При решении задач мониторинга растительности с помощью данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) часто используется анализ значений различных дистанционных индикаторов состояния растений в течение сезона вегетации. В частности, при мониторинге сельскохозяйственных земель может применяться анализ средних для поля значений индекса NDVI, измеренных в течение сезона вегетации. Использование данных, полученных на основе приборов с разным пространственным разрешением, может влиять на вычисленные величины среднего значения вегетационного индекса на каждом поле в зависимости от его размера, площади и морфологии.
В данном исследовании проведен анализ влияния пространственного разрешения данных ДЗЗ на получаемые значения среднего вегетационного индекса NDVI на поле в зависимости от его площади. Использовались три набора спутниковых данных с разным пространственным разрешением. Для каждого набора данных был использован временной ряд восстановленных ежедневных безоблачных изображений вегетационного индекса NDVI, полученный на основе метода LOESS. Характеристики продуктов и особенности весового подхода к восстановлению ежедневных изображений указанных спутниковых систем на основе LOESS были ранее описаны в работах . Получение и обработка спутниковых данных были выполнены с помощью возможностей Центра коллективного пользования ИКИ-Мониторинг. Использовались:
1. Серии восстановленных изображений низкого пространственного разрешения (250 метров на пиксель), полученные на основе данных прибора MODIS спутников AQUA и TERRA.
2. Серии восстановленных изображений с пространственным разрешением 60 метров на пиксель, полученные на основе прибора КМСС (камеры МСУ-М) спутника Метеор-М №2.
3. Серии восстановленных изображений высокого пространственного разрешения (10 метров на пиксель), полученные на основе прибора MSI спутников Sentinel-2.
Была взята выборка сельскохозяйственных полей в различных регионах России. Выборка суммарно включала более 10 тысяч полей. Для каждого поля было рассчитано среднее значение индекса NDVI на поле по каждому приведенному набору данных. При расчете среднего значения вклад каждого пикселя растровых данных при пересечении с контуром поля учитывался пропорционально площади этого пикселя. Был проведен корреляционный анализ полученных за одинаковый отрезок времени значений среднего индекса NDVI на поле по разным наборам данных. Анализировалось влияние площади полей на изменение корреляции между значениями по разным наборам данных.
Результаты корреляционного анализа показали общую высокую согласованность среднего значения индекса NDVI на поле по разным данным: даже для маленьких полей с размером менее 10 Га значения коэффициента корреляции Пирсона превысило 0.75 для пар KMSS-MSI и MODIS- MSI и 0.85 для пары MODIS-KMSS. При этом с увеличением размера полей коэффициент корреляции достаточно равномерно рос до значений выше 0.95 на полях с размером более 100 Га.
Доклад посвящен проведенному исследованию. В нем подробно рассказывается об использованных методах и материалах, обсуждаются полученные результаты и их значение для возможности проведения мониторинга различных объектов с использованием данных с разным пространственным разрешением.