VIII Ogólnopolska konferencja "GIS w Nauce"

Wyznaczenie optymalnej wartości progowej indeksu MNDWI do wyodrębnienia obrysu jezior ze zdjęć satelitarnych Sentinel 2

Agnieszka Wochna

Centrum GIS, Wydział Oceanografii i Geografii, Uniwersytet Gdański

Do wyznaczania obszarów wodnych ze zdjęć satelitarnych wykorzystywane są indeksy uwidaczniające różnice w odpowiedzi spektralnej takich obszarów w kanale widzialnym i kanale podczerwonym. Najczęściej wykorzystywanymi indeksami są NDWI (Normalized Difference Water Index) i MNDWI (Modified Normalized Difference Water Index). Przyjmuje się, że obszary wodne przyjmują dodatnie wartości indeksów a pozostałe typy pokrycia terenu charakteryzują wartości ujemne. Nie zawsze jednak wartość progowa równa 0 jest wystarczająca. Zbyt niskie wartości progowe powodują, że dużo pikseli nie będących wodą mylnie jest do niej klasyfikowana, najczęściej błędy pokrywają obszary zabudowane. Z kolei zbyt wysokie wartości mogą wyeliminować piksele pokrywające wodę o dużej zawartości zawiesiny, bądź też wody w obszarach płytkich.

W pracy podjęto próbę wyodrębnienia obszarów jezior, szukając odpowiedniej wartości progowej indeksu MNDWI, wyliczonego na podstawie zdjęcia satelitarnego Sentinel-2. W tym celu iteracyjnie zmieniając wartości indeksu analizowano, jak zmienia się powierzchnia połączonych komórek rastrowych klasyfikowanych jako woda (jeziora) oraz ile występuje pojedynczych, niewielkich grup komórek rastrowych prawdopodobnie błędnie sklasyfikowanych. Dla wybranych testowych jezior o różnej powierzchni, dla których linia brzegowa sczytana została ręcznie wspomagając się ortofotomapą, sprawdzona została poprawność wyznaczanego obrysu jezior przy różnych wartościach progowych indeksu MNDWI. Analiza obejmuje kilka obszarów testowych pojedynczej sceny z satelity Sentinel pokrywającej część pasa pojezierzy w Polsce. Wyliczenie optymalnej wartości progowej wykonane zostało dla zdjęć satelitarnych w dwóch terminach: kwietniu i sierpniu 2018 roku.