Sentinel-2 Explorer: новый уровень возможностей для наблюдения за Землей

Наступил февраль 2025 года, и мы рады объявить о доступности Sentinel-2 Explorer. Sentinel-2 Explorer пополнил коллекцию приложений для исследования изображений, доступных в ArcGIS Living Atlas of the World. Простые, доступные и содержательные, эти приложения поддерживают нашу миссию по демократизации данных и технологий дистанционного зондирования и вовлечению более широкого сообщества пользователей.

Благодаря мультиспектральному датчику и широкой полосе съемки, миссия Sentinel-2 не только обеспечивает преемственность с аппаратами Landsat, но и расширяет их, предлагая более высокое пространственное разрешение и уникальные спектральные возможности для мониторинга сельского хозяйства и растительности по всему миру.

Благодаря мультиспектральным изображениям Sentinel-2 Level-2A из ArcGIS Living Atlas и ArcGIS Maps SDK для JavaScript, Sentinel-2 Explorer обеспечивает беспрецедентную простоту использования и доступность полного архива научных продуктов Sentinel-2 Level-2A. Будь то обучение нового поколения менеджеров, ученых, влиятельных лиц и лиц, принимающих решения, или помогаете современному сообществу получать полезную информацию, в приложении найдется что-то для каждого, оно расширяет доступ к изображениям Sentinle-2 и способствует инновациям.

В этой статье мы подробно рассмотрим и кратко опишем различные режимы работы Sentinel-2 Explorer, которые служат справочным руководством и обучающей программой для приложения. Наслаждайтесь!

Динамический режим

По умолчанию приложение открывается в динамическом режиме. В этом режиме самые свежие и наиболее свободные от облака сцены из архива Sentinel-2 получают приоритет и динамически объединяются в один слой мозаичного изображения. При панорамировании и масштабировании карта продолжает динамически извлекать и отображать наилучшие доступные сцены. Вы можете выбрать и узнать о множестве интересных локаций по всему миру. Вы также можете выбрать различные спектральные отображения изображений, выделяя различные типы информации.

Найти сцену

Этот режим позволяет выбирать отдельные сцены Sentinel-2 по годам, месяцам и дням. По умолчанию в календаре отображаются доступные сцены за последние 12 месяцев. Доступные сцены также можно отфильтровать по облачности. Сцены, соответствующие вашим критериям, будут включены в календарь, а те, которые соответствуют указанному допустимому значению облачности, будут выделены сплошной заливкой. Наведите указатель мыши на квадрат, чтобы получить информационную подсказку, и щелкните по нему, чтобы загрузить эту сцену в режим просмотра карты. Подробная информация о выбранной сцене представлена на панели Информации о сцене. Функция “Найти место происшествия” используется во всем приложении, упрощая поиск и выбор, когда и где вам это нужно.

Свайп

В режиме «Свайп» вы можете выбрать две сцены для прокрутки и визуально сравнить различия между ними. Обычно выбираются сцены, относящиеся к разным датам, но вы также можете провести пальцем по экрану и сравнить разные рендеры, относящиеся к одной и той же дате, или смешивать и сопоставлять их. Проведите пальцем по экрану - это простой, но очень эффективный способ визуально обнаружить, изучить и проанализировать различия и сходства между двумя изображениями. Ниже приведено сравнение "до" и "после" фрагмента пожара на Камерон-Пик в 2020 году в Колорадо, США. На изображении слева показаны условия, существовавшие до пожара, а на изображении справа - после пожара, где шрамы от ожогов хорошо видны в цвете фуксии на этом коротковолновом инфракрасном спектральном изображении. На изображении справа также видны некоторые очаги активного пожара, выделенные оранжевым цветом.

Анимация

В режиме анимации можно выбрать несколько сцен для создания захватывающей временной анимации. Нажмите «+ Добавить сцену», выберите дату и повторите. Когда вы соберете свою коллекцию изображений, нажмите кнопку воспроизведения, чтобы запустить анимацию. Во время воспроизведения вы можете выбрать частоту кадров и при необходимости экспортировать анимацию в формат MP4 с выбранной вами раскладкой. Анимация ниже была собрана всего за несколько минут и показывает сезонные изменения сельскохозяйственных полей в пустыне недалеко от Тубарджаля, Саудовская Аравия, в течение 2024 года.

Индексная маска

В этом режиме вы можете использовать спектральные индексы, полученные на основе арифметики диапазонов, для измерения относительного количества таких объектов, как вода, влажность и растительность. При перемещении ползунка на экране динамически отображается маска, показывающая области, соответствующие указанным пороговым значениям. В качестве альтернативы маску можно использовать для обрезки изображения и отображения только тех пикселей исходного изображения, которые соответствуют указанным пороговым значениям. В приведенном ниже примере над теми же сельскохозяйственными полями вблизи Тубарджала, Саудовская Аравия, отображаются только пиксели на выбранном изображении со значением NDVI более 0,6 (густая зеленая растительность).

Временной профиль

Используя инструмент "Временной профиль", вы можете определять категориальные тенденции с течением времени, включая влажность, растительность и воду. Если выбрано значение “Ежегодно”, вы можете указать целевой месяц, за который вы хотели бы получать выборку из года в год. Этот параметр лучше всего подходит для определения долгосрочных закономерностей и тенденций. Если выбрано значение “Ежемесячно”, вы указываете целевой год, и будут выбраны все 12 месяцев в течение этого года. Эта опция полезна для просмотра сезонных закономерностей и колебаний в течение года. Здесь мы щелкнули по полю и можем увидеть ежемесячные значения вегетационного индекса (NDVI) на данный момент для выбранного года.

Спектральный профиль

Мультиспектральные снимки позволяют измерить различное количество света, отражаемого различными материалами. Другими словами, их спектральные характеристики. Собирая образцы спектрального отклика для одного и того же типа материала на поверхности Земли, можно получить спектральную характеристику этого материала. С помощью этого инструмента вы можете щелкнуть в любом месте карты, и будет создан спектральный профиль для этой точки. Одновременно мы попытаемся сопоставить выбранную точку с одной из предопределенных спектральных сигнатур, доступных в выпадающем списке. Вы найдете множество правильных совпадений, но также найдете и ложные. Это может быть связано с множеством факторов, включая нашу методологию выборки и некоторые ограничения, присущие данным. Однако это следует воспринимать как возможность представить, что возможно с помощью изображений Sentinel-2.

Обнаружение изменений

В этом режиме вы можете выбрать два изображения и рассчитать разницу между ними. Вы можете создавать маски изменений на основе индексов растительности, воды и влажности. Создание разностных изображений позволяет затем провести дальнейший анализ, например, оценить потери леса и растительности в случае лесного пожара. Используя те же два изображения до и после пожара на Камерон-Пик в приведенном выше примере Swipe, мы можем рассчитать разницу в растительности между изображениями, чтобы создать маску различий. Затем мы можем использовать ползунок порога, чтобы быстро получить приблизительное разграничение и площадь поверхности потери растительности из-за пожара.

Дополнительная информация

Sentinel-2 Explorer: новый vs классическийВсем, кто знаком с классической версией Sentinel-2 Explorer или все еще использует ее, следует знать, что она была переведена на зрелую поддержку и больше не обновляется. Оно все еще будет доступно, чтобы дать время для перехода, но мы настоятельно рекомендуем вам начать использовать новое приложение: https://livingatlas.arcgis.com/sentinel2explorer

Набор приложений для просмотра изображенийSentinel-2 присоединяется к небольшой, но важной коллекции приложений для исследования изображений в Living Atlas.

Совместное использование кода в интересах инноваций весь исходный код этих приложений Living Atlas для обозревателя изображений доступен для всех желающих на GitHub.

Как всегда, большое спасибо талантливой команде, с которой я имею огромное удовольствие работать:

Разработка приложений: Джиннан Чжан UX/UI и картографический дизайн: Джон Нельсон
Архив Sentinel-2 и сервис изображений: Виджай Павар, Абхиджит Доши и Джеймс Силл
DevOps: Шрикумар Шринат