В настоящее время существует множество подходов к распознаванию урбанизированных территорий, в основном базирующихся на методах контролируемой и неконтролируемой спектральной классификации изображений. В работе Д. Статакис, К. Перакис, И. Ю. Савин [1] был предложен индекс (VIBI – Vegetation Index – Builtup Index), который представляет собой комбинацию широко известных индексов NDVI и NDBI. В данной статье мы проведем опыт дешифрирования урбанизированных территорий г. Якутскa основываясь на индексном подходе и определим особенности применения данного индекса для северных городов.

Цель исследования в определении наиболее эффективного метода в дешифрировании урбанизированных территорий северных городов на примере г. Якутскa. Для распознавания мы применили индекс VIBI на разносезонных снимках Landsat 8 OLI. Были отобраны снимки от 26 июня 2017, 4 ноября 2017 и 11 февраля 2018. Мы предполагаем, что зимние снимки более эффективны для дешифрирования благодаря отсутствию открытых водных пространств и различных типов открытых почв, что позволяет эффективно выделять урбанизированные территории. Кроме того, при дешифрировании разносезонных снимков ГИС-инструментами оверлейных операций можно выявить зоны сезонных дачных домов и частных круглогодичных домов.

Понятие «урбанизированная территория» в дистанционном зондировании Земли встречается часто, при этом распознавание таких территорий неоднозначный процесс, связанный с неоднородностью урбанизированной территории. Объекты (постройки, сады, газоны, парки, дороги), которые могут быть причислены к данному классу имеют различные спектральные характеристики, что объясняет сложность их распознавания с помощью методов спектральной классификации.

В данном исследовании понятие «урбанизированные территории» включает в себя прерывные и непрерывные городские, коммерческие и промышленные постройки, дороги, земли портов и аэропортов, карьеры для добычи полезных ископаемых, спортивные сооружения и т.д. NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) — нормализованный относительный индекс растительности — простой количественный показатель количества фотосинтетически активной биомассы (обычно называемый вегетационным индексом). NDBI используется для выявления застроенных участков и открытых грунтов [2,3]. Граничные значения для выделения урбанизированных территорий, были получены экспериментальным путем.

Опыт применения индекса VIBI на разновременных снимках выявил преимущество зимних в определении урбанизированных территорий благодаря отсутствию сходных по спектральным характеристикам открытых почв и открытых водных поверхностей. Таким образом, мы приходим к выводу, что для исследования урбанизации северных городов следует использовать зимние снимки (после полного промерзания всех водных объектов).

Литература

  1. Д. Статакис, К. Перакис, И. Ю. Савин Дешифрирование урбанизированных территорий по спутниковым данным Landsat, 2012, Исследование Земли из Космоса, 2012, № 5, с. 22-28
  2. Hua LiQinhuo, LiuQinhuo Liu Comparison of NDBI and NDVI as indicators of surface urban heat island effect in MODIS imagery, International Conference on Earth Observation Data Processing and Analysis (ICEODPA), 2008, с. 34-36
  3. Haack B., Bryant N., Adams S. An assessment of Landsat MSS and TM data for urban and near urban land cover digital classification // Rem. Sens. Env. 1987. V. 21. № 2. P. 201–213.