4.2.1. Развитие методов предварительной обработки временных рядов спутниковых данных для картографирования и исследования динамики наземных экосистем;

В рамках направления по развитию методов предварительной обработки временных рядов спутниковых данных в задачах картографирования наземных экосистем разработана автоматизированная технология детектирования облаков и связанных с ними теней на изображениях Landsat-TM/ETM+, а также фильтрации сбойных данных в изображениях, получаемых радиометром ETM+. Метод детектирования эффектов влияния облачности основан на использовании модифицированного алгоритма Fmask, дополнительно выявляющего и учитывающего устойчиво светлые объекты (вечные снега, солончаки, пески и др.), часто ошибочно детектируемые, как облака. В алгоритме в качестве входных данных используются данные спутника Landsat, включая измерения спектральной  яркости в видимой, ближней и средней ИК, а также в тепловой областях спектра. Модификация алгоритма Fmask включала разработку нового метода детектирования теней от облаков, основанного на анализе разностных гистограмм распределения спектральной яркости земной поверхности внутри и вне зон потенциального расположения теней, формируемых на основе геометрического моделирования по данным о положении облака, Солнца и сенсора. Технология фильтрации сбойных данных в изображениях, получаемых радиометром ETM+, основана на поиске для рассматриваемой сцены ближайшей по дате и свободной от влияния облачности сцены спутника Landsat-5, в качестве опорного изображения, и на анализе гистограммы яркости восстанавливаемого пикселя в его ближайшей окрестности на исходном и опорном изображениях.

Для решения задач спутникового картографирования наземных экосистем разработана автоматизированная технология построения безоблачных композитных изображений по данным спутников Landsat-5, 7 и 8. В качестве входных использовались отфильтрованные от влияния облачности и аппаратных сбоев данные. Разработанная технология позволила построить ежегодные свободные от влияния мешающих факторов композитные изображения на территорию Северной Евразии за 2009-2013 годы. Пример композитного изображения, полученного по данным Landsat за 2011 год, приведено на рисунке 1.

     
Рис. 1. Очищенное от влияния облаков и других мешающих факторов композитное изображение Северной Евразии по данным Landsat за 2011 год