Выделение водных объектов на основе обработки многоспектральных космических снимков

Постановка проблемы. В настоящее время особой проблемой стало моделирование пойменных областей с большим числом водоемов и изменяющимся уровнем воды в период паводка. Отличительная особенность такой территории - сложная структура мелких русел, растительности и заболоченных участков. Небольшие изменения топографических высот могут заметно менять характер затопления, что требует построения высокоточной цифровой модели рельефа (ЦМР). Точность математического моделирования гидрологического режима для конкретной территории определяется в существенной мере качеством ЦМР этой местности. Цель. Провести анализ качества ЦМР местности на основе построения системы изменяющихся береговых линий, полученных в результате обработки многоспектральных спутниковых изображений участка в разные моменты времени. Результаты. Созданное программное обеспечение для обработки многоканальных космических снимков позволяете в пакетном режиме выделять водные объекты с последующей векторизацией береговых линий. Показана возможность актуализации высотных данных с использованием набора границ водоемов по инфракрасным данным спутников Landsat 7 ETM+ и Landsat 8-9 OLI. Определены критические значения интенсивностей в инфракрасных каналах, обеспечивающие наилучшее выделение границ водоемов. Практическая значимость. Построение географически привязанных границ водных объектов возможно использовать при решении различных экологических, гидрологических и социально-экономических задач, в частности, при актуализации высотных данных для периодически затапливаемых пойменных территорий.

The accuracy of mathematical modeling of the hydrological regime for a specific territory is determined by the quality of the digital elevation model (DEM) of this area. A particular challenge is the modeling of floodplain areas with a large number of reservoirs with changing water levels during flood periods. A distinctive feature of such a territory is the complex structure of small channels, vegetation and wetlands. Small changes in topographic elevations can significantly change flood patterns, requiring the construction of a high-precision DEM. Objective - the goal is the analysis of the quality of a digital terrain model based on constructing a system of changing coastlines, processing multispectral satellite images of the area at different time. The software for processing multi-channel satellite images with identification of water bodies in batch mode with subsequent vectorization of coastlines has been created. The possibility of updating altitude data using a set of boundaries of reservoirs using infrared data from the Landsat 7 ETM+ and Landsat 8-9 OLI satellites is shown. The critical values of intensities in the infrared channels have been determined, providing the best identification of the boundaries of reservoirs. The construction of geographically referenced boundaries of water bodies can be used to solve various environmental, hydrological and socio-economic problems. In particular, it is proposed to update elevation data for periodically flooded floodplain areas.