Analytical review of European projects LUCAS and CORINE for monitoring and validation of land cover and landuse on the basis of satellite and ground observations and experience of land cover mapping in Ukraine

  • Yarema Zielyk Space Research Institute NAS of Ukraine, SSA of Ukraine, Kyiv, Ukraine
  • Nataliia Kussul Space Research Institute NAS of Ukraine, SSA of Ukraine, Kyiv, Ukraine
  • Andrii Shelestov Space Research Institute NAS of Ukraine, SSA of Ukraine, Kyiv, Ukraine
  • Bogdan Yailymov Space Research Institute NAS of Ukraine, SSA of Ukraine, Kyiv, Ukraine
Keywords: CORINE, LUCAS, Land Cover, Land Use, insitu data, ground based observations, satellite imagery, mapping, monitoring, validation, neural network classification methods, satellite data fusion methods

Abstract

Analytical review of the European project CORINE (Coordination of Information on the Environment) Land Cover (CLC) and LUCAS (Land Use/Cover Area Frame Statistical Survey) and their use for the monitoring and validation of land cover and land use is fulfilled. The experience of land cover mapping in Ukraine on the basis of developed in the Space Research Institute of NAS of Ukraine and SSA of Ukraine neural network classification methods, heterogeneous satellite data fusion methods and implementation of appropriate automated information technologies within the SIGMA and Sen2Agri European projects are considered.

References

Багатоспектральні методи дистанційного зондування Землі в задачах природокористування / за ред. В. І. Лялька та М. О. Попова. — К.: Наукова думка, 2006. — 360 с.

Зєлик Я. І. Досвід використання європейських проектів CORINE і LUCAS для моніторингу та валідації земного покриву і землекористування на основі супутникових та наземних спостережень / Я. І. Зєлик, Н. М. Куссуль, А. Ю. Шелестов // Аерокосмічні спостереження в інтересах сталого розвитку та безпеки. Матеріали доповідей п’ятої Міжнародної конференції “GEOUA” (Україна, Київ, 10–14 жовтня 2016 р.). — Київ, ІКД НАН України та ДКА України, 2016. — С. 24–27.

LUCAS Land Use/Cover Area Frame Statistical Survey. Technical Document No. 1: Sampling plan. (version 2.4) / J. Avikainen, J. Delincé , W. Crow, W. Kayadjanian, M. Bettio, A. Mariano. EUROSTAT/LAND/LUCAS1.

LUCAS Land Use/=Cover Area Frame Statistical Survey. Technical Document No. 2: The Nomenclature. (version 1.5) / C. Duhamel, G. Eiden, D. Aifantopoulou, W. Crow. EUROSTAT/LAND/LUCAS2.

Bakan G. M. Fuzzy ellipsoidal filtering algorithm of static object state / G.M. Bakan, N.N. Kussul // Problemy Upravleniya I Informatiki (Avtomatika). — 1996. — No 5. — Р. 77–92.

CLC2006 technical guidelines. Technical report No 17/ 2007 [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.eea.europa.eu/publications/technical_report_2007_17 (30.12.2016). — Назва з екрану.

Climate Action [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://ec.europa.eu/clima/aboutus/mission/index_en.htm (30.12.2016). — Назва з екрану.

Contingency table // Wikipedia [Електронний ресурс]. — Режим доступу: https://en.wikipedia.org/wiki/Contingency_table (30.12.2016). — Назва з екрану.

Copernicus Land Monitoring Services. CLC 2012 (V 18.5.1) Final product with partial validation [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://land.copernicus.eu/paneuropean/corinelandcover/clc2012/view (30.12.016) — Назва з екрану.

Copernicus Land Monitoring Services. CORINE Land Cover. Web source: http://land.copernicus.eu/paneuropean/corinelandcover (30.12.2016). — Назва з екрану.

Copernicus Land Monitoring Services. LUCAS 20012009 [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://land.copernicus.eu/insitu/lucas/lucas20012009/view(30.12.2016). — Назва з екрану.

Copernicus. Europe’s Eyes of Earth. Data Access. Web source: http://www.copernicus.eu/main/dataaccess(30.12.2016). — Назва з екрану.

CORINE Land Cover (land_cover.pdf) [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.eea.europa.eu/publications/COR0landcover (30.12.2016). — Назва з екрану.

Corine Land Cover [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.eea.europa.eu/publications/COR0landcover (30.12.2016). — Назва з екрану.

CORINE Land Cover [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.epa.ie/soilandbiodiversity/soils/land/corine (30.12.2016). — Назва з екрану.

CORINE Land Cover Nomenclature [Електронний ресурс]. — Режим доступу: www.geoinfo.amu.edu.pl/geoinf/m/CORINE.doc (30.12.2016). — Назва з екрану.

CORINE Land Cover Technical Guide Addendum 2000. Technical report No 40/2000 [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.eea.europa.eu/publications/tech40add (30.12.2016). — Назва з екрану.

CORINE Land Cover. Dataset Access [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.epa.ie/soilandbiodiversity/soils/land/corine/datasets (30.12.2016). — Назва з екрану.

CORINE Reports. Related content [Електронний ресурс]. — ежим доступу: http://www.eea.europa.eu/publications/COR0 (30.12.2016). — Назва з екрану.

Creation of a Calibration Test Site of Subsatellite Support / Yа. I. Zyelyk, V. A. Yatsenko, V. E. Nabivach, O. V. Semeniv, L. V. Pidgorodetska // Journal of Automation and Information Sciences. — Begell House, 2013. — V. 45. — I. 12. — P. 48–65.

Crop area estimation in Ukraine using satellite data within the MARS project 2012 / N. Kussul, S. Skakun, A. Shelestov, O. Kravchenko, J. F. Gallego, O. Kussul // IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS). — 2012. — P. 3756–3759. — DOI:10.1109/IGARSS.2012.6350500.

DirectorateGeneral for Agriculture and Rural Development [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://ec.europa.eu/dgs/agriculture (30.12.2016). — Назваз екрану.

Efficiency Assessment of Multitemporal CBand Radarsat 2 Intensity and Landsat8 Surface Reflectance Satellite Imagery for Crop Classification in Ukraine / S. Skakun, N. Kussul, A. Y. Shelestov, M. Lavreniuk and O. Kussul // IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. — Aug. 2016. — Vol. 9, No. 8. — P. 3712–3719. — DOI: 10.1109/JSTARS.2015.2454297.

Enterprise and Industry [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://ec.europa.eu/enterprise/index_en.htm(30.12.2016). — Назва з екрану.

Environment Directorate General [Електронний ресурс].— Режим доступу: http://ec.europa.eu/dgs/environment (30.12.2016). — Назва з екрану.

European Environment Agency [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.eea.europa.eu (30.12.2016). — Назва з екрану.

Eurostat Statistics Explained. Glossary. [Електронний ресурс]. (Search: Land cover; Land use; Landscape et al.). Режим доступу: http://ec.europa.eu/eurostat/statisticsexplained/index.php/glossary (30.12.2016). — Назва з екрану.

Eurostat Statistics Explained. Glossary: Canopy cover [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://ec.europa.eu/eurostat/statisticsexplained/index.php/Glossary:Canopy_cover (30.12.2016). — Назва з екрану.

J. Gallego. Fine scale profile of CORINE Land Cover classes with LUCAS data. Joint Research Centre, Institute for Environment and Sustainability JRC, I21023 Ispra (Varese), Italy [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://agrienv.jrc.ec.europa.eu/publications/pdfs/LUCAS_CORINE.pdf (30.12.2016). — Назва з екрану.

Kussul N. Technologies for Satellite Data Processing and Management Within International Disaster Monitoring Projects / N. Kussul, A. Shelestov, S. Skakun // In. Grid and Cloud Database Management Grid — Fiore, S.; Aloisio, G. (Eds.). — 2011, Springer — Р. 279–306.

Land Cover/Use Statistics (LUCAS). Methodology. Web source: http://ec.europa.eu/eurostat/web/lucas/methodology (30.12.2016). — Назва з екрану.

Land Cover/Use Statistics (LUCAS). UseCases [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://ec.europa.eu/eurostat/web/lucas/publications/usecases(30.12.2016). — Назва з екрану.

Land Cover/Use Statistics. Database [Електронний ресурс].— Режим доступу: http://ec.europa.eu/eurostat/web/lucas/data/database (30.12.2016). — Назва з екрану.

LargeScale Classification of Land Cover Using Retro spective Satellite Data / M. S. Lavreniuk, S. V. Skakun, A. Ju. Shelestov, B.Ya. Yalimov, S. L. Yanchevskii, D. Ju. Yaschuk and A. M. Kosteckiy // Cybernetics and Systems Analysis. — 2016. — Vol 52, No 1. — P. 127–138. — DOI: 10.1007/s1055901698074.

LUCAS — Land use and Land cover survey [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://ec.europa.eu/eurostat/statisticsexplained/index.php/LUCAS__Land_use_and_land_cover_survey (30.12.2016). — Назва з екрану.

LUCAS 2015 (Land Use / Cover Area Frame Survey). Technical reference document C3. Classification (Land Use & Land Cover). — Eurostat Technical Documents. — 2015.— 93 p.

LUCAS 2016 (Land Use / Cover Area Frame Survey). Technical reference document. Lucas grid record descriptor. — Eurostat Technical Documents. — 2016. — 8 p.

LUCAS 2018 (Land Use / Cover Area Frame Survey). Technical reference document S1. Stratification Guidelines. — Eurostat Technical Documents. — 2015. — 35 p.

LUCAS and CORINE Land Cover / George Büttner and Beatrice Eiselt. 16/05/2013 [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://ec.europa.eu/eurostat/documents/205002/274769/LUCAS_UseCaseCLC.pdf (30.12.2016).— Назва з екрану.

LUCAS Data [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://ec.europa.eu/eurosta/web/lucas/data (30.12.2016).— Назва з екрану.

LUCAS Grid [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://ec.europa.eu/eurostat/web/lucas/data/lucasgrid (30.12.2016). — Назва з екрану.

LUCAS Interactive Viewer. Web source http://ec.europa.eu/eurostat/statisticalatlas/gis/viewer (30.12.2016). — Назваз екрану.

LUCAS Primary Data [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://ec.europa.eu/eurostat/web/lucas/data/primarydata/2012 (30.12.2016). — Назва з екрану.

LUCAS, 2009. Land Use and Cover Area frame Survey [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://ec.europa.eu/eurostat/documents/205002/208938/LUCAS2009_C1Instructions_Revised20130925.pdf (30.12.2016). — Назваз екрану.

Maucha G. Validation of the European CORINE Land Cover 2000 database / G. Maucha, G. Büttner. Global Develo pments in Environmental Earth Observation from Space, Proceedings of 25th EARSeL Symposium, Porto, Portugal, 6–9 June 2005 pp. 449–457, Millpress, 2006.

Method of hyperspectral satellite image classification under contaminated training samples based on Dempster-Shafer’s paradigm/ M. A. Popov, S. I. Alpert, V. N. Podorvan, M.V. Topolnytskyi, S. I. Mieshkov // Central European Researchers Journal. — 2015. — Vol. 1. — No.1. — P. 8697.

Parcel based classification for agricultural mapping and monitoring using multitemporal satellite image sequences / N. Kussul, G. Lemoine, J. Gallego, S. Skakun, M. Lavreniuk // The International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS ), 2015 IEEE International. — 2015. — P. 165–168. — DOI: 10.1109/IGARSS.2015.7325725.

Parcelbased Crop Classification in Ukraine Using Landsat 8 Data and Sentinel1A Data / N. Kussul, G. Lemoine, J. Gallego, S. Skakun, M. Lavreniuk, A.Y. Shelestov // IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. — 2016. — Vol. 9, No. 6. — P. 2500 – 2508. — DOI: 10.1109/JSTARS.2016.2560141.

Regional Retrospective High Resolution Land Cover For Ukraine: Methodology And Results / M. Lavreniuk, N. Kussul, S. Skakun, A. Shelestov, B. Yailymov // International Geoscience and Remote Sensing Symposium 2015 (IGARSS 2015), No 15599383. — P. 39653968. DOI:10.1109/IGARSS.2015.7326693.

Regional scale crop mapping using multitemporal satellite imagery / N. Kussul, S. Skakun, A. Shelestov, M. Lavreniuk, B. Yailymov, O. Kussul // International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing & Spatial Information Sciences. — 2015. — P. 45–52. — DOI:10.5194/isprsarchivesXL7W3452015.

Sentinel2 for Agriculture [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.esasen2agri.org (30.12.2016). — Назва з екрану.

Stimulating Innovation for Global Monitoring of Agriculture. [Електронний ресурс] Режим доступу: http://www.geoglamsigma.info (30.12.2016). — Назва з екрану.

The Common Agricultural Policy after 2013 [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://ec.europa.eu/agriculture/cappost2013 (30.12.2016). — Назва з екрану.

The use of satellite SAR imagery to crop classification in Ukraine within JECAM project / N. Kussul, S. Skakun, A. Shelestov, O. Kussul // IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS). — 2014. — P. 1497–1500.

Water resource quality monitoring using heterogeneous data and highperformance computations / A. N. Kravchenko, N. N. Kussul, E. A. Lupian, V. P. Savorsky, L. Hluchy // Cybernetics and Systems Analysis. — 2008. — Vol. 44, No. 4. — Р. 616624.

Welcome to EPA Geoportal Site [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://gis.epa.ie (30.12.2016). — Назва з екрану.

Zyelyk Yа.I. Information technological support of post launch calibration of optoelectronic monitoring sensors of “Sich” space system // EasternEuropean Journal of Enterprise Technologies. — 2013, v. 5, no. (9(65)). — P. 27–38.

Section
Earth observation data applications: Challenges and tasks