М.А. Павлова, Д.С. Сидорчук, Д.О. Кущев, Д.А. Бочаров, Д.П. Николаев

Эквализация условий съемки на основе спектральных моделей для нужд точного земледелия с использованием БПЛА

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) – широко используемый источник данных для мониторинга состояния сельскохозяйственных участков. В отличие от спутниковой съёмки, где аппараты зачастую имеют солнечно-синхронную траекторию движения, данные с БПЛА могут характеризоваться большой вариативностью условий съемки, что осложняет аналитику данных. В этой работе рассматривается задача эквализации условий съемки гиперспектрального снимка с использованием специальных пространственных зон изображения (ключей), для которых известны значения, полученные в целевых условиях. Показано, что аффинная модель спектра освещенности сенсора на тестовой выборке обладает большей точностью, чем линейная. Для аналитического метода вычисления параметров аффинной модели показано наличие неустойчивости в спектральных областях, в которых изображения ключевых областей имеют близкие значения. Предложен регуляризованный численный метод оценки параметров аффинной модели лишенный этого недостатка. На основе аффинной модели предложен новый метод эквализации, который позволяет приблизить изображения, полученные в исходных условиях, к изображениям, полученным в целевых условиях, сократив ошибку в 4,6 раза. Для экспериментального исследования моделей и метода эквализации был подготовлен специальный набор данных, состоящий из гиперспектральных снимков AVIRIS, полученных для одной и той же местности в сильно различающихся условиях освещения.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ), эмпирическая коррекция, беспилотный летательный аппарат (БПЛА), эквализация условий съемки