Ученые из Москвы и Тюмени разработали методику крупномасштабного дешифрирования арктических ландшафтов (1 : 10000), основанную на использовании открытых исходных данных и общедоступного программного обеспечения. При работе они определили интервалы значений базовых параметров классификации, которые непосредственно влияют на точность и достоверность результатов. Для апробации метода были привлечены полевые материалы, полученные сотрудниками ТюмГУ ранее в ходе трехлетних исследований территории острова Белый.

Исследования на о. Белый проводились по инициативе правительства Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО) и при поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований. Остров Белый был выбран в качестве тестового объекта решением правительства ЯНАО о создании научного стационара для планомерных фундаментальных исследований последствий антропогенного воздействия на арктические экосистемы.

Непосредственно для проведения тестового картографирования был выбран небольшой участок размером 3.6 × 2.3 км, распложенный в центральной части острова и примечательный тем, что здесь проходит сквозная долина рек Пахаяха и Нябилахаяха. Описание эталонов дешифрирования включало данные по формам рельефа, почвенному и растительному покрову, глубине сезонного протаивания грунтов и ландшафтные описания.

«В настоящее время в арктических регионах наблюдаются масштабные изменения природных условий. Их причинами являются глобальные климатические колебания и антропогенные воздействия, связанные с интенсификацией добычи углеводородов и традиционного природопользования, конкретно – оленеводства. Потому необходимо отслеживать состояние структуры и разнообразия ландшафтного покрова. Результаты нашего исследования показали, что апробированный способ позволяет более детально подходить к оценке ландшафтной дифференциации территорий», – сообщил заведующий кафедрой картографии и геоинформационных систем ТюмГУ Ильдар Идрисов.

Сделан шаг к автоматизированному распознаванию ландшафтов

Для территории острова Белый ученые впервые использовали высокодетальные снимки со спутника "Ресурс-П" и цифровые модели рельефа ArcticDEM. «Результаты исследования показали, что метод опорных векторов (SVM) для небольших территорий при оптимальном выборе параметров ядра, равномерной обучающей выборке и достаточном наборе признаков позволяет получить точность классификации более 90%. Это сопоставимо с уровнем точности нейронных сетей с современной архитектурой, требующих при этом трудоемкого обучения и значительных вычислительных ресурсов, – пояснил научный сотрудник АО «Российские космические системы» Олег Сизов.  SVM может рассматриваться как аналог простой двухслойной нейронной сети, где число нейронов на скрытом слое определяется автоматически как число опорных векторов».

Авторы работы намерены расширить набор исходных данных за счет материалов съемки с беспилотных летательных аппаратов, а результаты классификации метода опорных векторов (SVM) улучшить за счет дополнительных тематических слоев морфометрического анализа цифровых моделей рельефа.

С помощью предложенной технологии ученые планируют выполнить крупномасштабное ландшафтное картографирование всей территории острова Белый. Ожидается, что впоследствии технология станет рабочей для любого арктического ландшафта.

Управление стратегических коммуникаций ТюмГУ

Источники

Сделан шаг к автоматизированному распознаванию ландшафтов
Тюменский государственный университет (utmn.ru), 14/08/2020
Сделан шаг к автоматизированному распознаванию ландшафтов
Открытая наука (openscience.news), 15/08/2020

Похожие новости

  • 15/06/2017

    На Ямале появится международная станция по мониторингу климата

    ​Исследовательская станция по изучению климата появится в Ямало-Ненецком автономном округе (ЯНАО) в рамках международного проекта "Пан-Евразийский эксперимент" (PEEX). Об этом в четверг сообщили в окружном департаменте по науке и инновациям"Ямал открыт для ученых со всего мира.
    1697
  • 27/08/2020

    Международный проект в Арктике проводится с участием сибирских исследователей

    ​Международный научный метеорологический эксперимент стартовал в Ямало-Ненецком автономном округе. Он проводится в рамках международного проекта под эгидой Бельмонтского форума с участием исследователей из Нансен-центра (Норвегия), университета Джорджа Вашингтона (США), ТюмГУ, МГУ имени М.
    352
  • 01/06/2017

    В Тюмени создан первый в мире Институт криологии и криософии для изучения Арктики

    ​Первый в мире Институт криологии и криософии создали на базе Тюменского государственного университета (ТюмГУ). Ведущие ученые из разных стран будут совместно проводить исследования по изучению арктических регионов, сообщил академик РАН, научный руководитель кафедры криософии ТюмГУ Владимир Мельников.
    2277
  • 14/02/2018

    Тюменские и московские ученые исследуют микростроение мерзлых пород в Арктике

    ​Ученые Тюменского индустриального университета (ТИУ, Тюмень) и Московского государственного университета имени Ломоносова (МГУ) в 2018 году начнут изучение микростроения мерзлых пород Гыданского полуострова (Ямало-Ненецкий автономный округ, ЯНАО).
    1125
  • 14/08/2020

    Магистранты ТюмГУ изучают Арктику

    Магистранты программы «Геоэкология нефтегазодобывающих регионов» принимают активное участие в научных арктических проектах РФФИ, реализуемых НИИ экологии и рационального использования природных ресурсов ТюмГУ под руководством профессора Андрея Соромотина.
    373
  • 08/07/2020

    Академик Валерий Крюков о будущем Арктики

    Пока Арктика остаётся территорией ресурсных мегапроектов, реализуемых крупными компаниями, даже их относительные успехи не будут приводить к развитию региона в целом, отметил в ходе научного семинара Департамента мировой экономики НИУ ВШЭ Валерий Крюков, российский экономист, академик РАН, доктор экономических наук, профессор Факультета мировой экономики и мировой политики НИУ ВШЭ.
    1091
  • 15/09/2018

    Известные исследователи Арктики обсуждают в Москве совместную экспедицию

    ​В эти дни в Москве проходит встреча ведущих ученых в области исследования Арктики. Для обсуждения основных результатов деятельности и перспектив сотрудничества в Россию с деловым визитом прибыл стратегический партнер Томского политехнического университета Орьян Густафссон, профессор Стокгольмского университета.
    1114
  • 25/01/2019

    Томские ученые исследуют на примере Арктики причины возникновения парникового эффекта

    Томский государственный университет при содействии правительства ЯНАО и Научного центра изучения Арктики организуют исследовательскую станцию «Се-Яха». Местом для ее размещения выбран одноименный поселок, один из самых северных населенных пунктов Ямальского района.
    892
  • 02/11/2017

    В Салехарде начал работу Международный семинар по изучению изменений климата

    ​Ученые из России, Великобритании, Дании, Норвегии, Финляндии и Чехии примут участие в работе семинара международной сети по изучению изменений окружающей среды Сибири SecNet, который в среду открылся в Салехарде (Ямало-Ненецкий автономный округ, ЯНАО), сообщили в окружном департаменте по науке и инновациям.
    1957
  • 05/08/2020

    «Пересекая границы природы»: онлайн-школа ТюмГУ объединила исследователей разных стран

    ​Завершилась летняя онлайн-школа «Переходя границы природы: антропоцен и окружающая среда в истории Северной Евразии». Проект сетевого исследовательского центра "Человек, природа, технологии" ТюмГУ объединил молодых исследователей из России и зарубежных стран.
    312