Извлечение данных дистанционного зондирования со спутника для анализа зон аквакультуры.

Аквакультура — это вид аквакультуры, использующий естественные водные поверхности или искусственные пруды для выращивания мальков ценных видов рыб, моллюсков, ракообразных и водорослей, обеспечивая их кормом, контролируя болезни и способствуя их быстрому росту посредством искусственного размножения — плановой производственной операции. Моя страна является крупнейшей в мире страной по развитию аквакультуры и единственной страной в мире, чье производство аквакультуры превышает ее улов, и масштабы аквакультуры продолжают быстро расти.

Дистанционное зондирование обладает такими преимуществами, как широкий диапазон обнаружения, высокая скорость сбора данных, короткий цикл, высокая оперативность, низкая стоимость и значительная экономическая выгода. Изображения, полученные с помощью дистанционного зондирования, могут быть использованы для быстрого извлечения тематической информации для аквакультуры, помогая фермам выбирать места для разведения, определять виды рыб, выращиваемых в аквакультуре, а также контролировать плотность посадки и загрязнение воды.

△ Дистанционный мониторинг аквакультурной зоны

Основной объектно-ориентированный метод извлечения информации о районах аквакультуры начинается с сегментации изображения на несколько сегментов, то есть объектов, на основе спектральных характеристик этих сегментов. Затем на основе этих сегментов извлекается информация о районах аквакультуры.

Сначала инициализируем опорные точки (центры кластеров): равномерно распределяем опорные точки по изображению в соответствии с заданным числом суперпикселей, т.е. числом объемов сегментации; повторно выбираем опорные точки в окрестности уже назначенных опорных точек и вычисляем значения градиента всех пикселей в окрестности; повторно назначаем пиксель с наименьшим градиентом в качестве опорной точки; присваиваем метку класса каждому пикселю в окрестности каждой опорной точки; для каждого найденного пикселя вычисляем его расстояние до опорной точки и итеративно оптимизируем.

△ Схема сегментации изображения

После генерации сегментированных областей для каждой сегментированной области рассчитываются индексы дистанционного зондирования, такие как индекс растительности, индекс воды и значение отражательной способности каждого диапазона. На основе характеристик аквакультурной зоны, таких как NDVI, NDWI и значение отражательной способности диапазона, устанавливаются соответствующие пороговые значения. Сегментам, удовлетворяющим пороговым условиям, присваивается значение 1, а тем, которые не удовлетворяют, — значение 0. Наконец, области, отмеченные значением 1, векторизуются для получения выделенного диапазона аквакультурной зоны.

Площадь аквакультуры, полученная методом инверсии на основе данного подхода, показана на рисунке ниже.

△ Результаты получены из области аквакультуры