Интерактивное изучение изменений пикселов временных рядов
Спутниковые снимки, такие как Landsat, фиксируют информацию о растительном покрове и особенностях земной поверхности на больших площадях. Снимки обеспечивают комплексное представление о регионе, с их помощью можно обнаружить и провести оценку местоположения, распределения и пространственных взаимосвязей объектов. В частности, снимки Landsat-TM обеспечивают непрерывное покрытие земной поверхности каждые 16 дней с 1984 года. Это позволяет обнаруживать, анализировать и отслеживать изменения в землепользовании за этот длительный промежуток времени.
Временной ряд изображений - это набор изображений, сделанных в разное время в одном и том же месте. Вы можете использовать временные ряды изображений, чтобы понять изменения с течением времени. Например, вы можете увидеть, как деревья были вырублены, а затем снова выросли, или где произошли пожары или распространилось заражение вредителями. Такие нарушения обычно отражаются на изображениях резкими изменениями в значениях пикселов. Анализ временного ряда изображений использует алгоритмы обнаружения этих изменений в значениях пикселов. Дополнительный модуль ArcGIS Image Analyst предлагает два алгоритма обнаружения изменений временных рядов для изображений. Одним из них является алгоритм Landtrendr, который использует изображения Landsat и обычно применяется для работы с лесом.
Сначала вы настроите ArcGIS Pro и познакомитесь с многомерными растрами - моделью набора данных, используемой для представления временных рядов изображений. Затем вы подготовите временной ряд изображений для анализа и начнете его интерактивное изучение.
Загрузка и открытие проекта
Для начала вы загрузите проект, содержащий все данные для этого руководства, и откроете его в ArcGIS Pro.
- Загрузите файл Forest_Disturbance_Analysis.zip.
- Найдите на вашем компьютере загруженный файл Forest_Disturbance_Analysis.zip.
Примечание:
Большинство браузеров по умолчанию скачивают все в папку Загрузки.
- Щелкните правой кнопкой мыши файл Forest_Disturbance_Analysis.zip и извлеките данные в подходящее расположение на вашем компьютере, например, в папку на вашем диске C:.
- Откройте извлеченную папку Forest_Disturbance_Analysis и дважды щелкните файл Forest_Disturbance_Analysis.aprx, чтобы открыть проект в ArcGIS Pro.
- При появлении запроса войдите в свою учетную запись ArcGIS.
Примечание:
Если у вас нет доступа к ArcGIS Pro или учетной записи организации ArcGIS, см. варианты доступа к программному обеспечению.
Откроется проект, в котором представлены снимки района Западные Каскады в штате Орегон.
В панели Содержание есть слой WestCascade.crf, содержащий данные временных рядов. Также здесь есть и другие слои, которые вы будете использовать позже в анализе.
Ознакомьтесь с входным многомерным растром
Вы будете изучать слой временных рядов. WestCascade.crf содержит 78 спутниковых изображений типа Landsat Analysis Ready Imagery (ARD), собранных в период с 1984 по 2020 год над Западными Каскадами в Орегоне, США. Каждое изображение представлено в виде многоканального растра, который содержит синий, зеленый, красный, инфракрасный и коротковолновый инфракрасный спектральные каналы. Все эти растры собраны в один многомерный растр, сохраненный в формате CRF.
Примечание:
В соответствии с требованиями алгоритма LandTrendr, который вы будете использовать в этом руководстве, все 78 выбранных изображений Landsat ARD были сняты летом, поэтому у деревьев есть листья, и они находятся в одной фазе роста. Кроме того, были включены только изображения с облачным покровом менее 10 процентов.
Если вы планируете применить рабочий процесс из этого руководства к своей собственной области изучения, вы можете создать аналогичный многомерный растр для требуемого экстента. Вы можете выбрать и загрузить изображения Landsat ARD для любого места на Земле из USGS Earth Explorer. Затем вы можете очистить изображения и сгенерировать многомерный растр, как описано в статье блога Очистка изображений Landsat: удаление облаков и их теней.
Вы можете просмотреть 78 изображений, включенных в WestCascade.crf, и узнать, в какое время каждое из них было собрано, с помощью вкладки Многомерные.
- В панели Содержание щелкните слой WestCascade.crf, чтобы его выбрать.
- На ленте щелкните вкладку Многомерные.
Вкладка Многомерные содержит инструменты для работы с многомерными растрами.
- В группе Срез текущего изображения разверните раскрывающийся список StdTime и просмотрите список значений времени, связанных с 78 изображениями.
- Щелкните второе значение времени в списке, начинающееся с даты 1984-07-19, чтобы отобразить соответствующее изображение.
Карта обновится. Во временном ряду изображений каждое изображение можно назвать временным срезом. Изображение, которое вы только что показали, является вторым временным срезом в ряду.
- В панели Содержание просмотрите легенду слоя.
Изображение отображается с использованием комбинации каналов естественных цветов, где канал 1 - синий, канал 2 - зеленый, а канал 3 - красный. Эта комбинация каналов приблизительно соответствует тому, как ландшафт виден человеческому глазу. Изображение также содержит инфракрасный канал (канал 4) и два коротковолновых инфракрасных канала (канал 5 и канал 6), которые будут использоваться в анализе, хотя в настоящее время они не отображаются.
Примечание:
Чтобы узнать больше о мультиспектральных изображениях и комбинациях каналов, см. уроки Learn ArcGIS Начало работы со спутниковыми изображениями и Оценка гарей на спутниковых изображениях.
На изображении вы видите в основном лесные участки (в каком-то из оттенков зеленого), но также можете различить области в центре изображения, где деревья были вырублены (в бежевых тонах).
- С помощью кнопки прокрутки мыши увеличьте масштаб до центра изображения и изучите области вырубки, отображаемые в бежевых тонах.
- Вернитесь к полному экстенту.
Вы также можете анимировать временные ряды.
- Во вкладке Многомерные рядом с раскрывающимся списком StdTime нажмите кнопку Воспроизвести срезы по StdTime, чтобы воспроизвести временной ряд.
Наблюдайте за постепенными изменениями леса с течением времени.
Примечание:
Вы можете заметить, что у некоторых изображений есть области NoData (которые выглядят как дыры в слое). Они соответствуют пикселам облаков, которые были замаскированы, и не влияют на анализ.
- Нажмите кнопку Воспроизвести срезы по StdTime еще раз, чтобы остановить анимацию.
Далее вы просмотрите некоторые свойства слоя.
- На панели Содержание дважды щёлкните слой WestCascade.crf, чтобы открыть Свойства слоя.
- В окне Свойства слоя нажмите вкладку Источник. На правой панели разверните разделы Многомерная информация, SR и StdTime.
Как и ожидалось, набор данных содержит 78 временных срезов. Значение пиксела, обозначенное SR, соответствует отражательной способности поверхности. Диапазон временного Экстента с 1984-07-03 по 2020-08-23.
- Нажмите Отмена, чтобы закрыть окно Свойства.
Итого, слой WestCascade.crf содержит 78 мультиспектральных изображений, каждое из которых содержит 6 каналов. Это 468 растров. На схеме ниже представлена структура этого многомерного растра.
Расчет значений NBR
Алгоритм LandTrendr работает с многомерным растром, в котором каждый временной срез представляет собой одноканальный растр. Вы примените формулу индекса к своему временному ряду, чтобы получить растр с одним каналом из каждого временного среза. Нормализованный индекс гарей (NBR), который часто используется для обнаружения гарей после лесных пожаров, хорошо помогает отличить здоровый лес от нарушений лесного покрова в целом, поэтому вы и будете его использовать.
- Убедитесь, что в панели Содержание выбран слой WestCascade.crf.
- На ленте на вкладке Изображения в группе Инструменты щелкните Индексы. В развернутом списке индексов в разделе Ландшафт щелкните NBR.
Индекс NBR использует Ближний инфракрасный и Коротковолновый каналы и объединяет их с помощью математической формулы. Вы укажете, что в вашем слое эти каналы соответствуют 4 и 6 каналам.
- В окне NBR для Индекса канала Ближний инфракрасный выберите 4 - Band_4. Для Индекса канала Коротковолновый инфракрасный выберите 6 - Band_6.
- Нажмите OK.
На карту добавляется новый слой с именем NBR_WestCascade.crf. Этот новый слой по-прежнему является многомерным растром, но он содержит только один канал растра NBR на временной срез.
Примечание:
Инструмент NBR -- это растровая функция, которая динамически генерирует новый растровый слой. Это эффективный подход, но новый слой существует только в памяти вашего компьютера. Если вы удалите слой из своего проекта, он исчезнет, и вам нужно будет его воссоздать.
По умолчанию новый слой отображается с помощью черно-белой растяжки. Вы измените символы, чтобы подчеркнуть различия в значениях.
- В панели Содержание щелкните правой кнопкой мыши символ NBR_WestCascade.crf и разверните раскрывающийся список. Отметьте Показать имена и выберите цветовую шкалу Розово-зеленый (плавный переход).
Слой обновляется на карте. Самые большие значения пикселов NBR представляют здоровый лес и теперь отображаются темно-зеленым цветом. Самые низкие значения пикселов NBR представляют нарушенные участки леса (то есть отсутствие здоровой растительности) и отображаются темно-фиолетовым цветом. Пикселы NBR со средними значениями представлены белым или светло-зеленым цветами.
Вы убедитесь, что слой - это временной ряд.
- Убедитесь, что в панели Содержание выбран слой NBR_WestCascade.crf.
- На ленте во вкладке Многомерные в группе Срез текущего отображения для StdTime разверните раскрывающийся список и убедитесь, что список временных срезов указан.
- Выберите один из временных срезов в списке, чтобы отобразить его, например, 2016-06-25, и посмотрите, чем он отличается от предыдущего.
Дополнительно вы можете выбрать другие временные срезы и отобразить их.
Примечание:
Некоторые пикселы выглядят иначе, например, почти черные или бежевые, потому, что они являются пикселами NoData, соответствующими облакам, а то, что вы видите, на самом деле является слоем WestCascade.crf, лежащим под ними.
- Вернитесь к отображению первого временного среза (1984-07-03).
- На панели Инструменты быстрого доступа щелкните Сохранить, чтобы сохранить проект.
Примечание:
Может появиться сообщение, предупреждающее вас о том, что сохранение этого файла проекта в текущей версии ArcGIS Pro не позволит вам снова открыть его в более ранней версии. Если вы видите это сообщение, нажмите Да, чтобы продолжить.
Показать изменение пиксела с течением времени
Далее вы будете использовать слой временных рядов NBR, чтобы начать изучение изменений леса с течением времени. Вы будете выполнять это исследование в интерактивном режиме, используя панель Анализатор изменения пикселов временных рядов.
На вашей карте в настоящее время отображается растр NBR за 3 июля 1984 г. Представьте себе, что вы выбираете один пиксел на этом растре и наблюдаете, как его значения менялись с 1984 по 2020 год во всех 78 временных срезах. Вы можете представить эти значения на диаграмме, подобной этой:
Далее вы можете использовать алгоритм LandTrendr, чтобы найти общие тенденции на этой диаграмме. LandTrendr найдет точки перегиба, в которых изменяется траектория значений пиксела, и затем поместит данные в кусочно-линейную модель. В результате получится подогнанная кривая, состоящая из нескольких сегментов линии, которые идут от одной точки перегиба к другой, как показано на приведенном ниже примере диаграммы:
Каждый сегмент представляет собой изменение, произошедшее за период времени, характеризующееся временем начала, временем окончания, продолжительностью, уклоном и величиной (то есть, сколько изменений произошло между временем начала и временем окончания). В приведенном выше примере подогнанной кривой три сегмента:
- Первый сегмент представляет собой здоровый лес (высокие и стабильные значения NBR).
- Второй сегмент указывает на нарушение, такое как вырубка (быстрое уменьшение значений NBR).
- Третий сегмент представляет собой процесс восстановления леса по мере того, как деревья вырастают (медленное увеличение значений NBR).
Теперь вы сами создадите подобную диаграмму.
- Убедитесь, что в панели Содержание выбран NBR_WestCascade.crf.
- На ленте во вкладке Многомерные в группе Анализ щелкните стрелку вниз для Временной профиль и выберите панель Анализатор изменения пикселов временных рядов.
Сбоку появится панель Свойства диаграммы, а под картой появится пустая панель диаграммы.
- В панели Свойств диаграммы на вкладке Данные для Метода обнаружения изменений выберите LandTrendr
Примечание:
Предупреждающее сообщение предполагает, что построение транспонирования (которое является дополнительным хранилищем, оптимизированным для анализа временных рядов) улучшит производительность. Слой растровой функции NBR_WestCascade.crf не имеет транспонирования, но лежащий в основе многомерный растр WestCascade.crf имеет. Вы можете проигнорировать это сообщение.
Вы изобразите диаграмму для конкретной точки. Для удобства она был отмечена для вас в слое Pixel_location.
- В панели Содержание отметьте слой Pixel_location, чтобы включить его.
На карте появится ярко-зеленая точка. Вы увеличите карту до ее местоположения с помощью закладки.
- На ленте во вкладке Карта в группе Навигация щелкните Закладки и выберите закладку Pixel_point.
- При необходимости увеличьте масштаб с помощью кнопки прокрутки мыши, пока не увидите отдельный пиксел, отмеченный зеленой точкой.
Это пиксел, для которого вы хотите отобразить диаграмму.
- В панели Свойства диаграммы для Задание местоположения пиксела щелкните инструмент Точка.
- На карте щелкните интересующий пиксел.
Серая точка местоположения добавляется на карту, а на панели Свойства диаграммы в список местоположений пикселов добавляется строка.
Прежде чем создать диаграмму для этого местоположения пикселов, вы выберете несколько опций стиля.
- В панели Свойства диаграммы в строке расположения пикселов в разделе Символ щелкните точку и выберите ярко-синий цвет, например Критский синий. Установите размер на 3.
- В панели Свойства диаграммы в разделе Параметры модели для Показать кривую подгонки с щелкните линию Цвет и выберите ярко-оранжевый цвет, например Янтарно-золотой. Нажмите кнопку Приращение, чтобы изменить толщину линии на 3.
- В разделе Параметры модели нажмите Подогнать и создать диаграмму.
В панели диаграммы появится диаграмма.
Синим цветом показаны значения пикселов для 78 временных срезов. Оранжевым цветом показана подогнанная кривая, рассчитанная с использованием алгоритма LandTrendr и показывающая общие тенденции изменений.
Интерактивное изучение диаграммы изменения значений пиксела
Вы изучите диаграмму в интерактивном режиме, чтобы лучше понять ее.
- В панели диаграммы наведите указатель мыши на некоторые из синих точек, чтобы просмотреть даты временного среза и значения NBR.
- Обратите внимание на подогнанную кривую (оранжевого цвета).
Она состоит из нескольких сегментов, каждый из которых соответствует важному этапу в истории пиксела.
- В легенде диаграммы изучите время начала и окончания каждого сегмента подогнанной кривой (оранжевые линии). Щелкните любой элемент в списке, чтобы включить или выключить соответствующий сегмент на диаграмме.
Это поможет вам идентифицировать их более точно.
- В панели Свойства диаграммы разверните группу Параметры модели, чтобы увидеть параметры для модели LandTrendr.
- Измените значение Максимальное число сегментов на 4, чтобы увидеть, как изменяется подгонка кривой. Нажмите Подогнать и создать диаграмму.
Примечание:
Нахождение оптимального количества сегментов может быть достигнуто методом проб и ошибок и будет зависеть от вашего конкретного набора данных.
- Обратите внимание на обновленную диаграмму.
- Первый сегмент с высокими значениями NBR указывает на стабильный зрелый лес.
- Второй сегмент отражает сильное нарушение, когда количество здорового леса быстро упало до 0, вероятно, из-за того, что область была вырублена.
- Третий сегмент показывает кривую быстрого восстановления, поскольку саженцы деревьев были посажены и относительно быстро выросли до более крупных, но все еще молодых деревьев.
- В четвертом сегменте восстановление продолжается, но медленнее, поскольку здесь молодые деревья развиваются до полной зрелости.
- На диаграмме наведите указатель мыши на сегменты кривой, чтобы увидеть подбор модели для каждого сегмента.
Подбор модели представлен формулой в формате ax + b, где a представляет уклон, а b - точку пересечения. Также предоставляется значение RMSE (среднеквадратическая ошибка).
Примечание:
В этом руководстве для других Параметров модели вы оставите значения по умолчанию. Однако вы можете найти дополнительную информацию по каждому параметру в документации Анализ изменений с помощью LandTrendr.
Далее, чтобы лучше понять изменения в интересующей вас области, вы изучите соответствующие растровые изображения.
- Уменьшайте масштаб карты до тех пор, пока не увидите большую часть леса вокруг пиксела, для которого построили диаграмму.
- На панели инструментов NBR_WestCascades.crf – Изменения пикселей в SR с течением времени при использовании нескольких местоположений с помощью одного канала щелкните Легенда, чтобы отключить легенду диаграммы и развернуть диаграмму.
- На диаграмме дважды щелкните синюю точку, чтобы выбрать временной срез.
Кроме того, вы можете перетащить указатель, чтобы нарисовать вокруг точки небольшую рамку.
Карта обновляется соответствующим изображением NBR_WestCascade.crf для этого временного среза.
Примечание:
Если выбрать определенную точку на диаграмме сложно из-за того, что несколько точек расположены близко друг к другу, вы можете увеличить масштаб диаграммы. В панели инструментов панели диаграммы нажмите кнопку Режим масштабирования и нарисуйте рамку вокруг интересующих точек.
- Используя этот метод, визуализируйте четыре временных среза, выделенных на диаграмме ниже.
В результате будут получены следующие четыре изображения, которые хорошо иллюстрируют изменения в этом местоположении пиксела: от зрелого леса к участку вырубки, затем к молодым деревьям и снова к зрелому лесу.
- При желании вы можете использовать тот же подход для исследования других интересующих пикселов растра NBR_WestCascade.crf.
- Закройте панель Свойства диаграммы и панель диаграммы.
- В панели Содержание снимите отметку рядом со слоем Pixel_ location, чтобы отключить его.
- Щелкните правой кнопкой мыши слой NBR_WestCascade.crf и выберите Приблизить к слою, чтобы вернуться к полному экстенту.
- Нажмите Ctrl+S, чтобы сохранить проект.
В этом модуле вы настроили проект в ArcGIS Pro, познакомились с многомерным растром изображений Landsat, извлекли из него многомерный растр NBR и в интерактивном режиме исследовали изменение леса.
Создание карт нарушения и восстановления лесов
Вы исследовали изменение леса в интерактивном режиме в местоположении определенного пиксела. Далее вы проанализируете изменение всех пикселов изображения. Сначала вы создадите растр анализа изменений. Затем вы создадите карту нарушений леса, чтобы идентифицировать такие события, как лесозаготовки и пожары, на протяжении всего периода изучения леса. В конце вы создадите карту восстановления леса, чтобы оценить, сколько времени потребовалось, чтобы нарушенные участки вернулись к состоянию зрелого леса.
Создание растра анализа изменений
В этом разделе вы будете использовать инструмент Анализировать изменения с помощью LandTrendr для создания растра анализа изменений. В этом инструменте используется тот же алгоритм LandTrendr, что и в инструменте Анализатор изменения пикселов временных рядов, который вы использовали в предыдущем модуле, но он применяет его ко всем пикселам в многомерном растре, а не к одному пикселу. Результатом будет растр анализа изменений, который захватывает всю информацию о подогнанных кривых для каждого пиксела. Полученный растр будет служить основными входными данными в оставшейся части руководства.
- Убедитесь, что в панели Содержание выбран слой NBR_WestCascade.crf.
- На ленте во вкладке Многомерные в группе Анализ разверните галерею инструментов и щелкните инструмент Анализ изменений с помощью LandTrendr.
Инструмент появится на панели Геообработка.
- Задайте следующие параметры инструмента:
- Для Выходной многомерный растр введите WestCascade_change_analysis.crf.
- Примите значения параметров по умолчанию для всех остальных параметров.
Примечание:
Выходными данными этого инструмента является многомерный растр с одним временным срезом за год. Перед выполнением анализа изменений LandTrendr инструмент выбирает лучшие значения пикселов, доступные во входном растре для каждого года. Для заданного года наилучшими значениями пикселов являются значения временного среза, который наиболее близок к значению параметра Дата привязки (по умолчанию 6–30 или 30 июня). Если лучшим значением пиксела является NoData из-за облака, инструмент берет значение пиксела из следующего ближайшего временного среза.
- Щелкните Запустить.
Примечание:
Процесс может длиться 15 минут или дольше. Процесс выполнения может не показываться до завершения работы.
Запустится обработка. По завершении в панели Содержание появится выходной растр, и его первый канал отобразится на карте.
WestCascade_change_analysis.crf - это многомерный растр, состоящий из 34 временных срезов, то есть примерно по одному в год (за пару лет данных не было). Каждый временной срез представляет собой многоканальный растр, в котором каналы хранят информацию о подогнанной модели LandTrendr. Вы изучите эти каналы растров и узнаете, как их отображать.
- На панели Содержание щелкните символ WestCascade_change_analysis.crf, чтобы открыть панель Символы.
- В панели Символы для Канал разверните раскрывающееся меню, чтобы увидеть все каналы.
Если формула ax + b представляет подогнанную модель для одного сегмента подогнанной кривой, применяется следующее:
- В канале Slope хранится значение a, которое описывает направление изменения, такое как увеличение или уменьшение.
- Канал Intercept хранит значение b.
- Канал Fitted_Value хранит значение, интерполированное из модели подгонки для заданного времени. В этом наборе данных это приблизительное значение входного значения NBR для каждого временного среза.
- Канал RMSE хранит среднеквадратичную ошибку подогнанной кривой.
- Канал Change_Magnitude хранит величину изменения, то есть разницу между подогнанными значениями в начале и в конце периода изменения.
Примечание:
Все перечисленные каналы имеют имена, начинающиеся с Band_1, например Band_1_Slope. Это объясняется тем, что все они были получены из растра NBR, который имеет один канал для временного среза и по умолчанию называется Band_1.
Используя этот растр анализа изменений, можно извлечь информацию об изменениях, такую как дата изменения, продолжительность изменения и величина изменения. В оставшейся части руководства этот многомерный растр будет использоваться в качестве входных данных для выполнения различных задач обнаружения изменений.
В настоящее время канал Band_1_Slope по умолчанию отображается на карте. Но вы можете выбрать отображение другого канала, например Band_1_Fitted_Value.
- В списке каналов выберите Band_1_Fitted_Value.
Карта обновится.
Темно-зеленые области представляют самые низкие подогнанные значения NBR, а темно-фиолетовые области -- самые высокие подогнанные значения NBR. Далее вы визуализируете канал Band_1_Fitted_Value для другого временного среза.
- На ленте во вкладке Многомерные для StdTime выберите один из 34 временных срезов, перечисленных для отображения.
- При желании можно отобразить другие временные срезы или визуализировать другие каналы.
Создание карты нарушения лесов
Теперь, когда у вас есть растр анализа изменений, вы можете использовать его для создания множества интересных карт. Во-первых, вы отобразите на карте нарушения леса с течением времени, используя инструмент Определить изменения, используя растр анализа изменений. Вы запустите инструмент с параметрами, заданными для обнаружения случаев резкого уменьшения подогнанных значений NBR, что означает внезапное изменение леса от состояния здорового леса до отсутствия деревьев из-за лесозаготовок или пожаров.
- Подтвердите, что в панели Содержание выбран слой WestCascade_change_analysis.crf.
- На ленте во вкладке Многомерные в группе Анализ разверните галерею инструментов и выберите Определить изменения, используя растр анализа изменений.
Инструмент появится на панели Геообработка.
- Задайте следующие параметры инструмента:
- Для Входной растр анализа изменений подтвердите, что выбрано WestCascade_change_analysis.crf.
- Для Выходной растр введите Disturbance.crf.
- Подтвердите, что в поле Дата сегмента выбрано Начало сегмента.
- В поле Изменить направление выберите По убыванию.
- Для Тип изменения выберите Время самого раннего изменения.
- Для Максимальное число изменений введите 1.
- Разверните раздел Фильтр по атрибутам.
- Отметьте Фильтр по продолжительности.
- Для Максимальная продолжительность (в годах) введите 4.
- Отметьте Фильтр по начальному значению.
- Для Минимальное начальное значение введите 0.7.
- Для Максимальное начальное значение введите 1.
- Отметьте Фильтр по конечному значению.
- Для Минимальное конечное значение введите -1.
- Для Максимальное конечное значение введите 0.35.
Эти параметры определяют события, которые длились не более 4 лет (резкое изменение) и показали снижение высокого значения NBR от 0,7 до 1 (здоровый лес) до низких значений NBR от -1 до 0,35 (отсутствие деревьев). Диапазоны значений пикселов были выбраны путем анализа типичных значений для здорового леса и вырубленных или выжженных участков в растровых каналах Band_1_Fitted_Value.
Примечание:
Подробные объяснения каждого параметра можно найти в документации инструмента Определить изменения, используя растр анализа изменений.
Опции Фильтр по начальному значению и Фильтр по конечному значению были добавлены в ArcGIS Pro 2.8. Если вы используете ArcGIS Pro 2.7, то можете вместо этого использовать Фильтр по величине с диапазоном значений от 0.4 до 2.
- Щелкните Запустить.
Слой Disturbation.crf будет создан и добавлен на карту. Это одноканальный растр (не многомерный). Значение каждого пиксела представляет дату, когда началось событие вырубки или пожара.
- В панели Содержание отключите WestCascade_change_analysis.crf и NBR_WestCascade.crf, чтобы лучше видеть новый слой.
- На карте щелкните некоторые области нарушений.
Появится всплывающее окно с датой начала события нарушения.
В растре Disturbance.crf вы можете заметить в областях нарушения пикселы NoData. Это произошло из-за того, что не было достаточно информации для расчета действительной модели для этих конкретных пикселов. Однако вполне вероятно, что эти области имеют такое же значение нарушения, что и окружающие пикселы. Вы заполните эти области NoData с помощью растровой функции Статистика, используя преобладающее значение из соседних пикселов.
- На ленте на вкладке Изображения в группе Анализ щелкните Функции растра.
- На панели Функции растра найдите Статистика. В группе Статистические нажмите функцию Статистика.
- Укажите параметры следующим образом:
- Для Растр выберите Disturbance.crf.
- Для Тип статистики выберите Большинство.
- В разделе Параметры окрестности примите значение по умолчанию 3 для Число строк и Число столбцов.
- Отметьте Заполнить только пикселы NoData.
Для каждого пиксела NoData инструмент будет смотреть прямоугольник размером 3x3 пиксела вокруг него и выбирать значение, которое чаще всего встречается в этой окрестности.
- Щелкните Создать новый слой.
Новый растровый слой Statistics_Disturbance.crf добавлен на карту. Этот слой более гладкий и чистый. Вы переименуете слой и измените его символы, используя подготовленный для вас стиль.
- В панели Содержание дважды щелкните Statistics_Disturbance.crf, введите Smoother_Disturbance.crf и нажмите Enter.
- Щелкните символ Smoother_Disturbance.crf, чтобы открыть панель Символы.
- На панели Символы щелкните кнопку опций и выберите Импорт из файла слоя.
- В окне Импорт символов щелкните Проект > Папки > Forest_Disturbance_Analysis > InputData. Выберите Disturbance_symbology.lyrx и нажмите OK.
Применяются новые символы с переходом от белого к пурпурному цвету.
- В панели Содержание выключите слой Disturbance.crf, чтобы упростить отображение карты.
- Нажмите Ctrl+S, чтобы сохранить проект.
Изучение областей нарушенного леса
Теперь вы просмотрите карту нарушений леса, чтобы лучше понять, какие вырубки и пожары произошли в лесу Западных Каскадов на протяжении рассматриваемых лет.
- Визуально изучите карту Smoother_Disturbance.crf.
Темно-фиолетовые области представляют нарушения, произошедшие в последние годы, а белые или светло-розовые области - нарушения, произошедшие в более ранние периоды. Большинство из них возникло в результате лесозаготовительных работ, которые начались в центре региона и со временем расширились в северном и южном направлениях. Лесозаготовки на больших территориях на востоке и западе этого региона не велись.
Вы сравните эти результаты с границами охраняемых лесных территорий, находящихся в ведении федерального правительства и правительства штата.
- В панели Содержание включите слой Forest_management_boundaries.
Вы можете видеть, что участки, на которых не ведется лесозаготовка, являются лесами, находящимися под охраной государства.
- На ленте во вкладке Карта в группе Навигация нажмите стрелку ниспадающего списка инструмента Исследовать и выберите Верхний слой.
Это гарантирует, что вы будете отображать информативные всплывающие окна только для самого верхнего слоя, указанного на панели Содержание, то есть Forest_management_boundaries.
- На карте щелкните некоторые из этих охраняемых лесных территорий, чтобы отобразить всплывающее окно и получить дополнительную информацию. Например, большой лесной массив на востоке - это национальный парк.
Вы исследуете этот национальный парк более внимательно.
- На ленте во вкладке Карта в группе Навигация щелкните Закладки и выберите State_park.
Вы можете видеть, что некоторые пикселы в центре национального парка обозначены темно-фиолетовым цветом, что указывает на то, что здесь в последние годы произошли нарушения.
Может быть, дело в незаконных вырубках в охраняемом лесу? Вы узнаете больше об этом конкретном событии.
- На ленте во вкладке Карта в группе Навигация щелкните стрелку Исследовать и выберите Видимые слои.
Это гарантирует, что во всплывающих окнах будет отображаться информация обо всех отображаемых слоях, а не только о верхнем слое в панели Содержание.
- Щелкните область нарушения, чтобы отобразить всплывающее окно.
Во всплывающем окне под Smoother_Disturbance.crf вы можете увидеть, что нарушение произошло в 2017 году.
- Закройте всплывающее окно.
Вы просмотрите изображения, соответствующие этой области, показав карты рядом, текущую карту с одной стороны и простой вид изображений с другой стороны.
- На ленте, на вкладке Вид в группе Окна щелкните Панель Каталог.
Появится панель Каталог.
- В панели Каталог разверните раздел Карты. Щелкните правой кнопкой Source_Images и выберите Открыть.
Появится карта Source_Images, содержащая WestCascade.crf, исходный многомерный растр изображения.
- Перетащите вкладку Source_Images, чтобы переместить карту, и закрепите ее рядом с картой DisturbanceAnalysis.
Вы свяжете две карты так, чтобы они отображали одинаковый экстент.
- На ленте во вкладке Вид в группе Связь щелкните стрелку ниспадающего меню Связать виды и выберите Центрировать и масштабировать.
- Увеличьте масштаб и переместите карту так, чтобы лучше рассмотреть нарушенный участок национального парка.
Две карты обновляются синхронно. Вы увидите изображение для даты вскоре после события нарушения.
- Щелкните вкладку карты Source_Images, чтобы сделать ее активной.
- В панели Содержание выберите WestCascade.crf.
- На ленте на вкладке Многомерные для StdTime выберите временной срез 2018-07-17.
На снимке видно, что эта область не выглядит лишенной растительности, а скорее коричневатой. Это признак того, что деревья не вырубались, но, возможно, пострадали от пожара.
Далее вы просмотрите, как некоторые давние или недавние события нарушений отображаются на самых последних изображениях.
- На ленте во вкладке Карта щелкните Закладки и выберите Linked_view.
- Убедитесь, что вкладка карты Source_Images активна. На ленте во вкладке Многомерные для StdTime выберите самый последний временной срез 2020-08-23.
На связанных картах вы можете наблюдать следующее:
- (1) Многие из самых старых зон нарушений (белые или светло-розовые) теперь заполнены полностью выросшими деревьями, потому что лес полностью восстановился.
- (2) На изображении можно увидеть, что там, где нарушения произошли несколько лет назад (средний фиолетовый цвет), молодые деревья только подрастают.
- (3) Для самых последних нарушений (темно-фиолетовый) на изображениях все еще видна в основном голая земля.
По желанию вы можете исследовать другие области.
- Когда вы закончите исследование, закройте карту Source_Images.
- На ленте во вкладке Вид нажмите кнопку Связать виды, чтобы отключить режим связывания.
- Нажмите Ctrl+S, чтобы сохранить проект.
Создать карту восстановления леса
Лес - это динамическая система, включающая в себя циклы процессов нарушения и восстановления. Например, вырубают деревья для заготовки древесины и высаживают новые деревья. Процесс восстановления обычно намного медленнее, чем событие нарушения. Чтобы оценить продолжительность процесса восстановления, когда повторно пересаженные деревья вырастут до зрелого возраста, вы можете снова использовать инструмент Выявить изменения, используя анализ изменений. На этот раз вы извлечете даты начала и окончания периодов изменения, когда значения NBR увеличились. Затем вы рассчитаете количество лет между датами начала и окончания. Входными данными снова будет растр анализа изменений, WestCascade_change_analysis.crf, а рабочий процесс будет включать следующие шаги:
- Найдите период изменения, отражающий изменения от состояния отсутствия здоровых деревьев до состояния восстановленного леса, и извлеките дату начала изменения (с помощью инструмента Определить изменения, используя анализ изменений).
- Найдите тот же период изменения и извлеките дату окончания изменения (с помощью инструмента Определить изменения, используя анализ изменений).
- Вычислите разницу между двумя датами, то есть количество дней восстановления.
- Преобразуйте количество дней в количество лет, разделив на 365,25.
Вы можете выполнить каждый из этих шагов вручную, но вы сэкономите время, запустив весь рабочий процесс как модель геообработки:
Сначала вы откроете новую карту.
- В панели Каталог разверните раздел Карты. Щелкните правой кнопкой мыши RecoveryAnalysis и выберите Открыть.
Появится новая карта. Далее вы откроете модель геообработки.
- В панели Каталог разверните раздел Наборы инструментов и набор инструментов Forest_Disturbance_Analysis.tbx. Щелкните правой кнопкой мыши Calculate Recovery Duration и выберите Открыть.
- В панели Calculate Recovery Duration установите следующие параметры:
- Для Input Change Analysis Raster нажмите кнопку обзора. В окне Входной растр анализа изменений откройте Папки, выберите WestCascade_change_analysis.crf и нажмите ОК.
- Для Output Recovery Raster введите Recovery_years.crf.
- Щелкните Запустить.
Через несколько секунд выходной растр будет добавлен на карту. Это одноканальный растр, где значения пикселов - это количество лет восстановления.
- На карте просмотрите слой Recovery_years.crf вместе с легендой в панели Содержание.
Как видите, на восстановление многих вырубленных территорий ушло от 11 до 15 лет. Вы рассмотрите одно место более подробно.
- На ленте во вкладке Карта щелкните Закладки и выберите Recovery_years.
Вы можете видеть, что на восстановление большой вырубки слева ушло 11-15 лет.
Далее вы сравните данные с базовой картой World Imagery, используя инструмент Спрятать. Эта базовая карта состоит из самых последних изображений.
- Убедитесь, что в панели Содержание выбран слой Recovery_years.crf.
- На ленте на вкладе Растровый слой в группе Сравнить щелкните Спрятать.
Примечание:
Инструмент Спрятать - альтернатива параллельному сравнению, которое вы делали ранее в этом руководстве.
- На карте перетащите указатель инструмента Спрятать сверху вниз, чтобы убрать слой Recovery_years.crf и сравнить его с базовой картой World Imagery.
На базовой карте вы можете увидеть, что та же самая территория выглядит как лес, формирующийся из растущих деревьев, которые еще не достигли полной зрелости.
В правой части карты вы можете увидеть, как некоторые области с более коротким временем восстановления (белые или сиреневые) соответствуют недавним нарушениям, и здесь лес все еще находится в начале процесса восстановления. На базовой карте соответствующая земля выглядит голой или слегка заросшей растительностью.
- После того, как вы завершите изучение, на вкладке Карта на ленте в группе Навигация щелкните кнопку Исследовать, чтобы выйти из режима Спрятать.
- Нажмите Ctrl+S, чтобы сохранить проект.
В этом модуле вы создали растр анализа изменений. Затем вы создали карту нарушений леса, чтобы идентифицировать такие события, как лесозаготовки и пожары, на протяжении всего периода изучения леса. Наконец, вы создали карту восстановления леса, чтобы оценить, сколько времени потребовалось, чтобы нарушенные участки вернулись к состоянию зрелого леса.
Классификация изменений лесного покрова
Чтобы получить более полное представление о том, как изменился лесной покров региона Западные Каскады, вы создадите карту классификации лесов для каждого временного среза. В процессе классификации каждому пикселу будет присвоен один из следующих трех классов:
- Здоровый лес
- Нарушен
- Восстановлен
Классификация временного ряда изображений влечет за собой классификацию каждого пиксела в каждом временном срезе. Вместо классификации временного ряда исходного изображения WestCascade.crf вы будете классифицировать производный растр анализа изменений, WestCascade_change_analysis.crf, который вы создали ранее в этом руководстве. Для определения текущего состояния леса инструмент классификации будет использовать информацию, хранящуюся во всех каналах растра анализа изменений, включая Fitted_Value, Slope, Intercept и Change_Magnitude. Рабочий процесс классификации временных рядов очень похож на классификацию одного изображения. Единственное отличие состоит в том, что каждая обучающая выборка должна быть создана для определенного временного среза и должна быть отмечена датой временного среза.
Примечание:
Чтобы узнать больше о классификации одного изображения, см. руководство Вычисление водонепроницаемых поверхностей по спектрозональным снимкам.
Вот рабочий процесс классификации, которому вы будете следовать:
- Загрузите схему классификации.
- Соберите обучающие выборки с помощью инструмента, поддерживающего время, Менеджер обучающей выборки.
- Выберите классификатор и обучите его на обучающих выборках. В этом руководстве вы будете использовать классификатор произвольных деревьев.
- Классифицируйте временные ряды с помощью обученного классификатора.
- Наконец, вы создадите диаграмму, чтобы отобразить итоговую информацию результатов классификации.
Изучение растра анализа изменений
Чтобы лучше понять процесс классификации, вы начнете с изучения каналов растра анализа изменений с символами RGB. Но сначала вы создадите новую карту.
- Внизу панели Геообработка щелкните вкладку Каталог, чтобы вернуться к панели Каталог.
- В панели Каталог разверните раздел Карты. Щелкните правой кнопкой мыши карту Классификация и выберите Открыть.
- На панели Каталог разверните Папки и Forest_Disturbance_Analysis. Щелкните правой кнопкой мыши WestCascade_change_analysis.crf и выберите Добавить к текущей карте.
По умолчанию первый временной срез (1984-06-30) отображается символами по умолчанию. Далее вы измените отображаемый временной срез и символы.
- Убедитесь, что в панели Содержание выбран слой WestCascade_change_analysis.crf.
- На ленте во вкладке Многомерные для StdTime выберите временной срез 1987-06-30.
Этот временной срез подходит для наблюдения.
- В панели Содержание щелкните символ WestCascade_change_analysis.crf, чтобы открыть вкладку Символы.
- На вкладке Символы задайте следующие параметры:
- Для Основные символы выберите RGB.
- Для Красный выберите Band_1_Slope.
- Для Зеленый выберите значение Band_1_Fitted_Value.
- Для Синий выберите Band_1_Change_Magnitude.
Карта обновится. Символы RGB комбинируют три выбранных канала как одно составное изображение красного, зеленого и синего цветов. Этот способ позволяет определить, как различные значения Slope, Fitted_Value и Change_Magnitude могут указывать на различные состояния леса.
- На ленте во вкладке Карта щелкните Закладки и выберите RGB_details.
- Обратите внимание на цветные области на карте.
В зависимости от значений трех каналов цвет различных областей варьируется от ярко-зеленого до ярко-розового и до темно-зеленого или других цветов. Ниже приведены примеры того, что эти цвета означают, обращая особое внимание на роли, которую играют значения каналов NBR Fitted_Value (зеленый канал) и Slope (красный канал).
- (1) Здоровый зрелый лес — светло-зеленоватый: большое значение Fitted_Value и значение Slope, указывающее на плоскость (близкое к 0), означает, что территория покрыта устойчивым здоровым лесом.
- (2) Здоровый зрелый лес, но скоро будет использован для заготовок древесины — ярко-зеленый: большое значение Fitted_Value и большое отрицательное значение Slope означает, что это участок здорового леса, который будет использоваться для лесозаготовок в следующие срезы времени.
- (3) Нарушенный — темно-зеленый или почти черный: значение Fitted_Value от среднего до очень низкого и большое отрицательное значение Slope означает, что это нарушенная область, где деревья находятся в процессе вырубки.
- (4) Нарушенный, но скоро восстановится — ярко-розовый: очень низкое значение Fitted_Value и большое положительное значение Slope означает, что это нарушенная область, которая в последствии будет засажена деревьями и начнет восстанавливаться в следующие срезы времени.
- (5) Восстановленный — светло-розовый: среднее значение Fitted_Value и положительное значение Slope означает, что это область, которая в настоящее время восстанавливается, где молодые деревья вырастают в зрелые.
- В панели Содержание щелкните правой кнопкой мыши файл WestCascade_change_analysis.crf и выберите Приблизить к слою, чтобы вернуться к полному экстенту.
Процесс классификации будет использовать информацию, хранящуюся в каналах Fitted_Value, Slope и других, чтобы решить, как классифицировать каждый пиксел.
Изучение файла схемы классификации
Теперь, когда вы лучше понимаете то, как процесс классификации будет использовать информацию из каналов, вы начнете рабочий процесс классификации, загрузив схему классификации с помощью Менеджера обучающей выборки.
Примечание:
В этом руководстве для вас подготовлен файл схемы классификации. Чтобы создать свой собственный файл схемы, обратитесь к документации Менеджер обучающих выборок.
- Убедитесь, что в панели Содержание выбран слой WestCascade_change_analysis.crf.
- На ленте во вкладке Изображения в группе Классификация изображений щелкните Инструменты классификации и выберите Менеджер обучающих выборок.
Появится панель Классификация изображений, отображающая схему по умолчанию. Вы загрузите схему для этого руководства.
- В панели Классификация изображений щелкните Схема классификации.
- В окне Загрузить схему разверните Папки > Forest_Disturbance_Analysis > InputData, выберите WestCascadeForestTypes.ecs и нажмите ОК.
Появится схема с тремя целевыми классами.
- Обратите внимание на три перечисленных класса и убедитесь, что они соответствуют трем типам состояния леса, рассмотренным ранее.
Просмотрите и соберите обучающие выборки
Теперь вы соберете обучающие выборки для классификации изображений. Сначала вы измените символы слоя WestCascade_change_analysis.crf, чтобы упростить идентификацию местоположений хороших выборок.
- На панели Содержание щелкните символ WestCascade_change_analysis.crf, чтобы открыть панель Символы.
- На вкладке Символы задайте следующие параметры:
- Для Основные символы выберите Растяжка.
- Для Канал выберите значение Band_1_Fitted_Value.
- Для Цветовая схема выберите цветовую шкалу Оттенки зеленого (плавный переход).
- Для Типа растяжки выберите Стандартное отклонение.
Карта обновляется, чтобы отобразить подогнанные значения NBR от белого цвета (самое низкое значение) до ярко-зеленого (самое высокое значение).
Вы должны собрать выборки, иллюстрирующие все три целевых класса, взяв примеры в разных временных срезах. Первая выборка, которую вы создадите, будет во временном срезе 1984-06-30 и будет иметь тип Здоровый лес.
- Убедитесь, что в панели Содержание выбран WestCascade_change_analysis.crf.
- На ленте на вкладке Многомерный для StdTime выберите временной срез 1984-06-30.
- В панели Классификация изображений щелкните класс Здоровый лес, чтобы выбрать его, и нажмите инструмент Полигон.
- На карте определите участок здорового леса (ярко-зеленый), увеличьте масштаб и начните оцифровывать полигон на этом участке. Щелкайте точки, которые будут образовывать вершины полигона, и дважды щелкните последнюю точку, чтобы завершить полигон.
Примечание:
Чтобы лучше идентифицировать местоположения выборок, вы можете в качестве дополнения к виду подогнанных значений просмотреть тот же временной срез исходного изображения WestCascade.crf.
На панели Классификация изображений в список выборок добавляется обучающая выборка. Приводится имя класса и временной срез, в котором была собрана выборка.
Теперь вы создадите обучающую выборку Нарушен во временном срезе 1992-06-30.
- На ленте на вкладке Многомерные для StdTime выберите временной срез 1992-06-30.
Примечание:
Если вам нужно переместиться в другое местоположение, отображающее нарушенный лесной покров, удерживая нажатой клавишу C, перемещайте и масштабируйте изображение с помощью мыши.
- В панели Классификация изображений щелкните класс Нарушен, чтобы его выбрать, и нажмите инструмент Полигон. На карте найдите участок нарушенного леса (белые тона) и очертите полигон.
Вторая обучающая выборка добавляется в список.
Примечание:
В реальном рабочем процессе вы продолжили бы создавать обучающие выборки из разных временных срезов, чтобы накопить достаточное количество примеров для всех трех классов. Однако чтобы сэкономить время в этом руководстве, вы будете использовать набор обучающих выборок, которые были заранее подготовлены для вас.
Вы просмотрите готовый набор обучающих выборок.
- В панели Классификация изображений на панели инструментов над списком обучающих выборок щелкните Загрузить обучающую выборку.
- В окне Обучающие выборки разверните Папки > Forest_Disturbance_Analysis > InputData. Выберите WestCascade_training_samples.shp и нажмите ОК.
Готовые обучающие выборки появятся на панели.
Набор содержит около 80 выборок, каждый из которых имеет имя класса и дату временного среза.
- Дважды щелкните левую часть обучающей выборки в списке.
На карте появляется соответствующий полигон, отображаемый в правильном временном срезе.
- При желании используйте тот же метод для визуализации нескольких других образцов.
- Закройте панель Классификация изображений. Когда появится предупреждение с вопросом, хотите ли вы сохранить изменения, выберите Нет, так как вам не нужно вносить какие-либо изменения в этот набор обучающих выборок.
- В панели Содержание щелкните правой кнопкой мыши файл WestCascade_change_analysis.crf и выберите Приблизить к слою, чтобы вернуться к полному экстенту.
Примечание:
Набор обучающих выборок был собран из растра анализа изменений, сгенерированного с точно такими же параметрами, как у вас. Использование другого растра анализа изменений, например, растра, созданного с другим значением параметра Дата привязки, неприменимо.
Выполнение классификации
В этом разделе вы обучите классификатор, используя обучающие выборки, и примените его к временным рядам, чтобы классифицировать каждый пиксел каждого временного среза. Сначала вы будете использовать инструмент Обучающий классификатор произвольных деревьев.
- На панели Геообработка щелкните кнопку Назад.
- Найдите и откройте инструмент Обучающий классификатор произвольных деревьев.
- Задайте следующие параметры инструмента.
- Для Входной растр выберите WestCascade_change_analysis.crf
- Для параметра Входной файл обучающей выборки щелкните кнопку Обзор. В окне Входной файл обучающей выборки разверните Папки > Forest_Disturbance_Analysis > InputData, выберите WestCascade_training_samples.shp и нажмите ОК.
- Для Поле значения измерения выберите StdTime.
- Для Выходной файл определения классификатора введите WestCascade_trained_classifier.ecd.
- Щелкните Запустить.
Инструмент создает файл определения классификации Esri (.ecd), который содержит статистику и классификационную информацию для каждого класса. Далее вы будете использовать этот обученный классификатор для классификации всего временного ряда с помощью инструмента Классифицировать растр.
- На панели Геообработка щелкните кнопку Назад.
- Найдите и откройте инструмент Классифицировать растр.
- Задайте следующие параметры инструмента:
- Для Входной растр выберите WestCascade_change_analysis.crf
- Для Входной файл определения классификатора нажмите кнопку Обзор. В окне Входной файл определения классификатора разверните Папки и Forest_disturbance_analysis, выберите WestCascade_trained_classifier.ecd и нажмите ОК.
- Для Выходной классифицированный растр введите WestCascade_classification.crf.
- Щелкните Запустить.
Используя информацию, содержащуюся в обученном классификаторе, инструмент классифицирует каждый пиксел каждого временного среза растра анализа изменений в один из трех целевых классов.
Появится выходной многомерный растр CRF. Это временной ряд, в котором каждый временной срез состоит из одноканального растра, содержащего значения классификации. По умолчанию отображается срез времени 1984-06-30.
Основываясь на легенде, вы можете увидеть следующее:
- Участки темно-зеленого цвета классифицируются как Здоровый лес.
- Области ярко-розового цвета классифицируются как Нарушен.
- Области, выделенные светло-зеленым цветом, классифицируются как Восстановлен.
- На ленте во вкладке Многомерные в группе Срез текущего отображения нажмите Воспроизвести разрезы по StdTime, чтобы анимировать временные ряды и посмотреть, как лес изменился с течением времени.
Вы можете проследить, как участки здорового леса становятся ареалами нарушенного леса, а затем восстанавливаются.
- Когда вы закончите просмотр анимации, снова нажмите Воспроизвести разрезы по StdTime, чтобы остановить ее.
Далее с помощью инструмента Суммировать категорийный растр вы вычислите суммарную статистику для трех классов в каждом временном срезе. Инструмент подсчитает количество пикселов, присвоенных каждому классу.
- В инструменте Геообработки нажмите кнопку Назад.
- Найдите и откройте инструмент Суммировать категорийный растр.
- Задайте следующие параметры инструмента:
- Для Входной категорийный растр выберите WestCascade_classification.crf.
- Для поля Выходная суммарная таблица введите Forest_types_table.
- Щелкните Запустить.
В панели Содержание в разделе Автономные таблицы отображается выходная таблица. Далее вы создадите линейчатую диаграмму для отображения информации, содержащейся в таблице, сосредоточив внимание на классах Disturbance и Slow_Recovery.
- В панели Содержание щелкните правой кнопкой Forest_types_table, нажмите Создать диаграмму и затем Столбчатая диаграмма.
Откроется панель Свойства диаграммы и пустая панель диаграммы.
- В панели Свойства диаграммы задайте следующие параметры:
- Для Категория или дата выберите StdTime.
- Для Агрегирование выберите Сумма.
- Для Числовые поля щелкните кнопку Выбрать. Отметьте Disturbance и Recovery и нажмите Применить.
Появится диаграмма. Вы отформатируете ее и добавите надписи для оптимизации отображения.
- На панели Свойства диаграммы перейдите на вкладку Серии.
Вы измените цветовые символы, чтобы они соответствовала карте классификации.
- В списке полей щелкните каждый Символ и выберите следующие цвета:
- Для строки Disturbance выберите ярко-розовый цвет, например Розовый пион.
- Для строки Recovery выберите ярко-зеленый цвет, например Светлое яблоко.
- На панели Свойства диаграммы щелкните вкладку Общие и задайте следующие параметры:
- Для Название диаграммы введите Классификация лесов (1984-2020).
- В параметре Заголовок по оси X введите Год.
- Для Заголовок по оси Y введите Число пикселов.
Диаграмма обновится.
На этой диаграмме показаны тенденции динамики лесов за 35 лет. Она дает представление о балансе между нарушением и восстановлением лесной экосистемы. Очевидной тенденцией является взаимодополняющий характер динамики лесов; когда восстановление лесов высоко, нарушение лесов небольшое, и наоборот. Например, в 10-летнем интервале между 1992 и 2002 годами график показывает обратную зависимость, при которой восстановление лесов было высоким, а нарушения леса были относительно небольшими. В интервалах 1985-1990 годов и 2014-2020 годов нарушения увеличились по сравнению с восстановлением из-за заготовки древесины, что подтверждается снимками за эти годы.
- Нажмите Ctrl+S, чтобы сохранить свой проект.
Анализ изменений лесного покрова имеет решающее значение для оценки состояния лесов и биоразнообразия, а также для поддержки лесопользования, управления лесозаготовками, мониторинга потенциальной незаконной лесозаготовительной деятельности и многого другого. Решение этих задач требует мониторинга больших территорий с частыми интервалами времени и за разумную плату. LandTrendr - это эффективный инструмент картографирования для обнаружения и мониторинга ареалов нарушения и восстановления лесов. Он использует временные ряды изображений Landsat для автоматического обнаружения пространственных изменений в лесном покрове.
В этом уроке вы использовали Анализатор изменения пикселов временных рядов для интерактивного изучения изменений лесного покрова. Затем вы использовали инструменты Анализ изменений с помощью LandTrendr и Определить изменения, используя растр анализа изменений для создания карт, выявляющих закономерности и тенденции в нарушении и процессе восстановления лесов на протяжении многих лет. Наконец, вы классифицировали растр анализа изменений на три класса, используя классификатор произвольных деревьев, и создали диаграмму, показывающую тенденции в динамике лесов за 35-летний период.
Больше подобных руководств вы можете найти в сборнике руководств Данные дистанционного зондирования и изображения.
