Классификация больших площадей земного покрова по ретроспективным спутниковым данным
Задача картографирования больших территорий земного покрова представлена как задача автоматизированной обработки больших объемов геопространственных данных, которые могут содержать различные неопределенности. Для ее решения предложено использовать три различных парадигмы, а именно метод декомпозиции...
Збережено в:
| Дата: | 2016 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2016
|
| Назва видання: | Кибернетика и системный анализ |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/131399 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Классификация больших площадей земного покрова по ретроспективным спутниковым данным / Н.С. Лавренюк, С.В. Скакун, А.Ю. Шелестов, Б.Я. Яйлимов, С.Л. Янчевский, Д.Ю. Ящук, А.М. Костецкий // Кибернетика и системный анализ. — 2016. — Т. 52, № 1. — С. 137-149. — Бібліогр.: 26 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-131399 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1313992018-03-22T03:03:05Z Классификация больших площадей земного покрова по ретроспективным спутниковым данным Лавренюк, Н.С. Скакун, С.В. Шелестов, А.Ю. Яйлимов, Б.Я. Янчевский, С.Л. Ящук, Д.Ю. Костецкий, А.М. Программно-технические комплексы Задача картографирования больших территорий земного покрова представлена как задача автоматизированной обработки больших объемов геопространственных данных, которые могут содержать различные неопределенности. Для ее решения предложено использовать три различных парадигмы, а именно метод декомпозиции, метод активного обучения из сферы интеллектуальных вычислений и метод восстановления спутниковых снимков. Комплексное применение этих трех составляющих позволило минимизировать участие эксперта в решении задачи. При решении задачи классификации земного покрова проанализированы также три различных варианта слияния данных. Показана эффективность метода слияния данных, который сводится к решению задачи классификации на основе временных рядов данных. Благодаря разработанной автоматизированной методологии поставленная задача классификации и картографирования земного покрова была впервые решена для всей территории Украины за 1990, 2000 и 2010 гг. с 30-метровым пространственным разрешением. Задачу картографування великих територій земного покриву розглянуто як задачу автоматизованого оброблення великих обсягів геопросторових даних, які можуть містити різні невизначеності. Для її розв’язання запропоновано використовувати три різних парадигми: метод декомпозиції, метод активного навчання зі сфери інтелектуальних обчислень і метод відновлення супутникових знімків. Комплексне застосування цих трьох складових дозволяє мінімізувати участь експерта у розв’язанні задачі. При розв’язанні задачі класифікації земного покриву проаналізовано також три різних варіанти злиття даних. Показано ефективність методу злиття даних, що зводиться до розв’язання задачі класифікації на основі часових рядів даних. Завдяки розробленій автоматизованій методології задача класифікації і картографування земного покриву була вперше розв’язана для всієї території України за 1990, 2000 і 2010 роки з 30-метровим просторовим розрізненням. The problem of large scale mapping of land cover is considered in the paper as a problem of automated processing of big geospatial data, which may contain various uncertainties. To solve it, we propose to use three different paradigms, namely, decomposition method, the method of active learning from the scope of intelligent computations, and method of satellite images recovering. Such an approach allows us to minimize the participation of experts in solving the problem. Within solving the problem of land cover classification we also investigated three different approaches of data fusion. The most efficient data fusion method is one that could be reduced to the problem of classification on the base of time-series images. Developed an automated methodology was applied to land cover mapping and classification for the whole territory of Ukraine for 1990, 2000, and 2010 with a 30-meter spatial resolution. 2016 Article Классификация больших площадей земного покрова по ретроспективным спутниковым данным / Н.С. Лавренюк, С.В. Скакун, А.Ю. Шелестов, Б.Я. Яйлимов, С.Л. Янчевский, Д.Ю. Ящук, А.М. Костецкий // Кибернетика и системный анализ. — 2016. — Т. 52, № 1. — С. 137-149. — Бібліогр.: 26 назв. — рос. 0023-1274 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/131399 004.62, 004.67 ru Кибернетика и системный анализ Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Программно-технические комплексы Программно-технические комплексы |
| spellingShingle |
Программно-технические комплексы Программно-технические комплексы Лавренюк, Н.С. Скакун, С.В. Шелестов, А.Ю. Яйлимов, Б.Я. Янчевский, С.Л. Ящук, Д.Ю. Костецкий, А.М. Классификация больших площадей земного покрова по ретроспективным спутниковым данным Кибернетика и системный анализ |
| description |
Задача картографирования больших территорий земного покрова представлена как задача автоматизированной обработки больших объемов геопространственных данных, которые могут содержать различные неопределенности. Для ее решения предложено использовать три различных парадигмы, а именно метод декомпозиции, метод активного обучения из сферы интеллектуальных вычислений и метод восстановления спутниковых снимков. Комплексное применение этих трех составляющих позволило минимизировать участие эксперта в решении задачи. При решении задачи классификации земного покрова проанализированы также три различных варианта слияния данных. Показана эффективность метода слияния данных, который сводится к решению задачи классификации на основе временных рядов данных. Благодаря разработанной автоматизированной методологии поставленная задача классификации и картографирования земного покрова была впервые решена для всей территории Украины за 1990, 2000 и 2010 гг. с 30-метровым пространственным разрешением. |
| format |
Article |
| author |
Лавренюк, Н.С. Скакун, С.В. Шелестов, А.Ю. Яйлимов, Б.Я. Янчевский, С.Л. Ящук, Д.Ю. Костецкий, А.М. |
| author_facet |
Лавренюк, Н.С. Скакун, С.В. Шелестов, А.Ю. Яйлимов, Б.Я. Янчевский, С.Л. Ящук, Д.Ю. Костецкий, А.М. |
| author_sort |
Лавренюк, Н.С. |
| title |
Классификация больших площадей земного покрова по ретроспективным спутниковым данным |
| title_short |
Классификация больших площадей земного покрова по ретроспективным спутниковым данным |
| title_full |
Классификация больших площадей земного покрова по ретроспективным спутниковым данным |
| title_fullStr |
Классификация больших площадей земного покрова по ретроспективным спутниковым данным |
| title_full_unstemmed |
Классификация больших площадей земного покрова по ретроспективным спутниковым данным |
| title_sort |
классификация больших площадей земного покрова по ретроспективным спутниковым данным |
| publisher |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| publishDate |
2016 |
| topic_facet |
Программно-технические комплексы |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/131399 |
| citation_txt |
Классификация больших площадей земного покрова по ретроспективным спутниковым данным / Н.С. Лавренюк, С.В. Скакун, А.Ю. Шелестов, Б.Я. Яйлимов, С.Л. Янчевский, Д.Ю. Ящук, А.М. Костецкий // Кибернетика и системный анализ. — 2016. — Т. 52, № 1. — С. 137-149. — Бібліогр.: 26 назв. — рос. |
| series |
Кибернетика и системный анализ |
| work_keys_str_mv |
AT lavrenûkns klassifikaciâbolʹšihploŝadejzemnogopokrovaporetrospektivnymsputnikovymdannym AT skakunsv klassifikaciâbolʹšihploŝadejzemnogopokrovaporetrospektivnymsputnikovymdannym AT šelestovaû klassifikaciâbolʹšihploŝadejzemnogopokrovaporetrospektivnymsputnikovymdannym AT âjlimovbâ klassifikaciâbolʹšihploŝadejzemnogopokrovaporetrospektivnymsputnikovymdannym AT ânčevskijsl klassifikaciâbolʹšihploŝadejzemnogopokrovaporetrospektivnymsputnikovymdannym AT âŝukdû klassifikaciâbolʹšihploŝadejzemnogopokrovaporetrospektivnymsputnikovymdannym AT kosteckijam klassifikaciâbolʹšihploŝadejzemnogopokrovaporetrospektivnymsputnikovymdannym |
| first_indexed |
2025-07-09T15:22:26Z |
| last_indexed |
2025-07-09T15:22:26Z |
| _version_ |
1837183322487259136 |
| fulltext |
ÓÄÊ 004.62, 004.67
Í.Ñ. ËÀÂÐÅÍÞÊ, Ñ.Â. ÑÊÀÊÓÍ, À.Þ. ØÅËÅÑÒÎÂ, Á.ß. ßÉËÈÌÎÂ, Ñ.Ë. ßÍ×ÅÂÑÊÈÉ,
Ä.Þ. ßÙÓÊ, À.Ì. ÊÎÑÒÅÖÊÈÉ
ÊËÀÑÑÈÔÈÊÀÖÈß ÁÎËÜØÈÕ ÏËÎÙÀÄÅÉ ÇÅÌÍÎÃÎ ÏÎÊÐÎÂÀ
ÏÎ ÐÅÒÐÎÑÏÅÊÒÈÂÍÛÌ ÑÏÓÒÍÈÊÎÂÛÌ ÄÀÍÍÛÌ
Àííîòàöèÿ. Çàäà÷à êàðòîãðàôèðîâàíèÿ áîëüøèõ òåððèòîðèé çåìíîãî ïîêðîâà ïðåäñòàâëå-
íà êàê çàäà÷à àâòîìàòèçèðîâàííîé îáðàáîòêè áîëüøèõ îáúåìîâ ãåîïðîñòðàíñòâåííûõ äàí-
íûõ, êîòîðûå ìîãóò ñîäåðæàòü ðàçëè÷íûå íåîïðåäåëåííîñòè. Äëÿ åå ðåøåíèÿ ïðåäëîæåíî
èñïîëüçîâàòü òðè ðàçëè÷íûõ ïàðàäèãìû, à èìåííî ìåòîä äåêîìïîçèöèè, ìåòîä àêòèâíîãî
îáó÷åíèÿ èç ñôåðû èíòåëëåêòóàëüíûõ âû÷èñëåíèé è ìåòîä âîññòàíîâëåíèÿ ñïóòíèêîâûõ
ñíèìêîâ. Êîìïëåêñíîå ïðèìåíåíèå ýòèõ òðåõ ñîñòàâëÿþùèõ ïîçâîëèëî ìèíèìèçèðîâàòü
ó÷àñòèå ýêñïåðòà â ðåøåíèè çàäà÷è. Ïðè ðåøåíèè çàäà÷è êëàññèôèêàöèè çåìíîãî ïîêðîâà
ïðîàíàëèçèðîâàíû òàêæå òðè ðàçëè÷íûõ âàðèàíòà ñëèÿíèÿ äàííûõ. Ïîêàçàíà ýôôåêòèâ-
íîñòü ìåòîäà ñëèÿíèÿ äàííûõ, êîòîðûé ñâîäèòñÿ ê ðåøåíèþ çàäà÷è êëàññèôèêàöèè íà
îñíîâå âðåìåííûõ ðÿäîâ äàííûõ. Áëàãîäàðÿ ðàçðàáîòàííîé àâòîìàòèçèðîâàííîé ìåòîäî-
ëîãèè ïîñòàâëåííàÿ çàäà÷à êëàññèôèêàöèè è êàðòîãðàôèðîâàíèÿ çåìíîãî ïîêðîâà áûëà
âïåðâûå ðåøåíà äëÿ âñåé òåððèòîðèè Óêðàèíû çà 1990, 2000 è 2010 ãã. ñ 30-ìåòðîâûì
ïðîñòðàíñòâåííûì ðàçðåøåíèåì.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: êëàññèôèêàöèÿ çåìíîãî ïîêðîâà, ãåîïðîñòðàíñòâåííûå äàííûå, ñëèÿ-
íèå äàííûõ, ñïóòíèêîâûå äàííûå, íåéðîííûå ñåòè, îáó÷àþùàÿ è òåñòîâàÿ âûáîðêè.
ÂÂÅÄÅÍÈÅ
Êàðòû çåìíîãî ïîêðîâà èëè ïðîäóêòû îáðàáîòêè ñïóòíèêîâûõ äàííûõ òðàäè-
öèîííî ñòðîÿòñÿ íà îñíîâå ñíèìêîâ ñðåäíåãî ðàçðåøåíèÿ, â ÷àñòíîñòè MODIS
èëè SPOT VEGETATION [1]. Ïîñëåäíèå ãîäû õàðàêòåðèçóþòñÿ ïîÿâëåíèåì
â ñâîáîäíîì äîñòóïå ìíîãîëåòíèõ àðõèâîâ ñïóòíèêîâûõ äàííûõ âûñîêîãî ðàç-
ðåøåíèÿ, â ÷àñòíîñòè äàííûõ ñïóòíèêîâ ñåðèè Landsat è ïðîäóêòîâ èõ ïðåäâà-
ðèòåëüíîé îáðàáîòêè. Ýòî îòêðûâàåò íîâûå âîçìîæíîñòè ïîñòðîåíèÿ ðåòðî-
ñïåêòèâíûõ êàðò áîëåå âûñîêîãî (30-ìåòðîâîãî) ðàçðåøåíèÿ äëÿ áîëüøèõ òåð-
ðèòîðèé, êîòîðûå, â ñâîþ î÷åðåäü, ïîçâîëÿþò îòñëåæèâàòü èçìåíåíèÿ çåìíîãî
ïîêðîâà è çåìëåïîëüçîâàíèÿ, à òàêæå ðåøàòü çàäà÷è óñòîé÷èâîãî ðàçâè-
òèÿ [2–5].
Îäíàêî ïîÿâëåíèå áîëüøèõ îáúåìîâ äàííûõ âûñîêîãî ðàçðåøåíèÿ íå òîëüêî
îòêðûâàåò íîâûå âîçìîæíîñòè, íî è ïîðîæäàåò íîâûå ïðîáëåìû, ñâÿçàííûå ñ îá-
ðàáîòêîé ñíèìêîâ. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ìåòîäû êëàññèôèêàöèè è ôîðìèðîâàíèÿ
îáó÷àþùåé âûáîðêè, õîðîøî çàðåêîìåíäîâàâøèå ñåáÿ ïðè îáðàáîòêå îäíîãî
ñíèìêà äëÿ íåáîëüøîé òåððèòîðèè, îêàçûâàþòñÿ íåïðèåìëåìûìè äëÿ áîëüøèõ
òåððèòîðèé. Îñíîâíûå ïðîáëåìû ñâÿçàíû ñ áîëüøèìè îáúåìàìè äàííûõ, ìàëîé
ïëîùàäüþ ïîêðûòèÿ îäíèì ñíèìêîì, îáëà÷íîñòüþ, íåîáõîäèìîñòüþ ôîðìèðîâà-
íèÿ îáùåé êàðòû íà îñíîâå êëàññèôèêàöèè ðàçíîâðåìåííûõ ñíèìêîâ è ò.ï.
Î÷åâèäíî, ÷òî ðåøàòü ýòó çàäà÷ó, îáðàáàòûâàÿ êàæäûé ñíèìîê â îòäåëüíî-
ñòè ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëèçèðîâàííîãî ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ, íàïðèìåð
ENVI, íå ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíûì. Ïîýòîìó íåîáõîäèìî ìèíèìèçèðîâàòü
ó÷àñòèå ýêñïåðòà â ðåøåíèè çàäà÷è, àâòîìàòèçèðîâàâ âñå ýòàïû åå ðåøåíèÿ,
â òîì ÷èñëå ýòàï êëàññèôèêàöèè ñïóòíèêîâûõ äàííûõ è ñëèÿíèÿ ïîëó÷åííûõ
ðåçóëüòàòîâ. Ðåøåíèå ýòîé çàäà÷è èçëîæåíî â íàñòîÿùåé ñòàòüå.
Ñëåäóåò òàêæå îòìåòèòü, ÷òî â ïðîöåññå ðåøåíèÿ ïîñòàâëåííîé çàäà÷è äëÿ
îáðàáîòêè è èñïîëüçîâàíèÿ äàííûõ áîëüøîãî îáúåìà, à òàêæå ïîñëåäóþùåãî
óòî÷íåíèÿ ïîëó÷åííûõ ðàíåå ðåçóëüòàòîâ íà ðåãóëÿðíîé îñíîâå çà÷àñòóþ ïðèìå-
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 1 137
© Í.Ñ. Ëàâðåíþê, Ñ.Â. Ñêàêóí, À.Þ. Øåëåñòîâ, Á.ß. ßéëèìîâ, Ñ.Ë. ßí÷åâñêèé, Ä.Þ. ßùóê,
À.Ì. Êîñòåöêèé, 2016
íÿþòñÿ èíôîðìàöèîííûå ñèñòåìû [6]. Îíè ìîãóò áûòü îñíîâàíû íà òåõíîëîãèÿõ
Grid, Sensor Web [7–9], à òàêæå ðàäàðíûõ äàííûõ [10].
ÎÁÙÀß ÏÎÑÒÀÍÎÂÊÀ ÇÀÄÀ×È ÊËÀÑÑÈÔÈÊÀÖÈÈ ÇÅÌÍÎÉ ÏÎÂÅÐÕÍÎÑÒÈ
ÄËß ÁÎËÜØÈÕ ÒÅÐÐÈÒÎÐÈÉ
Çàäà÷à êëàññèôèêàöèè òåððèòîðèè âñåé ñòðàíû èëè áîëüøîãî ðåãèîíà îòíîñèòñÿ
ê çàäà÷å îáðàáîòêè «áîëüøèõ äàííûõ» è ñâîäèòñÿ ê ñëåäóþùåìó. Íà îñíîâå
èìåþùèõñÿ íåìàðêèðîâàííûõ ìíîãîëåòíèõ ñïóòíèêîâûõ èçîáðàæåíèé è ðåïðå-
çåíòàòèâíûõ ìàðêèðîâàííûõ äàííûõ, êîòîðûå ïîëó÷åíû ëèáî ïóòåì íàçåìíûõ
èññëåäîâàíèé, ëèáî ôîòîèíòåðïðåòàöèåé, íåîáõîäèìî ïîñòðîèòü êàðòó êëàññè-
ôèêàöèè. Ñëîæíîñòü ðåøåíèÿ äàííîé çàäà÷è ñîñòîèò â ñëåäóþùåì:
� íåðàâíîìåðíîå ïîêðûòèå ñïóòíèêîâûìè èçîáðàæåíèÿìè öåëåâîé òåððèòî-
ðèè, ÷òî ïðèâîäèò ê íåîáõîäèìîñòè èñïîëüçîâàíèÿ ðàçíûõ ïðèçíàêîâ äëÿ ðàç-
ëè÷íûõ îáëàñòåé (ðåãèîíîâ). Íà ðèñ. 1 èçîáðàæåíû îòñíÿòûå ñïóòíèêîì ñíèìêè
òåððèòîðèè Óêðàèíû â 2010 ãîäó;
� íåîáõîäèìîñòü ó÷åòà ëîêàëüíûõ õàðàêòåðèñòèê èññëåäóåìîãî ðåãèîíà (íà-
ïðèìåð, èíòåíñèâíîñòü è ôàçû ðàçâèòèÿ ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ êóëüòóð ìîãóò
ñóùåñòâåííî âèäîèçìåíÿòüñÿ â çàâèñèìîñòè îò àãðîêëèìàòè÷åñêèõ çîí);
� îòñóòñòâèå äàííûõ ââèäó îáëà÷íîñòè è òåíåé íà îïòè÷åñêèõ èçîáðàæåíèÿõ;
� íåîïðåäåëåííîñòü (íåòî÷íîñòü) â ìàðêèðîâàííûõ äàííûõ, îáóñëîâëåííàÿ èõ
ïîäãîòîâêîé íà îñíîâå ôîòîèíòåðïðåòàöèè (ñóáúåêòèâíîñòü ìíåíèÿ ýêñïåðòà).
Äëÿ ðåøåíèÿ ïîñòàâëåííîé çàäà÷è ñ ó÷åòîì óêàçàííûõ îãðàíè÷åíèé â äàí-
íîé ñòàòüå ïðåäëàãàåòñÿ ïîäõîä, îñíîâàííûé íà èñïîëüçîâàíèè òðåõ ïàðàäèãì èç
ðàçíûõ îáëàñòåé êîìïüþòåðíûõ íàóê: ïðèíöèïà «ðàçäåëÿé è âëàñòâóé» (èç òåî-
ðèè àëãîðèòìîâ) [4], ìåòîäà àêòèâíîãî îáó÷åíèÿ (èç òåîðèè ìàøèííîãî îáó÷å-
íèÿ) [5] è ìåòîäà âîññòàíîâëåíèÿ èçîáðàæåíèé (èç îáëàñòè êîìïüþòåðíîé
îáðàáîòêè öèôðîâûõ èçîáðàæåíèé) [11].
138 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 1
Ðèñ. 1. Êàðòà ïîêðûòèÿ òåððèòîðèè Óêðàèíû ñöåíàìè, èñïîëüçóåìûìè äëÿ êëàññèôèêàöèè íà
îñíîâå âðåìåííîãî ðÿäà 2010 ã.
Äëÿ ìèíèìèçàöèè òðåáîâàíèé ê âû÷èñëèòåëüíûì ðåñóðñàì ñèñòåìû ïðè ðå-
øåíèè çàäà÷è îáðàáîòêè áîëüøèõ îáúåìîâ äàííûõ òåððèòîðèþ Óêðàèíû ïðåäëà-
ãàåòñÿ ðàçäåëèòü íà íåïåðåñåêàþùèåñÿ îáëàñòè (ñîãëàñíî ïðèíöèïó «ðàçäåëÿé è
âëàñòâóé») è ðåøàòü çàäà÷ó êëàññèôèêàöèè äëÿ êàæäîé èç íèõ.  îáùåì ñëó÷àå
ýòî ìîæíî îñóùåñòâèòü äâóìÿ ñïîñîáàìè:
� ðàçáèåíèå íà îáëàñòè îäèíàêîâîãî ðàçìåðà ñ ó÷åòîì ïîêðûòèÿ ñïóòíèêî-
âûìè äàííûìè [12];
� ðàçáèåíèå ñ ó÷åòîì àäìèíèñòðàòèâíûõ îáëàñòåé.
Âòîðîé ñïîñîá íå îáåñïå÷èâàåò ðàâíîé ïëîùàäè ýëåìåíòàðíûõ îáëàñòåé,
îäíàêî îí îáëàäàåò ïðåèìóùåñòâîì: ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü íåçàâèñèìóþ èí-
ôîðìàöèþ (íàïðèìåð, îôèöèàëüíûå ñòàòèñòè÷åñêèå äàííûå, êîòîðûå äîñòóïíû
àäìèíèñòðàòèâíûì îáëàñòÿì Óêðàèíû) äëÿ âàëèäàöèè ïîëó÷åííûõ êàðò. Ñëåäó-
åò îòìåòèòü, ÷òî èìåííî òàêîé ïîäõîä áûë èñïîëüçîâàí ïðè ñîçäàíèè êàðòû
êëàññîâ ïîâåðõíîñòè Çåìëè â ïðîãðàììå CORINE, êîãäà êàæäàÿ ñòðàíà ïðîâîäè-
ëà èññëåäîâàíèå ñâîåé ñîáñòâåííîé òåððèòîðèè [13].
ÌÅÒÎÄ ÐÅØÅÍÈß È ÀËÃÎÐÈÒÌ ÊËÀÑÑÈÔÈÊÀÖÈÈ ÑÏÓÒÍÈÊÎÂÛÕ ÈÇÎÁÐÀÆÅÍÈÉ
Ðàññìîòèì îáùèé ïîäõîä ê êëàññèôèêàöèè çåìíîé ïîâåðõíîñòè äëÿ âñåé òåððè-
òîðèè Óêðàèíû íà îñíîâå ñïóòíèêîâûõ äàííûõ âûñîêîãî ïðîñòðàíñòâåííîãî ðàç-
ðåøåíèÿ. Ïóñòü P — ìíîæåñòâî ãðàíèö ïîëèãîíîâ, G — âûáîðêà äëÿ íåêîòîðîé
òåððèòîðèè, ñîñòîÿùàÿ èç ïàð: «ãðàíèöà ïîëèãîíà» è êëàññ çåìíîé ïîâåðõíîñòè,
ñîîòâåòñòâóþùèé äàííîìó ïîëèãîíó, G p k p P k K� � �{ }( , ) | , ,1 , ãäå k — êëàññ
çåìíîé ïîâåðõíîñòè, K — îáùåå êîëè÷åñòâî êëàññîâ. Âûáîðêó öåëåñîîáðàçíî
õðàíèòü â âåêòîðíîì âèäå äëÿ âîçìîæíîñòè åå èñïîëüçîâàíèÿ ïðè êëàññèôèêà-
öèè ñïóòíèêîâûõ èçîáðàæåíèé ðàçëè÷íîãî ðàçðåøåíèÿ è ðàçìåðà. Áåç ïîòåðè
îáùíîñòè áóäåì ñ÷èòàòü, ÷òî ïðè íàçåìíûõ èçìåðåíèÿõ èëè â ïðîöåññå ôîòîèí-
òåðïðåòàöèè ñîáðàííûå äàííûå ïðåäñòàâëåíû â âèäå ãåîìåòðè÷åñêèõ ïîëèãîíîâ.
Êîëè÷åñòâî ïîëèãîíîâ â âûáîðêå (ìîùíîñòü ìíîæåñòâà) îáîçíà÷èì | |G . Âûáîð-
êó ðàçäåëèì íà îáó÷àþùóþ è òåñòîâóþ ïðèìåðíî â ðàâíûõ ïðîïîðöèÿõ, êàê ýòî
ïðèíÿòî ïðè èñïîëüçîâàíèè èíäóêòèâíîãî ïîäõîäà. Ïðè ýòîì
G G G� �train test , (1)
G Gtrain test� � �. (2)
 êà÷åñòâå èñõîäíûõ äàííûõ â çàäà÷å êëàññèôèêàöèè áóäåì ðàññìàòðèâàòü
ìíîãîâðåìåííûå ñïóòíèêîâûå èçîáðàæåíèÿ, íà êîòîðûõ ïèêñåëè, çàêðûòûå îá-
ëà÷íîñòüþ, âîññòàíîâëåíû ìåòîäîì èç ðàáîòû [11]. Íà îñíîâå ýòèõ èçîáðàæå-
íèé äëÿ êàæäîé òî÷êè âûáðàííîé òåððèòîðèè ôîðìèðóåòñÿ âåêòîð
x � �( , , )x x x Rn
n
1 2 � , (3)
n i c� � ,
ãäå i — êîëè÷åñòâî ñïóòíèêîâûõ èçîáðàæåíèé, ïîêðûâàþùèõ äàííóþ òî÷êó â òå-
÷åíèå ãîäà; c — êîëè÷åñòâî ñïåêòðàëüíûõ êàíàëîâ ñïóòíèêîâîãî èçîáðàæåíèÿ.
Òàêèì îáðàçîì, íà îñíîâå èíôîðìàöèè, ïîñòóïàþùåé èç ñïåêòðàëüíûõ êàíà-
ëîâ ñïóòíèêîâîãî èçîáðàæåíèÿ, ìîæíî ñôîðìèðîâàòü ìíîæåñòâî ïèêñåëåé âû-
áîðêè, ãäå êàæäîìó ïèêñåëþ, ïðèíàäëåæàùåìó ìíîæåñòâó ïîëèãîíîâ G, ñîïî-
ñòàâëåí ñîîòâåòñòâóþùèé íîìåð êëàññà
T G k i Ni i( ) ( , ), ,� �{ }x 1 .
Çäåñü N — êîëè÷åñòâî ïèêñåëåé â âûáîðêå. Îòìåòèì, ÷òî ìîùíîñòü è ñîñòàâ
äàííîãî ìíîæåñòâà çàâèñèò îò íàáîðà ïîëèãîíîâ G . Â ñîîòâåòñòâèè ñ ðàçáèå-
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 1 139
íèåì ìíîæåñòâà ïîëèãîíîâ G (1), (2) ìíîæåñòâî ïèêñåëåé T òàêæå ðàçáèâàåòñÿ
ñëó÷àéíûì îáðàçîì íà äâà íåçàâèñèìûõ ïîäìíîæåñòâà äëÿ îáó÷åíèÿ êëàññè-
ôèêàòîðà è åãî òåñòèðîâàíèÿ:
T T T� �train test ,
T Ttrain test� � �.
Çàäà÷à êëàññèôèêàòîðà f x( ): äëÿ êàæäîãî âõîäíîãî ïèêñåëÿ (3) âû÷èñëèòü íî-
ìåð êëàññà kout , ê êîòîðîìó îòíîñèòñÿ äàííûé ïèêñåëü.
 íàñòîÿùåé ñòàòüå â êà÷åñòâå êëàññèôèêàòîðà áóäåì èñïîëüçîâàòü ìíîãî-
ñëîéíûé ïåðñåïòðîí (multilayer perceptron — MLP), îáó÷åíèå êîòîðîãî è ïîñëå-
äóþùàÿ êëàññèôèêàöèÿ âûïîëíÿþòñÿ ïîïèêñåëüíî [14–16]. Âûáîð êîíêðåòíîé
ìîäåëè êëàññèôèêàòîðà îáîñíîâàí íàèáîëåå âûñîêîé ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ òèïà
êëàññèôèêàòîðà ïðè ðåøåíèè àíàëîãè÷íûõ çàäà÷ êëàññèôèêàöèè ñïóòíèêîâûõ
èçîáðàæåíèé [17].
Äëÿ îáó÷åíèÿ êëàññèôèêàòîðà èñïîëüçóåòñÿ ìåòîä îáðàòíîãî ðàñïðîñòðàíå-
íèÿ îøèáêè [18].  ïðîöåññå îáó÷åíèÿ êëàññèôèêàòîðà ïðîèñõîäèò íàñòðîéêà âå-
ñîâûõ êîýôôèöèåíòîâ ñâÿçåé wij
( )1 ìåæäó âõîäîì íåéðîííîé ñåòè (3) è ñêðûòûì
ñëîåì íåéðîíîâ, à òàêæå w
jk
( )2 ìåæäó ñêðûòûì ñëîåì è âûõîäîì íåéðîííîé ñåòè
kout òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû ìàêñèìèçèðîâàòü êîëè÷åñòâî ïèêñåëåé, äëÿ êîòîðûõ
êëàññèôèêàòîð êîððåêòíî îïðåäåëÿåò çíà÷åíèå ýòàëîííîãî êëàññà â ñîîòâåòñòâèè
ñ îáó÷àþùåé âûáîðêîé k kout � . Áëîê-ñõåìà îáðàáîòêè èíôîðìàöèè ïðè
îáó÷åíèè êëàññèôèêàòîðà ñ ó÷åòîì ñïåöèôèêè çàäà÷è ïðèâåäåíà íà ðèñ. 2.
Ïîñëå íàñòðîéêè ïàðàìåòðîâ êëàññèôèêàòîðà âûïîëíÿåòñÿ ïîïèêñåëüíàÿ
êëàññèôèêàöèÿ èçîáðàæåíèÿ. Â ðåçóëüòàòå äëÿ âñåõ ïèêñåëåé èç íåîáõîäèìîé
îáëàñòè ïîëó÷àåì êàðòó êëàñ-
ñèôèêàöèè. Åå òî÷íîñòü áóäåì
îöåíèâàòü íà íåçàâèñèìîé
òåñòîâîé âûáîðêå, à òàêæå ñî-
ïîñòàâëåíèåì ñ äàííûìè îôè-
öèàëüíîé ñòàòèñòèêè.
Äëÿ îöåíêè òî÷íîñòè
êëàññèôèêàöèè íà íåçàâèñè-
ìîé âûáîðêå áóäåì èñïîëüçî-
âàòü ñëåäóþùèå ìåòðèêè.
×àñòü ïèêñåëåé nij èç òå-
ñòîâîé âûáîðêè, ðåàëüíî ïðè-
íàäëåæàùèõ êëàññó i, íî îøè-
áî÷íî îòíåñåííûõ ê êëàññó j,
îáîçíà÷èì ni :
n ni ij
j
K
�
�
1
,
÷àñòü ïèêñåëåé nij , ðåàëüíî
ïðèíàäëåæàùèõ êëàññó j, íî
îøèáî÷íî îòíåñåííûõ ê êëàñ-
ñó i, îáîçíà÷èì n j :
n nj ij
i
K
�
�
1
.
140 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 1
ÄàÍåò
Ñïóòíèêîâûå
èçîáðàæåíèÿ
Ìàñêè îáëà÷íîñòè
äëÿ èçîáðàæåíèé
Âîññòàíîâëåíèå
èçîáðàæåíèé
Âîññòàíîâëåííûå
ñïóòíèêîâûå
èçîáðàæåíèÿ
x � (x1, x2,…, xn) � R
n
Òåñòèðîâàíèå
íà îáó÷àþùåé
âûáîðêå T train
Êà÷åñòâî
óäîâëåòâîðèòåëüíîå?
E � e
Ïîäãîòîâêà
âûáîðêè G
èç âåêòîðíûõ
äàííûõ
Îáó÷àþùàÿ
âûáîðêà G train
Êëàññèôèêàòîð
ñ íàñòðîåííûìè
êîýôôèöèåíòàìè
Îáó÷åíèå
êëàññèôèêàòîðà
Ðèñ. 2. Áëîê-ñõåìà îáó÷åíèÿ êëàññèôèêàòîðà è íàñòðîéêè
âåñîâûõ êîýôôèöèåíòîâ ñ èñïîëüçîâàíèåì MLP
Òîãäà îáùàÿ òî÷íîñòü êàðòû êëàññèôèêàöèè ñîñòàâëÿåò
OA n Nkk
k
K
�
�
1
/ .
Ñ ó÷åòîì ââåäåííûõ îáîçíà÷åíèé ìîæíî âû÷èñëèòü îøèáêè ïåðâîãî è âòî-
ðîãî ðîäà, ò.å. òî÷íîñòü «ïðîèçâîäèòåëÿ» PA è òî÷íîñòü «ïîëüçîâàòåëÿ» UA,
à òàêæå èíäåêñ Êàïïà �, èëëþñòðèðóþùèé óðîâåíü «ñëó÷àéíîñòè» êëàññèôèêà-
öèè [19]:
PA
n
n
jj
j
�
, UA
n
n
ii
i
�
, � �
�
�
�
�
�
�
N n n n
N n n
ii
i
K
i i
i
K
i i
i
K
1 1
2
1
.
Íóëåâîå çíà÷åíèå èíäåêñà Êàïïà ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî ðåçóëüòàò êëàñ-
ñèôèêàöèè ñîãëàñóåòñÿ ñ âûáîðêîé òàê æå, êàê è ñëó÷àéíûì îáðàçîì íàçíà÷åí-
íûå êëàññû.
Åñëè êà÷åñòâî (òî÷íîñòü êëàññèôèêàöèè íà íåçàâèñèìîé òåñòîâîé âûáîðêå)
ïîëó÷åííîé êàðòû óäîâëåòâîðèòåëüíî, îíà ïðèíèìàåòñÿ êàê ðåçóëüòèðóþùàÿ
êàðòà êëàññèôèêàöèè. Åñëè òî÷íîñòü íåóäîâëåòâîðèòåëüíà, òî âûïîëíÿåòñÿ äî-
îáó÷åíèå èëè âûáîð íîâîãî êëàññèôèêàòîðà (àêòèâíîå îáó÷åíèå).
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 1 141
Áëîê
êëàññèôèêàöèè
Êëàññèôèêàöèÿ
kout � f (x)
ÄàÍåò
Ñïóòíèêîâûå
èçîáðàæåíèÿ
Ìàñêè îáëà÷íîñòè
äëÿ èçîáðàæåíèé
Âîññòàíîâëåíèå
èçîáðàæåíèé
Âîññòàíîâëåííûå
ñïóòíèêîâûå
èçîáðàæåíèÿ
x � (x1, x2,…, xn) � R
n
Îáó÷åíèå
êëàññèôèêàòîðà
èëè âûáîð íîâîãî
Êàðòà êëàññèôèêàöèè
(âêëþ÷àþùàÿ âñå
çíà÷åíèÿ kout)
Òåñòîâàÿ
âûáîðêà G test
Îöåíêà êà÷åñòâà êàðòû
Ðåçóëüòèðóþùàÿ
êàðòà
êëàññèôèêàöèè
Êà÷åñòâî
óäîâëåòâîðèòåëüíîå?
OA � ïîðîã
Ðèñ. 3. Àëãîðèòì àêòèâíîé êëàññèôèêàöèè ñïóòíèêîâûõ èçîáðàæåíèé
OA
n
N
kk
k
K
� �
1
Íà ðèñ. 3 ïðèâåäåíà îáîáùåííàÿ áëîê-ñõåìà ðàáîòû êëàññèôèêàòîðà ñ äîîáó-
÷åíèåì (àêòèâíûì îáó÷åíèåì) â ñëó÷àå íåóäîâëåòâîðèòåëüíîé òî÷íîñòè êàðòû
êëàññèôèêàöèè íà íåçàâèñèìîé òåñòîâîé âûáîðêå. Äàííûé ïîäõîä, âêëþ÷àþùèé
âîññòàíîâëåíèå çàøóìëåííûõ ïèêñåëåé è àêòèâíîå îáó÷åíèå, îáåñïå÷èâàåò àâòî-
ìàòè÷åñêîå ïîñòðîåíèå êàðòû êëàññèôèêàöèè äëÿ êàæäîé âûáðàííîé ÷àñòè òåð-
ðèòîðèè (àäìèíèñòðàòèâíîé îáëàñòè Óêðàèíû). Òàê ðåøàåòñÿ çàäà÷à êëàññèôè-
êàöèè çåìíîãî ïîêðîâà äëÿ áîëüøèõ òåððèòîðèé.
ÏÐÀÊÒÈ×ÅÑÊÀß ÐÅÀËÈÇÀÖÈß ÏÐÅÄËÎÆÅÍÍÎÃÎ ÏÎÄÕÎÄÀ
Îïèñàííûé ìåòîä êëàññèôèêàöèè èñïîëüçîâàí äëÿ ïîñòðîåíèÿ ðåòðîñïåêòèâíûõ
êàðò çåìíîãî ïîêðîâà äëÿ òåððèòîðèè Óêðàèíû. Êëàññèôèêàöèÿ âûïîëíÿëàñü ñ
èñïîëüçîâàíèåì âûáîðîê, ïîñòðîåííûõ â ñîîòâåòñòâèè ñ ìåæäóíàðîäíîé íîìåí-
êëàòóðîé êëàññîâ LUCAS [20]. Â ñîñòàâ ïîñòðîåííûõ âûáîðîê âõîäÿò ïîëèãîíû
äëÿ øåñòè îñíîâíûõ êëàññîâ (èñêóññòâåííûå îáúåêòû, çåìëè ñåëüñêîõîçÿéñòâåí-
íîãî íàçíà÷åíèÿ, ëåñ, íåîáðàáàòûâàåìûå çåìëè, îòêðûòûé ãðóíò, âîäà). Áîëåå
ïîäðîáíàÿ èíôîðìàöèÿ î ñôîðìèðîâàííûõ âûáîðêàõ è êëàññàõ çåìíîé ïîâåðõ-
íîñòè â 1990, 2000 è 2010 ãã. ïðåäñòàâëåíà â òàáë. 1.
Ïîñêîëüêó îáó÷àþùàÿ è òåñòîâàÿ âûáîðêè (ðèñ. 4) ôîðìèðóþòñÿ íà îñíîâå
ôîòîèíòåðïðåòàöèè, òî îíè íå ñîäåðæàò àáñîëþòíî äîñòîâåðíîé èíôîðìàöèè, ïî-
ñêîëüêó ñêàçûâàåòñÿ âëèÿíèå ñóáúåêòèâíîãî ôàêòîðà. Ïîýòîìó êëàññèôèêàöèþ íå-
îáõîäèìî âûïîëíÿòü èòåðàöèîííî, ïðè íåîáõîäèìîñòè ðåäàêòèðóÿ è ôèëüòðóÿ âû-
áîðêè íà êàæäîì ýòàïå. Îáîáùåííóþ ïîñòàíîâêó çàäà÷è êëàññèôèêàöèè ñ ó÷åòîì
ôèëüòðàöèè âûáîðêè ñôîðìóëèðóåì ñëåäóþùèì îáðàçîì: íåîáõîäèìî èòåðàòèâíî
ìîäèôèöèðîâàòü ìíîæåñòâî G, ÷òîáû âûïîëíÿëèñü ñëåäóþùèå óñëîâèÿ:
E T( ) mintrain � , UA G( ) maxtest � , PA G( ) maxtest � , (4)
| |G g� critical , (5)
ãäå E — ôóíêöèÿ îøèáêè íåéðîííîé ñåòè ïðè óñëîâèÿõ (1), (2), gcritical —
ìèíèìàëüíîå êîëè÷åñòâî ïîëèãîíîâ, íåîáõîäèìîå äëÿ óäîâëåòâîðèòåëüíîãî
îáó÷åíèÿ íåéðîííîé ñåòè [21, 22].
142 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 1
Ò à á ë è ö à 1
Êëàññ çåìíîé
ïîâåðõíîñòè
Êîëè÷åñòâî ïîëèãîíîâ
â ðàçíûå ãîäû
Îòíîøåíèå êîëè÷åñòâà
èññëåäóåìûõ ïîëèãîíîâ
ê îáùåìó êîëè÷åñòâó
â ðàçíûå ãîäû (%)
Îòíîøåíèå ïëîùàäè
èññëåäóåìûõ ïîëèãîíîâ
ê îáùåé ïëîùàäè
â ðàçíûå ãîäû (%)
2010 2000 1990 2010 2000 1990 2010 2000 1990
Èñêóññòâåííûå
îáúåêòû
29 14 38 0,22 0,12 0,32 0,04 0,03 0,07
Çåìëè
ñåëüñêîõîçÿé-
ñòâåííîãî
íàçíà÷åíèÿ
6278 6000 5942 48,17 49,42 50,96 41,58 40,96 44,49
Ëåñ 2338 2340 2332 17,94 19,27 20,00 17,28 18,00 20,83
Íåîáðàáàòû-
âàåìûå çåìëè
2471 2084 1801 18,96 17,16 15,44 10,14 7,87 7,67
Îòêðûòûé
ãðóíò
315 180 156 2,42 1,48 1,34 1,06 1,47 0,96
Âîäà 1601 1524 1392 12,29 12,55 11,94 29,90 31,67 25,98
Âñåãî 13032 12142 11661 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
Òàêèì îáðàçîì, âûáîðêà èòåðàòèâíî ìîäèôèöèðóåòñÿ óñòðàíåíèåì îøèáîê
(ìîäèôèêàöèè ãðàíèö ïîëèãîíîâ è èçìåíåíèÿ ìàðêèðîâêè) è äîáàâëåíèåì íîâûõ
ïîëèãîíîâ äî òåõ ïîð, ïîêà êà÷åñòâî êëàññèôèêàöèè íå ñòàíåò óäîâëåòâîðèòåëü-
íûì. Ïðè ýòîì êîëè÷åñòâî âûáðàííûõ ïîëèãîíîâ äîëæíî óäîâëåòâîðÿòü òðåáî-
âàíèÿì ðåïðåçåíòàòèâíîñòè ïðåäñòàâëåíèÿ êëàññîâ â èññëåäóåìîé îáëàñòè è ðàâ-
íîìåðíîãî ïîêðûòèÿ ïîëèãîíàìè èññëåäóåìîé òåððèòîðèè.
Ïîñòðîåíèå òåìàòè÷åñêîé êàðòû íåîáõîäèìî ñîïîñòàâèòü ñ òåêóùåé âûáîð-
êîé G è ñôîðìèðîâàòü êàðòó íåñîîòâåòñòâèÿ ðåçóëüòàòîâ êëàññèôèêàöèè è âû-
áîðêè. Ïîñêîëüêó òàêèå íåñîâïàäåíèÿ îáóñëîâëåíû ðàçëè÷íûìè ïðè÷èíàìè,
â ïåðâóþ î÷åðåäü, íåîáõîäèìî îáåñïå÷èòü âûïîëíåíèå óñëîâèÿ (5), ò.å. îáåñïå-
÷èòü ðàâíîìåðíóþ ðàñïðåäåëåííîñòü îáó÷àþùåé âûáîðêè Gtrain ïî èññëåäóåìîé
òåððèòîðèè äëÿ âñåõ êëàññîâ. Äëÿ êà÷åñòâåííîé êëàññèôèêàöèè òàêæå íåîáõîäè-
ìî, ÷òîáû êëàññû â îáó÷àþùåé âûáîðêå áûëè ðàñïðåäåëåíû ïðîïîðöèîíàëüíî
ñîîòâåòñòâóþùèì ïëîùàäÿì íà ðàññìàòðèâàåìîé òåððèòîðèè. Áåç ó÷åòà ýòèõ
òðåáîâàíèé õîòÿ è áóäåò ïîëó÷åíà âûñîêàÿ òî÷íîñòü êëàññèôèêàöèè íà òåñòîâîé
âûáîðêå UA G( )test , PA G( )test , îäíàêî ðåçóëüòèðóþùàÿ êàðòà êëàññèôèêàöèè îêà-
æåòñÿ íåóäîâëåòâîðèòåëüíîé.
Ýêñïåðò äîëæåí ïðîàíàëèçèðîâàòü ðåçóëüòàòû êëàññèôèêàöèè äàííîãî ïîëÿ,
âûáîðêó G è âðåìåííîé ðÿä ñïóòíèêîâûõ èçîáðàæåíèé (3). Íàèáîëåå ðàñïðîñò-
ðàíåííûìè ïðè÷èíàìè íåñîîòâåòñòâèÿ êàðòû êëàññèôèêàöèè òåñòîâîé âûáîðêå
ÿâëÿþòñÿ ñëåäóþùèå àðòåôàêòû âûáîðêè: ïåðåêðûòèå ïîëèãîíîâ, îòíîñÿùèõñÿ
ê ðàçíûì êëàññàì; ñîìíèòåëüíûå ïîëèãîíû (ýêñïåðòó ñëîæíî èäåíòèôèöèðîâàòü
êëàññ îïðåäåëåííîãî ïîëèãîíà); «ñìåøàííûå» ïîëèãîíû (ñîäåðæàùèå âêðàïëåíèÿ
äðóãèõ êëàññîâ — íåáîëüøèå îçåðà èëè íåáîëüøèå ãðóïïû äåðåâüåâ); íåòèïè÷íûå
ïîëèãîíû (ïîëèãîí, îòíåñåííûé ê êàêîìó-ëèáî êëàññó, ñóùåñòâåííî îòëè÷àåòñÿ îò
äðóãèõ ïðåäñòàâèòåëåé ýòîãî æå êëàññà), íåêîòîðûå äðóãèå ïðîáëåìû, ñâÿçàííûå
ñ êà÷åñòâîì ñïóòíèêîâûõ èçîáðàæåíèé. Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ êîððåêòíîãî îáó÷åíèÿ
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 1 143
Ðèñ. 4. Âûáîðêà äëÿ òåððèòîðèè Óêðàèíû çà 2010 ã. ñ âûíåñåííîé îòäåëüíî âûáîðêîé äëÿ
Õåðñîíñêîé îáëàñòè
Îáó÷àþùàÿ
âûáîðêà
Òåñòîâàÿ
âûáîðêà
Õåðñîíñêàÿ
îáëàñòü
75 0 75 150 225 300 êì
íåéðîííîé ñåòè ñîìíèòåëüíûå ïîëèãîíû óäàëÿþòñÿ èç âûáîðêè, íåïðàâèëüíî
êëàññèôèöèðîâàííûå ïîëèãîíû äîëæíû áûòü ñîîòíåñåíû ñ òðåáóåìûì êëàññîì,
íåòèïè÷íûå ïîëèãîíû ñ÷èòàþòñÿ èñêëþ÷åíèÿìè èç ïðàâèë, ò.å. âûáðîñàìè,
è óäàëÿþòñÿ. Èòåðàöèîííûé ïðîöåññ çàâåðøàåòñÿ ïîñëå èäåíòèôèêàöèè âñåõ íå-
ñîîòâåòñòâèé â âûáîðêå. Ïðè ýòîì ïîëó÷åííóþ êàðòó êëàññèôèêàöèè ìîæíî ðàñ-
ñìàòðèâàòü êàê îêîí÷àòåëüíûé ðåçóëüòàò.
ÌÅÒÎÄÛ ÑËÈßÍÈß ÄÀÍÍÛÕ
 ñâÿçè ñ ìàëîé ïëîùàäüþ, ïîêðûâàþùåé òåððèòîðèþ îäíèì ñíèìêîì, è íàëè-
÷èåì âðåìåííûõ ðÿäîâ ñíèìêîâ äëÿ êàæäîé òî÷êè (ñì. ðèñ. 1) âîçíèêàåò ïðî-
áëåìà ñëèÿíèÿ ðåçóëüòàòîâ êëàññèôèêàöèè è ïîñòðîåíèÿ ðåçóëüòèðóþùåé êàðòû
äëÿ áîëüøîé òåððèòîðèè. Âîçìîæíû äâà ïîäõîäà ê ïîëó÷åíèþ êàðòû êëàññèôè-
êàöèè: 1) êëàññèôèêàöèÿ êàæäîãî ñíèìêà â îòäåëüíîñòè ïîñëåäóþùèì ñëèÿíè-
åì ðåçóëüòàòîâ êëàññèôèêàöèè â îáùóþ êàðòó äëÿ äàííîé òåððèòîðèè (ñëèÿíèå
íà óðîâíå ïðèíÿòèÿ ðåøåíèé); 2) êëàññèôèêàöèÿ íà îñíîâå äàííûõ âñåõ ñïóò-
íèêîâûõ èçîáðàæåíèé (âðåìåííîãî ðÿäà èçîáðàæåíèé), ïîêðûâàþùèõ â òå÷åíèå
ãîäà äàííóþ òî÷êó (ñëèÿíèå äàííûõ íà óðîâíå ïèêñåëåé) (3) [23, 24].
 ðàìêàõ ïåðâîãî ïîäõîäà (ñëèÿíèå íà óðîâíå ïðèíÿòèÿ ðåøåíèé) ïðåäëàãà-
åòñÿ èñïîëüçîâàòü äâà ìåòîäà ïðèíÿòèÿ ðåøåíèé. Ïåðâûé ñîñòîèò â ïðèíÿòèè ðå-
øåíèÿ íà îñíîâå âåðîÿòíîñòè ïðèíàäëåæíîñòè äàííîãî ïèêñåëÿ îïðåäåëåííîìó
êëàññó íà êàæäîì èçîáðàæåíèè, ïîêðûâàþùåì äàííûé ïèêñåëü. Ýòîò ïîäõîä ê
ïîëó÷åíèþ êëàññèôèêàöèè Im res ( , )i j ìîæíî ïðåäñòàâèòü ôîðìóëîé
Im
Im
Im
res ( , )
( , ), (Im ( , )) (Im ( , )),
( ,
i j
i j P i j P i j
i
�
�1 1 2
2 j P i j P i j), ( ( , ) (Im ( , )),Im1 2�
�
�
�
ãäå Im1 ( , )i j , Im 2 ( , )i j — ðåçóëüòàòû êëàññèôèêàöèè ïèêñåëÿ ( , )i j , P ( )� — âåðî-
ÿòíîñòü ñîáûòèÿ.
Âòîðîé ìåòîä ñëèÿíèÿ íà óðîâíå ïðèíÿòèÿ ðåøåíèé ñâîäèòñÿ ê ñëåäóþùå-
ìó. Ðåøåíèå î ïðèíàäëåæíîñòè äàííîãî ïèêñåëÿ íåêîòîðîìó êëàññó Im res ( , )i j
ïðèíèìàåòñÿ ñ ó÷åòîì êà÷åñòâà ïîêðûâàþùèõ åãî ñíèìêîâ, ò.å. ìàñêè âîññòàíîâ-
ëåííûõ ïèêñåëåé, òàê êàê ðåçóëüòàò êëàññèôèêàöèè âîññòàíîâëåííûõ ïèêñåëåé
íå îòëè÷àåòñÿ âûñîêîé íàäåæíîñòüþ:
Im
Im Mask Im Mask Im
Im M
res ( , )
( , ), ( ) ( ),
( , ),
i j
i j
i j
�
�1 1 2
2 ask Im Mask Im( ) ( ),1 2�
�
�
�
ãäå Im1 ( , )i j , Im 2 ( , )i j — ðåçóëüòàòû êëàññèôèêàöèè ïèêñåëÿ ( , )i j , Mask Im( )i —
êîëè÷åñòâî âîññòàíîâëåííûõ ïèêñåëåé íà èçîáðàæåíèè, ðåçóëüòàòîì êëàññèôèêà-
öèè êîòîðîãî ÿâëÿåòñÿ Im i , i �1 2, .
ÀÍÀËÈÇ ÐÅÇÓËÜÒÀÒÎÂ
Ïðåäëîæåííûé ïîäõîä áûë èñïîëüçîâàí äëÿ ïîñòðîåíèÿ êàðò çåìíîãî ïîêðîâà
òåððèòîðèè Óêðàèíû íà îñíîâå äàííûõ Landsat äëÿ 1990, 2000 è 2010 ãîäîâ.
Ñðàâíèòåëüíûé àíàëèç ðåçóëüòàòîâ ðàçëè÷íûõ ìåòîäîâ ñëèÿíèÿ äàííûõ ïðè
ïîñòðîåíèè êàðò êëàññèôèêàöèè ïîêàçûâàåò, ÷òî ðàçáðîñ òî÷íîñòè ïîëüçîâàòå-
ëÿ è ïðîèçâîäèòåëÿ äëÿ îñíîâíûõ êëàññîâ çåìíîãî ïîêðîâà (çåìëè ñåëüñêîõî-
çÿéñòâåííîãî íàçíà÷åíèÿ, ëåñ, íåîáðàáàòûâàåìûå çåìëè è âîäà) äîñòàòî÷íî âå-
ëèê. Íà ðèñ. 5 è 6 ïîêàçàíû ìèíèìàëüíûå, ñðåäíèå è ìàêñèìàëüíûå çíà÷åíèÿ
òî÷íîñòè ïðîèçâîäèòåëÿ è ïîëüçîâàòåëÿ äëÿ ÷åòûðåõ îñíîâíûõ êëàññîâ çåìíî-
ãî ïîêðîâà ïðè èñïîëüçîâàíèè òðåõ ìåòîäîâ ñëèÿíèÿ äàííûõ. Ìèíèìàëüíûå
çíà÷åíèÿ êàæäîãî êëàññà îáîçíà÷åíû ñâåòëûìè ñèìâîëàìè, ñðåäíèå — ÷åðíû-
ìè, ìàêñèìàëüíûå — ñåðûìè ñèìâîëàìè. Íà ðèñóíêàõ âåðòèêàëüíûìè øòðè-
144 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 1
õîâûìè ëèíèÿìè ðàçãðàíè÷åíû ðåçóëüòàòû äëÿ êàæäîãî êëàññà.  êàæäîé ñåê-
öèè, ñîîòâåòñòâóþùåé îïðåäåëåííîìó êëàññó çåìíîãî ïîêðîâà, ïðåäñòàâëåíû
çíà÷åíèÿ òî÷íîñòè, îáåñïå÷èâàåìûå òðåìÿ ðàçíûìè ìåòîäàìè ñëèÿíèÿ äàííûõ.
Ñëåâà íàïðàâî ïîêàçàíû ðåçóëüòàòû ñëèÿíèÿ íà îñíîâå âåðîÿòíîñòè, ñ ó÷åòîì
ìàñêè îáëà÷íîñòè è ñëèÿíèÿ äàííûõ íà óðîâíå ïèêñåëåé (êëàññèôèêàöèè ïî
âðåìåííîìó ðÿäó èçîáðàæåíèé). Äâà ïåðâûõ ðåçóëüòàòà äëÿ êàæäîãî êëàññà
(ñëåâà íàïðàâî) ñîîòâåòñòâóþò ìåòîäàì ñëèÿíèÿ íà óðîâíå ïðèíÿòèÿ ðåøåíèé:
íà îñíîâå âåðîÿòíîñòè è ñ ó÷åòîì ìàñêè îáëà÷íîñòè. Òðåòèé ðåçóëüòàò â êàæ-
äîé ñåêöèè ñîîòâåòñòâóåò ñëèÿíèþ äàííûõ íà óðîâíå ïèêñåëåé (êëàññèôèêà-
öèè ïî âðåìåííîìó ðÿäó èçîáðàæåíèé).
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 1 145
Ðèñ. 5. Ðàçáðîñ òî÷íîñòè ïðîèçâîäèòåëÿ äëÿ òðåõ ìåòîäîâ ñëèÿíèÿ äàííûõ ïðè ïîñòðîåíèè êàðò
êëàññèôèêàöèè çà 2010 ã.
— Çåìëè ñ/õ íàçíà÷åíèÿ — Ëåñ — Ëóã — Âîäà
Ò
î
÷
í
î
ñò
ü
ê
ë
àñ
ñè
ô
è
ê
àö
è
è
,
%
100
80
60
40
20
0
Max 98,8 100 99,9 99,8 100 100 94 85,3 99,7 100 100 100
Mean 90,65 95,97 97,25 94,08 97,04 98,13 64,82 30,58 91,06 96,55 98,24 99,53
Min 59,5 80,8 89,6 68,7 85,6 88,5 23,6 3,4 66,9 73,3 73,7 96,2
Ðèñ. 6. Ðàçáðîñ òî÷íîñòè ïîëüçîâàòåëÿ äëÿ òðåõ ìåòîäîâ ñëèÿíèÿ äàííûõ ïðè ïîñòðîåíèè êàðò
êëàññèôèêàöèè çà 2010 ã.
— Çåìëè ñ/õ íàçíà÷åíèÿ — Ëåñ — Ëóã — Âîäà
Ò
î
÷
í
î
ñò
ü
ê
ë
àñ
ñè
ô
è
ê
àö
è
è
,
%
100
80
60
40
20
0
Max 99,9 99,4 100 99,9 99,4 99,9 99,9 100 99,8 100 100 100
Mean 87,28 82,12 98,08 92,42 89,94 98,24 65,41 89,28 85,43 95,0 91,76 99,64
Min 57,5 44,4 89,3 49,9 60,6 93,1 21,8 60,7 67 57,7 45,9 95,6
 äàëüíåéøåì äëÿ êðàòêîñòè íåîáðàáàòûâàåìûå çåìëè áóäåì íàçûâàòü
ëóãàìè.
Êàê âèäíî èç ðèñ. 5, 6, ìåòîä ñëèÿíèÿ äàííûõ íà óðîâíå ïèêñåëåé (êëàññè-
ôèêàöèè ïî âðåìåííûì ðÿäàì ñíèìêîâ) îáåñïå÷èâàåò íàèëó÷øèå ðåçóëüòàòû êàê
äëÿ òî÷íîñòè ïîëüçîâàòåëÿ, òàê è äëÿ òî÷íîñòè ïðîèçâîäèòåëÿ. Íàèáîëüøèé ðàç-
áðîñ ðåçóëüòàòîâ íàáëþäàåòñÿ ïðè êëàññèôèêàöèè ëóãà. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ ñõî-
æåñòüþ ñïåêòðàëüíûõ õàðàêòåðèñòèê ðàçëè÷íûõ òèïîâ ðàñòèòåëüíîñòè (íà ñå-
ëüñêîõîçÿéñòâåííûõ è íåñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ òåððèòîðèÿõ), à çíà÷èò, ñëîæ-
íîñòüþ îòäåëåíèÿ ëóãà îò ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ êóëüòóð.
Ââèäó ïðåèìóùåñòâà ìåòîäà êëàññèôèêàöèè íà îñíîâå âðåìåííûõ ðÿäîâ
èìåííî îí áûë èñïîëüçîâàí äëÿ ïîñòðîåíèÿ ðåçóëüòèðóþùèõ êàðò êëàññèôèêà-
öèè çà 1990, 2000 è 2010 ãã. Äëÿ êàæäîé îáëàñòè îáùàÿ òî÷íîñòü êëàññèôèêà-
öèè ñîñòàâëÿåò íå ìåíåå 88 % (â ñðåäíåì 97 %) íà íåçàâèñèìîé òåñòîâîé âû-
áîðêå. Ìèíèìàëüíàÿ òî÷íîñòü êëàññèôèêàöèè íàáëþäàåòñÿ â Äíåïðîïåòðîâ-
ñêîé (1990 ã.) è Ëüâîâñêîé (2010 ã.) îáëàñòÿõ. Ýòî ñâÿçàíî ñ íåäîñòàòî÷íûì
êîëè÷åñòâîì ñïóòíèêîâûõ äàííûõ â 1990 ã. è ñ çàøóìëåííîñòüþ (îáëà÷íûì ïî-
êðîâîì) áîëüøèíñòâà ñíèìêîâ, ïîêðûâàþùèõ Ëüâîâñêóþ îáëàñòü â 2010 ã.
Ãèñòîãðàììà îáùåé òî÷íîñòè êëàññèôèêàöèè çåìíîãî ïîêðîâà äëÿ êàæäîé îá-
ëàñòè çà 1990, 2000 è 2010 ãîäû äàíà íà ðèñ. 7.
Ïîëó÷åííûå êàðòû êëàññèôèêàöèè çåìíîãî ïîêðîâà îòëè÷àþòñÿ äîñòàòî÷-
íî âûñîêîé òî÷íîñòüþ. Ðàçáðîñ òî÷íîñòè ïîëüçîâàòåëÿ è ïðîèçâîäèòåëÿ ïî
îñíîâíûì êëàññàì çåìíîãî ïîêðîâà äëÿ 1990, 2000, 2010 ãîäîâ ïðåäñòàâëåí íà
ðèñ. 8, 9. Èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî íàèëó÷øèå ðåçóëüòàòû êëàññèôèêàöèè
(íàèìåíüøèé ðàçáðîñ òî÷íîñòè) äîñòèãàþòñÿ äëÿ êëàññîâ ëåñà è âîäû. Íàè-
áîëüøèé ðàçáðîñ òî÷íîñòè ïðè ïîñòðîåíèè êàðòû çåìíîãî ïîêðîâà ïðèõîäèòñÿ
íà êëàññ íåîáðàáàòûâàåìûõ çåìåëü, ìèíèìàëüíîå çíà÷åíèå êîòîðîãî ñîñòàâëÿ-
åò ïîðÿäêà 66 %.
146 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 1
80
85
90
95
100
×
åð
êà
ññ
êà
ÿ
×
åð
íèã
îâ
ñê
àÿ
×
åð
íîâ
èöê
àÿ
Ä
íå
ïðî
ïåò
ðî
âñ
êà
ÿ
Ä
îí
åö
êà
ÿ
È
âà
íî
-Ô
ðà
íêî
âñ
êà
ÿ
Õ
àð
üê
îâ
ñê
àÿ
Õ
åð
ñî
íñê
àÿ
Õ
ì
åë
üí
èö
êà
ÿ
Ê
èåâ
ñê
àÿ
Ê
èðî
âî
ãð
àä
ñê
àÿ
Ê
ðû
ì
Ë
óã
àí
ñê
àÿ
Ë
üâ
îâ
ñê
àÿ
Í
èêî
ëà
åâ
ñê
àÿ
Î
äåñ
ñê
àÿ
Ï
îë
òà
âñ
êà
ÿ
Ðîâ
åí
ñê
àÿ
Ñ
óì
ñê
àÿ
Òåð
íîï
îë
üñ
êà
ÿ
Â
èííè
öêà
ÿ
Â
îë
û
íñ
êà
ÿ
Çà
êà
ðï
àò
ñê
àÿ
Çà
ïîð
îæ
ñê
àÿ
Æ
èòî
ì
èðñ
êà
ÿ
Ò
î
÷
í
î
ñò
ü
ê
ë
àñ
ñè
ô
è
ê
àö
è
è
,
%
2010 2000 1990
Ðèñ. 7. Ãèñòîãðàììà îáùåé òî÷íîñòè êëàññèôèêàöèè äëÿ êàæäîé îáëàñòè
ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ
 íàñòîÿùåé ñòàòüå çàäà÷à êàðòîãðàôèðîâàíèÿ áîëüøèõ òåððèòîðèé çåìíîãî
ïîêðîâà íà îñíîâå ðåòðîñïåêòèâíûõ äàííûõ âûñîêîãî ðàçðåøåíèÿ ðàññìîòðåíà
êàê çàäà÷à àâòîìàòèçèðîâàííîé îáðàáîòêè áîëüøèõ îáúåìîâ ãåîïðîñòðàíñòâåí-
íûõ äàííûõ, êîòîðûå ìîãóò ñîäåðæàòü íåîïðåäåëåííîñòè (íàïðèìåð, îáëàñòè,
ñêðûòûå îáëà÷íûì ïîêðîâîì). Äëÿ ðåøåíèÿ çàäà÷è ïðåäëîæåíî èñïîëüçîâàòü
òðè ïàðàäèãìû êîìïüþòåðíûõ íàóê, à èìåííî ìåòîä äåêîìïîçèöèè («ðàçäåëÿé
è âëàñòâóé») èç òåîðèè àëãîðèòìîâ, ìåòîä àêòèâíîãî îáó÷åíèÿ èç ñôåðû èí-
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 1 147
Ðèñ. 8. Ðàçáðîñ òî÷íîñòè ïîëüçîâàòåëÿ äëÿ îñíîâíûõ êëàññîâ ïðè êëàññèôèêàöèè íà îñíîâå
âðåìåííûõ ðÿäîâ èçîáðàæåíèé
— Çåìëè ñ/õ íàçíà÷åíèÿ — Ëåñ — Ëóã — Âîäà
Ò
î
÷
í
î
ñò
ü
ê
ë
àñ
ñè
ô
è
ê
àö
è
è
,
%
100
80
60
40
20
0
Max 99,9 99,9 98,7 100 100 99,9 99,5 100 100 99,9 99,8 100
Mean 98,07 98,33 84,83 99,6 98,43 96,95 86,24 99,82 98,08 98,24 85,43 99,64
Min 92,9 85,8 67,4 96,3 96,1 75,4 66,7 98,1 89,3 93,1 67 95,6
1990 2000 2010
Ðèñ. 9. Ðàçáðîñ òî÷íîñòè ïðîèçâîäèòåëÿ äëÿ îñíîâíûõ êëàññîâ ïðè êëàññèôèêàöèè íà îñíîâå
âðåìåííûõ ðÿäîâ èçîáðàæåíèé
— Çåìëè ñ/õ íàçíà÷åíèÿ — Ëåñ — Ëóã — Âîäà
Ò
î
÷
í
î
ñò
ü
ê
ë
àñ
ñè
ô
è
ê
àö
è
è
,
%
100
80
60
40
20
0
Max 100 100 99,8 100 100 100 99,8 100 99,9 100 99,7 100
Mean 97,52 96,76 91,61 99,16 96,42 98,66 92,03 99,15 97,25 98,13 91,06 99,53
Min 91 85,5 76,9 94,4 84,3 92,5 82,7 94,6 89,6 88,5 66,9 96,2
1990 2000 2010
òåëëåêòóàëüíûõ âû÷èñëåíèé è ìåòîä âîññòàíîâëåíèÿ ñïóòíèêîâûõ ñíèìêîâ èç
îáëàñòè êîìïüþòåðíîé îáðàáîòêè öèôðîâûõ èçîáðàæåíèé. Êîìïëåêñíîå ïðè-
ìåíåíèå ýòèõ òðåõ ñîñòàâëÿþùèõ ïîçâîëÿåò ìèíèìèçèðîâàòü ó÷àñòèå ýêñïåðòà
â ðåøåíèè çàäà÷è. Ïðîàíàëèçèðîâàíû òðè âàðèàíòà ñëèÿíèÿ äàííûõ â çàäà÷å
êëàññèôèêàöèè çåìíîãî ïîêðîâà: äâà âàðèàíòà íà óðîâíå ïðèíÿòèÿ ðåøåíèé
è îäèí — íà óðîâíå ïèêñåëåé. Ïîêàçàíà ýôôåêòèâíîñòü ïîñëåäíåãî ìåòîäà
ñëèÿíèÿ äàííûõ, êîòîðûé ñâîäèòñÿ ê ðåøåíèþ çàäà÷è êëàññèôèêàöèè íà îñíî-
âå âðåìåííûõ ðÿäîâ äàííûõ. Áëàãîäàðÿ ðàçðàáîòàííîé àâòîìàòèçèðîâàííîé
ìåòîäîëîãèè âïåðâûå óäàëîñü ðåøèòü çàäà÷ó êëàññèôèêàöèè è êàðòîãðàôèðî-
âàíèÿ çåìíîãî ïîêðîâà âñåé òåððèòîðèè Óêðàèíû çà 1990, 2000 è 2010 ãîäû
ñ 30-ìåòðîâûì ðàçðåøåíèåì. Îáùàÿ òî÷íîñòü êëàññèôèêàöèè ïî îáëàñòÿì ñî-
ñòàâëÿåò íå ìåíåå 88 % è â ñðåäíåì 97 % íà íåçàâèñèìîé òåñòîâîé âûáîðêå.
Ðåçóëüòàòû, ïîëó÷åííûå ïðè ðåøåíèè çàäà÷è êàðòîãðàôèðîâàíèÿ, ìîæíî èñ-
ïîëüçîâàòü äëÿ îöåíêè ðèñêîâ, à òàêæå ðåøåíèÿ äðóãèõ âàæíûõ ïðèêëàäíûõ
çàäà÷ [25, 26].
ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ
1. F r i e d l M . A . , M c I v e r D . K . , H o d g e s J . C . F . , Z h a n g X . Y . , M u c h o n e y D . ,
S t r a h l e r A . H . , W o o d c o c k C . E . , G o p a l S . , S c h n e i d e r A . , C o o p e r A . ,
B a c c i n i A . , G a o F . , S c h a a f C . Global land cover mapping from MODIS: algorithms and
early results // Remote Sensing of Environment. — 2002. — 83, N 2. — P. 287–302.
2. G a l l e g o J . , K u s s u l N . , S k a k u n S . , K r a v c h e n k o O . , S h e l e s t o v A . , K u s s u l O .
Efficiency assessment of using satellite data for crop area estimation in Ukraine // International
Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation. — 2014. — 29. — P. 22–30.
3. K u s s u l N . , S k a k u n S . , S h e l e s t o v A . , K r a v c h e n k o O . , G a l l e g o J . F . ,
K u s s u l O . Crop area estimation in Ukraine using satellite data within the MARS project 2012 //
IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 2012. — P. 3756–3759.
4. C o r m e n T . H . , L e i s e r s o n C . E . , R i v e s t R . L . , S t e i n C . Introduction to algorithms.
— 3rd edition. — Cambridge; Massachusetts: The MIT Press, 2009. — 1312 p.
5. T u i a D . , R a t l e F . , P a c i f i c i F . , K a n e v s k i M . F . , E m e r y W . J . Active learning
methods for remote sensing image classification // IEEE Transactions on Geoscience and Remote
Sensing. — 2009. — 47, N 7. — P. 2218–2232.
6. S h e l e s t o v A . Y u . , K r a v c h e n k o A . N . , S k a k u n S . V . , V o l o s h i n S . V . ,
K u s s u l N . N . Geospatial information system for agricultural monitoring // Cybernetics and
Systems Analysis. — 2013. — 49, N 1. — P. 124–132.
7. K u s s u l N . , S k a k u n S . , S h e l e s t o v A . , K u s s u l O . , Y a i l y m o v B . Resilience
aspects in the sensor Web infrastructure for natural disaster monitoring and risk assessment based on
Earth observation data // IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and
Remote Sensing. — 2014. — 7, N 9 — P. 3826–3832.
8. K u s s u l N . , M a n d l D . , M o e K . , M u n d J . P . , P o s t J . , S h e l e s t o v A . , S k a k u n S . ,
S z a r z y n s k i J . , V a n L a n g e n h o v e G . , H a n d y M . Interoperable infrastructure for flood
monitoring: sensor Web, Grid and cloud // IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth
Observations and Remote Sensing. — 2012. — 5, N 6. — Ð. 1740–1745.
9. K u s s u l N . , S h e l e s t o v A . , S k a k u n S . Grid and sensor Web technologies for
environmental monitoring // Earth Science Informatics. — 2009. — 2, N 1–2. — P. 37–51.
10. K u s s u l N . , S h e l e s t o v A . , S k a k u n S . Flood monitoring from SAR data // NATO Science
for Peace and Security Series C: Environmental Security. — 2011. — P. 19–29. —
DOI: 10.1007/978-90-481-9618-0_3.
11. S k a k u n S . V . , B a s a r a b R . M . Reconstruction of missing data in time-series of optical
satellite images using self-organizing Kohonen maps // Journal of Automation and Information
Sciences. — 2014. — 46, N 12. — P. 19–26.
148 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 1
12. H a n s e n M . C . , E g o r o v A . , R o y D . P . , P o t a p o v P . , J u J . , T u r u b a n o v a S . ,
K o m m a r e d d y I . , L o v e l a n d T . R . Continuous fields of land cover for the conterminous
United States using Landsat data: first results from the Web-Enabled Landsat Data (WELD) project
// Remote Sensing Letters. — 2011. — 2, N 4. — 279–288.
13. B ��u t t n e r G . , F e r a n e c J . , J a f f r a i n G . , M a r i L . , M a u c h a G . , S o u k u p T .
The CORINE land cover 2000 project // EARSeL eProceedings. — 2004. — 3, N 3. — P. 331–346.
14. K u s s u l N . , S k a k u n S . , S h e l e s t o v A . , K u s s u l O . The use of satellite SAR imagery
to crop classification in Ukraine within JECAM project // IEEE International Geoscience and
Remote Sensing Symposium (IGARSS), 2014. — P. 1497–1500.
15. K u s s u l N . , S k a k u n S . , S h e l e s t o v A . , K r a v c h e n k o O . , K u s s u l O . Crop
clasification in Ukraine using satellite optical and SAR images // Models&Analyses. — 2013. — 2,
N 2. — P. 118–128.
16. G a l l e g o J . , K r a v c h e n k o A . N . , K u s s u l N . N . , S k a k u n S . V . , S h e l e s t o v A . Y u . ,
G r y p y c h Y u . A. Efficiency assessment of different approaches to crop classification based on
satellite and ground observations // Journal of Automation and Information Sciences. — 2012. — 44,
N 5. — P. 67–80.
17. C h e n J u n , C h e n J i n , L i a o A . , C a o X . , C h e n L . , C h e n X . , H e C . , H a n G . ,
P e n g S . , L u M . , Z h a n g W . , T o n g X . , M i l l s J . Global land cover mapping at 30m
resolution: A POK-based operational approach // ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote
Sensing. — 2015. — 103. — P. 7–27..
18. H a y k i n S . Neural networks and learning machines (3rd edition). — Upper Saddle River (New
Jersey): Prentice Hall, 2008. — 938 p.
19. S i m J . , W r i g h t C . C . The Kappa statistic in reliability studies: Use, interpretation, and sample
size requirements // Physical Therapy. — 2005. — 85, N 3. — P. 257–268.
20. L U C A S , 2009. Land use and cover area frame survey. — http://ec.europa.eu/eurostat/documents/
205002/208938/LUCAS2009_C1-Instructions_Revised20130925.pdf/.
21. O l o f s s o n P . , F o o d y G . M . , H e r o l d M . , S t e h m a n S . V . , W o o d c o c k C . E . ,
W u l d e r M . A . Good practices for estimating area and assessing accuracy of land change //
Remote Sensing of Environment. — 2014. — 148. — P. 42–57.
22. F o o d y G . M . Status of land cover classification accuracy assessment // Remote Sensing of
Environment. — 2002. — 80, N 1. — P. 185–201.
23. K u s s u l N . , S k a k u n S . , S h e l e s t o v A . , K u s s u l O . The use of satellite SAR imagery
to crop classification in Ukraine within JECAM project // Geoscience and Remote Sensing
Symposium (IGARSS) // IEEE International, Quebec City, QC, Canada, 2014. — P. 1497–1500. —
DOI: 10.1109/IGARSS.2014.6946721.
24. L a v r e n i u k V . , K u s s u l N . , S k a k u n S . , S h e l e s t o v A . , Y a i l y m o v B . Regional
retrospective high resolution land cover for Ukraine: Methodology and results // International
Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS 2015), 2015.
25. K u s s u l N . N . , S o k o l o v B . V . , Z y e l y k Y a . I . , S k a k u n S . V . , S h e l e s t o v A . Y u .
Disaster risk assessment based on heterogeneous geospatial information // Journal of Automation and
Information Sciences. — 2010. — 42, N 12. — P. 32–45.
26. S k a k u n S . , K u s s u l N . , S h e l e s t o v A . , K u s s u l O . Flood hazard and flood risk
assessment using a time series of satellite images: A case study in Namibia // Risk Analysis. —
2014. — 34, N 8. — P. 1521–1537.
Ïîñòóïèëà 09.04.2015
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 1 149
|