбільшими відносними змінами спектрального індексу між еталонами на двох знімках послідовних в часі динамічних компонентів ландшафтів. Виявлення динамічних компонентів ландшафтів, відповідних еталону, виконується на двох багатоспектральних космічних зображеннях, для цього необхідно виконати сканування досліджуваної місцевості вікном, відповідним розміру еталону з врахуванням частоти Найквіста. Розмір еталону визначається скануванням досліджуваної місцевості вікном, відповідним розміру еталону з врахуванням частоти Найквіста. Для виявлення динамічних компонентів ландшафтів у вікні використовуємо міру подібності, як множину найбільших відносних змін в часі спектрального індексу для скануючого вікна і еталона на двох багатоспектральних знімках. Були отримані значення спектральних моделей для трьох еталонів і значення міри подібності спектральних моделей по всьому знімку з еталоном, які показали їх розпізнавальні можливості, але для конкретизації цих змін необхідні матеріали завіркових наземних спостережень.