L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel -...
Transcript of L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel -...
![Page 1: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/1.jpg)
cope4bg2018.copernicus.bg
Първи национален семинар по програма „Коперник” на ЕС 22-23 ноември 2018 г., София, България
L a n d M o n i t o r i n g : П р и л о ж е н и е н а д а н н и о т S e n t i n e l - 2 з а к а р т о г р а ф и р а н е н а з е м е д е л с к и к у л т у р и в Б ъ л г а р и я
доц. д-р Лъчезар Филчев Секция «Дистанционни изследвания и ГИС» ИКИТ-БАН
![Page 2: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/2.jpg)
Testing Sentinel-2 vegetation indices for the assessment of the state of winter crops in Bulgaria (TS2AgroBG) - ESA PECS проект
Начална дата: 1 септември 2016 г.; Продължителност: 24 месеца
Главните цели на проекта са:
1. Да се проведат серии от полеви кампании в избрани тестови участъци и да се създаде гео-база данни с биофизичните характеристики на полета от зимна пшеница;
2. Да се разработят регресионни модели за извличане на различни биофизични променливи на зимна пшеница с данни от Sentinel-2 вегетационни индекси налични за територията на България;
3. Да се предложи методология за създаване на оценъчни карти на състоянието на посевите за зимна пшеница;
4. Да се създадат карти на типа земеделски култури използвайки класификация на PROBA-V 100 m времеви серии.
Vlaamse Instelling voor Technologisch
Onderzoek NV (VITO)
ИКИТ-БАН ИПАЗР „Акад. Н. Пушкаров“
![Page 3: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/3.jpg)
T S 2 A g r o B G
Sentinel-2 изображения Спектрални индекси
Наземни данни
Биофизични параметри
Оценъчни карти на състоянието на посевите
Regression analysis
Рекласификация овърлей
Полеви кампании
Вал
ид
аци
я В
али
дац
ия
Полеви измервания на
биофизични променливи:
• Наземна биомаса
• Листов индекс
• Азотно съдържание
• Азотно хранене
• Хлорофилно съдържание
• fCover
• fAPAR
2017 и 2018
земеделски
години
6 полеви
кампании
Sentinel-2
PROBA-V 100 m NDVI времеви серии
Класификация
на
типа култура
![Page 4: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/4.jpg)
Б и о ф и з и ч н и п р о м е н л и в и + о ц е н ъ ч н и к а р т и
Данни: Sentinel-2 от 19 април 2017 г.
(Stem elongation, Zadoks 31-33)
![Page 5: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/5.jpg)
Картографиране на земеделските култури с данни от Sentinel-2 Картографиране на земеделските култури с данни от Sentinel-2
![Page 6: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/6.jpg)
1-Зимни житни култури (зимна пшеница и зимен ечемик) 2-Царевица 3-Слънчоглед 4-Зимна рапица 5-Пасища и ливади 6-Люцерна 7-Ориз 8-Пролетен грах 9-Други култури
Картографиране на земеделските култури с данни от Sentinel-2 Картографиране на земеделските култури с данни от Sentinel-2
![Page 7: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/7.jpg)
Данни от системата IACS предоставени от Държавен Фонд “Земеделие”
Картографиране на земеделските култури с данни от Sentinel-2 Картографиране на земеделските култури с данни от Sentinel-2
![Page 8: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/8.jpg)
Полеви проверки юни 2017 г. и 2018 г.
Картографиране на земеделските култури с данни от Sentinel-2
![Page 9: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/9.jpg)
Вариант 1
Времева серия от NDVI изображения
Интерполиране на липсващите данни чрез SPIRITS (Software for the Processing and Interpretation of Remotely Sensed Image Time Series)
Класификация (MXL)
Филтриране/Сегментиране
MXL = автоматична класификация с обучение по метода на максималното правдоподобие
Вариант 2
Избрани безоблачни многоканални изображения
Класификация (MXL)
Филтриране/Сегментиране
Методи
Картографиране на земеделските култури с данни от Sentinel-2
![Page 10: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/10.jpg)
Резултати: 2016-17 стопанска година, Вариант 1
“Златия” “Белозем”
A10: S30+DEM+TXT+PHE4 77,7 % 73,1 %
“Златия” “Белозем”
Mode-Filter, size 11, applied
twice 81,2 % 77,2 %
0102030405060708090
100
F-п
ока
зате
л%
"Белозем"
0102030405060708090
100
F-п
ока
зате
л%
"Златия"
Използвани изображения: времева серия от 12 месечни композитни NDVI-изображения (S30) плюс допълнителни данни (релеф, текстура и фенология)
Същата класификация след двукратно прилагане на филтър 11pix
Картографиране на земеделските култури с данни от Sentinel-2
![Page 11: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/11.jpg)
Д а н н и о т I A C S
![Page 12: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/12.jpg)
Р е з у л т а т и : 2 0 1 6 - 1 7 с т о п а н с к а г о д и н а - В а р и а н т 1
Данни от ДФЗ Sentinel-2 класификация
![Page 13: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/13.jpg)
Р е з у л т а т и : 2 0 1 6 - 1 7 с т о п а н с к а г о д и н а - В а р и а н т 1
Данни от ДФЗ Sentinel-2 класификация
![Page 14: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/14.jpg)
Р е з у л т а т и : 2 0 1 7 - 1 8 с т о п а н с к а г о д и н а - В а р и а н т 2
0102030405060708090
100
F-п
ока
зате
л %
"Златия"
0102030405060708090
100
F-п
ока
зате
л %
"Белозем"
"Златия" "Белозем"
MXL 94,8 % 87,8 %
Филтър 95,3 % 89,4 %
Сегментиране 96,1 % 92,6 %
Използвани изображения: изображения от Sentinel-2 (9 спектрални канала, 20 м разделителна способност) от три дати
"Златия“ 2018-04-09 2018-04-24 2018-06-08
“Белозем“ 2017-12-12 2018-05-01 2018-05-31
За обучението и валидацията са
ползвани данните от полевата
проверка
![Page 15: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/15.jpg)
![Page 16: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/18.jpg)
Р е з у л т а т и : 2 0 1 7 - 1 8 с т о п а н с к а г о д и н а - В а р и а н т 2
Данни от ДФЗ Sentinel-2 класификация
![Page 19: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/19.jpg)
Р е з у л т а т и : 2 0 1 7 - 1 8 с т о п а н с к а г о д и н а - В а р и а н т 2
Данни от ДФЗ Sentinel-2 класификация
![Page 20: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/20.jpg)
Предварителни резултати от докторантски проект на докторант Десислава Ганева, начало на
проекта 01.07.2016 г. край на проекта 30.06.2019 г.
Оценка на продължителността на периода на цъфтене на рапица
![Page 21: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/21.jpg)
З а с н е м а н е с д р о н
Оценка на продължителността на периода на цъфтене на рапица
![Page 22: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/22.jpg)
И з в о д и и п р е п о р ъ к и
• Sentinel-2 позволява съставянето на карта на основните земеделски култури и групи от култури с добра до висока точност – от 77 до 95% в зависимост от входните данни и района на изследване (равнинен или планински);
• Използването на NDVI-композити позволява стандартизиране и автоматизиране, но точността е по-ниска;
• Мултитемпоралният подход може да даде карта с висока точност преди края на стопанската година – в нашия случай, в началото на юни; при използването на NDVI-композити по-реалистично е добри резултати да се получат през август;
• Като идентификатор за цъфтежа на рапица може да се използва отличителния ярко-жълт цвят на цветовете;
• За разграничаване на интензитета (или яркостта) от цвета се използва трансформация от RGB към друг цветови модел.
![Page 23: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/23.jpg)
Б л а г о д а р н о с т и
Резултатите представени в настоящата презентация са получени
в рамките на проект TS2AgroBG от екип в състав доц. д-р Петър
Димитров, доц. д-р Лъчезар Филчев, доц. д-р Георги Желев, гл. ас.
Александър Гиков.
Специални благодарности на докторант Десислава Ганева за
предоставянето на предварителни резултати от докторантски
проект от програмата за подкрепа на младите учени в БАН с
договор № ДФНП-17-43/26.07.2017 с ръководител проф. д-р Е.
Руменина, както и на Pioneer™ за предоставянето за ползване на
DJI Phantom 3 Advanced UAV екипиран с RGB и NIR цифрови
камери за осъществяването на заснеманията с дрон по същия
проект.
![Page 24: L a n d M o n i t o r i n g : Приложение на данни от Sentinel - 2cope4bg2018.copernicus.bg/public/resources/presentation/...cope4bg2018.copernicus.bg Първи](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071113/5fe94aa89fa78b447128a9f7/html5/thumbnails/24.jpg)
Адрес за контакт
ИКИТ-БАН, Научен комплекс 1 ул. Акад. Георги Бончев, бл. 1 1113 София, ПК 799, България E-mail: [email protected]