Rozpoznawanie upraw na zdjęciach mikrofalowych pozyskanych z satelitów ENVISAT i ERS

• Autorzy: Stankiewicz K.

Warianty tytułu

EN

Crop recognition on ENVISAT and ERS microwave images

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było zbadanie możliwości identyfikacji upraw na zdjęciach mikrofalowych. Badania oparto na zdjęciach z satelitów ENVISAT i ERS, zarejestrowanych w okresie od końca kwietnia do sierpnia 2003 roku. W artykule przedstawiono przesłanki wykorzystane przy doborze materiału zdjęciowego oraz sposób przetwarzania zdjęć w celu przygotowania ich do interpretacji. Niezbędne dane terenowe pozyskano w regionie poznańskim w trzech obszarach testowych. Do badania rozróżnialności upraw zastosowano analizę separowalności skupień w przestrzeni spektralnej określonej przez zdjęcia. Stosując analizę wariancji, sprawdzono także możliwość wykorzystania do identyfikacji upraw wartości średnich γ – zmodyfikowanego współczynnika wstecznego rozpraszania, które obliczono na podstawie danych obrazowych. Stwierdzono, że na analizowanych zdjęciach mikrofalowych możliwe jest wyróżnianie rzepaku, buraków, kukurydzy, lucerny oraz zbóż łącznie. Wyniki przedstawione w artykule zostały uzyskane w ramach projektu badawczego „Identyfikacja zbiorowisk roślinnych oraz rozpoznawanie upraw na mikrofalowych zdjęciach satelitarnych jako podstawa opracowywania map użytkowania terenu”. Realizacja tego projektu (nr 8T12E 016 21) została sfinansowana ze środków KBN.

EN

The presented work was aimed at examination of possibilities of crop recognition on microwave images. The study was based on ENVISAT and ERS images, collected from the end of April till August 2003. Justification of selection of images and method of their processing, in order to prepare them for interpretation, were presented in the article. The necessary field information was collected from three test sites located in Poznań region. Analysis of cluster separability in spectral space defined by images was applied for examining crop recognition. Using variance analysis possibility of application of the modified backscattering coefficient was verified. Mean values of this coefficient γ were calculated on the basis of image data. The following conclusions were drawn from the analyses: rape, sugar bets, corn, alfa-alfa and cereals are recognizable on microwave images; rape can be discriminated already at the end of April / beginning of May on the basis of at least two ENVISAT microwave images, using different polarizations; discrimination of various crop species is possible, but due to signature similarity recognition of particular species can be significantly dependent on acquisition dates and on terrain conditions, first of all on soil moisture; effectiveness of crop recognition greatly depends on number of microwave images and dates of their acquisition; selection of images collected with various polarizations is crucial for crop recognition; large angle of incidence of microwave beam is favourable for crop recognition. Vegetation period in 2003 was not typical due to extremely low rainfall level. Conclusions concerning crop recognition are not universal, because they were drawn for conditions characterized by very low soil and vegetation moisture.

Słowa kluczowe

PL

uprawy; zdjęcie mikrofalowe; ENVISAT; ERS

• Wydawca: Instytut Geodezji i Kartografii
• Czasopismo: Prace Instytutu Geodezji i Kartografii
• Rocznik: 2004
• Tom: T. 50, z. 106
• Strony: 73--101
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Stankiewicz K.

Bibliografia

• [1] Attema L., 1998, Envisat ASAR - Science and Application, SP-1225, ESA.
• [2] Brisco B., Brown R. J., 1998, Agricultural Applications with Radar in Principles & Applications of Imaging Radar, Manual of Remote Sensing Vol. 2, 3rd edition, edited by F.M. Henderson and A. J. Lewis.
• [3] Dąbrowska-Zielińska K., Gruszczyńska M., Janowska M., Stankiewicz K., 1995, Use of ERS-I SAR data for soil moisture assessment. Sensors and Environmental Applications of Remote Sensing, Ed. J. Askne, A.A.Balkema/Rotterdam/Brookfield/1995, s. 111-116.
• [4] ESA, ENVISAT User Services, czerwiec 2003 r., BEST - Basic Envisat SAR Toolbox, wersja 3.0.
• [5] Gruszczyńska M., 2001, Szacowanie wilgotności gleby pod zbożami ze zdjąć radarowych ERS-2.SAR rejestrowanych w paśmie C(W). Prace IGiK, 2001 r., T. XLVIII, z. 103; s. 15-60.
• [6] Gruszczyńska M., Dąbrowska-Zielińska K., 1998, Application of microwave images from European Remote Sensing Satellites (ERS-I, ERS-2) for soil moisture estimates. Journal of Water and Land Development. No 2, pp. 7-17.
• [7] Ferrazzoli P., 2001, SAR for Agriculture: Advances, Problems and Prospects. 3’d Int. Symposium on retrieval of Bio- and Geophysical Parameters from SAR Data for Land Applications, 11-14 September 2001, Sheffield. UK.
• [8] Henderson F.M., Lewis A. J., 1998, Manual of Remote Sensing, Principles and Applications of Imaging Radar. John Wiley & Sons; 3rd Edition (June 1998).
• [9] McNairn H., van der Sanden J.J., Brown R.J. and Ellis J., 2000, The potential of RADARSAT-2 for crop mapping and assessing crop condition. Second International Conference on Geospatia! Information in Agriculture and Forestry, Lake Buena Vista, Florida (USA), 10-12 January 2000. Vol.2, pp. 81-88.
• [10] Oliver Ch., Quegan S., 1997, Understanding Synthetic Aperture Radar Images. Artech House.
• [11] Quegan S., 2001. Filtering of Multichannel SAR Images. IEEE Trans, on Geoscicncc and Remote Sensing, Vol. 39, No. 11, pp. 2373-2379
• [12] Richards J. A.. 1993. Remote Sensing Digital Image Analysis. Springer Vcrlag
• [13] Saich P., Borgeaud M., 2000, Interpreting ERS SAR Signatures of Agricultural Crops in Flevoland. 1993—1996. IEEE Trans, on Geoscience and Remote Sensing, Vol.38. No. 2, pp.651-657.
• [14] Skriver IF. Svendsen M.T., Thomsen A.G., 1999, Multitemporal C- and L-Band Polarimetric Signatures of Crops, IEEE Trans, on Geoscience and Remote Sensing, Vol. 37. No. 5, pp. 2413-2429.