Порівняльний аналіз спектральних індексів для виявлення забудови на основі супутникових знімків Sentinel-2

Анотація

У зв’язку з посиленням урбанізаційних процесів і сезонною мінливістю ландшафтного покриву виникає потреба в точному та адаптивному методі ідентифікації забудованих територій за даними дистанційного зондування Землі. Класичні спектральні індекси, зокрема NDBI та NDVI, демонструють недостатню стабільність під час зміни сезонів, особливо в умовах снігового покриву або за наявності відкритого ґрунту. У межах цього дослідження було проведено порівняльний аналіз індексів NDBI, NDWI, модифікованого індексу NDBIBlue та запропонованого авторами індексу EVI-S. Перевагою обраного підходу стало використання сезонних мультиспектральних знімків Sentinel-2, що дозволило оцінити ефективність індексів у чотирьох сезонних періодах. Кожен з індексів продемонстрував різний рівень чутливості до трьох типів об’єктів — забудови, води та ріллі. Найкращі результати для виділення урбанізованих територій зафіксовано в літній період, тоді як зимовий сезон виявився непридатним для класифікації через значну кількість хибнопозитивних сигналів, зумовлених сніговим покривом. Фінальним етапом дослідження стала класифікація методом Maximum Likelihood із використанням трьох індексних шарів, що дозволило отримати векторизовану модель забудови з високим ступенем узгодженості з реальними супутниковими зображеннями. Дослідження демонструє перспективність гібридного підходу, який поєднує сезонну чутливість спектральних індексів із методами автоматизованої класифікації, та підкреслює необхідність вдосконалення методів для зменшення похибок у класах, зокрема за наявності відкритого ґрунту або затінених ділянок.