большие вызовы
Определение и верификация времени наступления вегетационных сезонов по спутниковым снимкам
Исследовательский проект по определению временных границ вегетационных сезонов
Проект направлен на разработку методики определения времени наступления вегетационных сезонов с использованием спутниковых снимков. Цель — создание методики анализа данных и формирование массива научных данных о временной динамике вегетационных сезонов на экспериментальной территории исследования.
Актуальность исследования обусловлена возможностью перехода от определения дат смены вегетационных сезонов локально - по данным метеостанций, к определению территориальных различий и построению карт смены вегетационных сезонов на изучаемых площадях. Результаты могут найти применение в исследованиях глобальных изменений природной среды и при управлении сельскохозяйственным производством на обширных территориях.
Партнёры
  • Государственная корпорация по космической деятельности «Роскосмос»
  • Санкт-Петербургский государственный университет (СПбГУ)
Инструменты и данные
Для реализации проекта используются современные инструменты и методы. Среди них — облачная платформа Google Earth Engine (GEE) для обработки спутниковых снимков MODIS, Excel для ручного анализа графиков, Python для автоматизированного анализа и ГИС QGIS для автоматизации обработки снимков Метеор-М. Эти инструменты позволяют эффективно решать задачи проекта, обеспечивая сбор, обработку и анализ данных.
Исследовательская работа
  • Анализ агрометеорологических данных
    Изучение и анализ данных метеорологических станций по температуре воздуха для определения вегетационных сезонов.
  • Обработка спутниковых снимков
    Построение на основе спутниковых снимков графика годового хода вегетационного индекса (NDWI) для определения изменений состояния растительного покрова и границ вегетационных сезонов.
  • Создание методик обработки данных
    Разработка методики подготовки и обработки данных для совместного анализа спутниковых снимков и метеорологических данных с целью определения календарных дат смены вегетационных сезонов и контроля точности определения.
  • Формирование научных данных
    Формирование массива данных на основе предложенной методики с целью подтверждения и оценки её работоспособности.
Команда проекта
  • Кондратеня Дмитрий
    Геоаналитик, аналитик данных, дизайнер
    Извлечение и подготовка спутниковых данных в GEE, систематизация данных Excel и их анализ, работа с QGIS, работа над презентацией и сайтом
  • Черников Степан
    Программист
    Автоматизация работы с помощью Python, обучение модели
  • Овсепян Марк
    Аналитик данных
    Извлечение и подготовка метеорологических данных, определение дат наступления вегетационного периода, работа над сайтом
  • Евгений Александрович Паниди
    Наставник - научный руководитель проекта
  • Дарья Алексеевна Игнатенко
    Наставник - ассистент руководителя проекта
  • Алиса Валерьевна Кочетова
    Наставник - ассистент руководителя проекта
Результаты
  • Алгоритм для формирования обобщённых графиков годового хода вегетационных индексов с использованием Google Earth Engine
  • Алгоритм для формирования графиков годового хода вегетационного индекса (NDWI) по снимкам Метеор-М, реализованный на языке Python в QGIS
  • Алгоритм восстановления графиков годового хода температуры на основе данных вегетационного индекса, реализованный на Python с использование метода "случайного леса" (random forest)
  • Алгоритм автоматизированного определения дат наступления вегетационных сезонов на температурных графиках
  • Массив экспериментальных данных о динамике температуры воздуха и вегетационного индекса (NDWI), - временные ряды, восстановленные временные ряды, результаты детектирования дат смены вегетационных сезонов, результаты оценки точности определений.
Контакты
  • Репозиторий программного кода и данных проекта
    https://github.com/chernikovst13-prog/ndwi-growing-season-ml
darya.ignatenko@spbu.ru - Дарья Алексеевна
st110592@student.spbu.ru - Алиса Валерьевна
dkondratenya@fmschool72.ru - Дмитрий
@richpeachy - Алиса Валерьевна, @id815299008 - Марк, @id876099282 - Степан, @id654020653 - Дмитрий