Аппроксимация временных рядов NDVI сплайнами и рядом Фурье для мультисенсорной классификации пахотных земель Хабаровского края
Year: 2026
Type: article
Abstract: Объединение данных разных спутниковых систем используется для повышения точности классификации пахотных земель. Применение сезонных временных рядов мультиспектральных данных Sentinel-2, Landsat-8/9 на региональном уровне может быть затруднено из-за высокой разреженности данных, обусловленной облачными явлениями. В статье рассмотрен подход к подготовке непрерывных временных рядов NDVI, основанный на аппроксимации кубическим сплайном (SP) и рядом Фурье (DF). Для пахотных земель Хабаровского края в период со 121-го по 296-й календарный день 2022–2024 гг. были построены аппроксимированные сезонные временные ряды NDVI по данным спутников Sentinel-2 и Landsat-8/9, с помощью ЦКП «ИКИ-мониторинг», рассчитаны значения еженедельных композитов NDVI по данным Метеор-М. В качестве входных параметров для классификации пяти классов (соя, зерновые культуры, гречиха, многолетние травы, залежь) пахотных земель использовались наборы данных значений аппроксимированных рядов NDVI по данным спутников Sentinel-2 и Landsat-8/9, приведенных к разрешению 60 м, а также синхронизированных данных по трем спутникам. Классификация проводилась на основе метода случайного леса (Random Forest). По результатам трехкратной кросс-валидации было установлено, что достоверных различий в общей точности (OA) классификации при применении SP и DF не выявлено: при этом значимое влияние на точность оказывает год наблюдения и выбранный датасет. Общая точность классификации пахотных земель Хабаровского края на основе мультисенсорных данных (95,0 %) достоверно больше, чем с использованием данных Landsat (90,4 %), и незначительно выше общей точности для Sentinel (94,3 %). Значения F1-меры для разных классов пахотных земель также зависели от классифицируемого года, и в большинстве случаев применение синхронизированных данных трех спутников демонстрировало более высокие значения показателя в сравнении с отдельными спутниками. По результатам проведенной классификации в 2022–2024 гг. были построены карты-схемы пахотных земель Хабаровского края.
Institution: Computing Center
Language: Russian
Subfield: Ecology
Field: Environmental Science
Domain: Physical Sciences
SDG: Zero hunger
Open Access status: diamond
OpenAlex ID: W7204869396