ВВЕДЕНИЕ
В статье обсуждаются результаты кластерного анализа пространственно-временного куба слоев потоков суммарного испарения продукта MOD16ET за период 20003-2017 г., полученных для территории Марксовского района Саратовской области с использованием инструмента Emerging Hot Spot Analysis ПО ГИС ArcGIS 10.8.
Каждый из 15-ти временных слоев потоков ETai этого куба включал 19830 соответствующих записей. Результаты анализа трендов двух полупериодов 2003-2010 г. и 2010-2017 г., представленные в [1], позволили получить два пространственных слоя оценок восходящих и нисходящих трендов для всех 19830 пикселов. Соответствующие паттерны имели достаточно сложный для визуального анализа характер. Результаты количественной интерпретации для каждого слоя в отдельности [2] с использованием инструментов пространственного кластерного анализа Optimized Hot Spot Analysis tool ПО AtcGIS 10.8 позволили выделить ряд областей т.н. Hot & Cold Spot с значимыми отличиями от соседних. Наложение на выделенные кластеры слоя масок наземных объектов круговой формы, идентифицированных по снимкам LandSat в видимом диапазоне, позволил прийти к выводу об удовлетворительном соответствии этих кластеров участкам ведения орошения с использованием дождевальных машин кругового действия. Однако полученных ранее результатов было недостаточно для более детальной дифференциации трендов потоков ETai в течении всего исследованного периода времени, что могло бы составить основу методики идентификации мест расположения дождевальных машин кругового действия, а также характера их функционирования за исследуемый период.

ОБЪЕКТ
В представленном исследовании были использованы ранее полученные с использованием продукта MOD16 ET временные слои пространственных данных потоков суммарного испарения ETai за вегетационный период 2003-2017г. для территории Марксовского района Саратовской области [1]. Этот район расположен на левом берегу р. Волги в зоне сухих степей с каштановыми почвами и континентальным климатом, который характеризуется холодной зимой и жарким летом с периодическими атмосферными и/или почвенными засухами.

МЕТОД
Для пространственно-временного кластерного анализа потоков суммарного испарения за вегетационный период, были использованы геоданные продукта MOD16ET за вегетационные периоды 2003-2017 г. для площадного экстента внутри административных границ Марковского района. Из 15-ти временных слоев суммарного испарения ETai этого экстента был создан пространственно-временной куб потоков, включающий 297450 бин, сформированных 15-тью временными слоями и 19830 пространственно-локализованными столбцами. Для последующего выявления в этом кубе пространственно-временных кластеров был использован инструмент Emerging Hot Spot Analysis ПО Arc GIS 10.8.

РЕЗУЛЬТАТЫ
В результате проведенного пространственно-временного кластерного анализа слоев геоданных потоков ETai для исследованного периода времени 2003-2017 г. с использованием инструмента Emerging Hot Spot Analysis ПО Arc GIS 10.8 был получен картографический слой данных, состоящий из отдельных контуров, характеризующих тренды, содержащихся в них местоположений, ранжированных по 15-ти классам. Это позволило получить значительно более дифференцированную кластеризацию, чем при более ранней кластеризации трендов потоков ETai [2]. При этом основное отличие полученной дифференциации заключалось в оценке характера идентифицированного тренда профиля ETai для каждого из 19830 местоположений.

ОБСУЖДЕНИЕ
Сопоставление границ контуров с высокими значениями ETai с границами контуров, формируемых слоем масок наземных объектов кругообразной формы, идентифицированных по снимкам LandSat в видимом диапазоне, показало хорошее пространственное границ обоих видов контуров. Указанные высокие значения ETai на территории Марксовского района характерны местоположению дождевальных машин кругового действия, которые расположены в зонах обслуживания Приволжской и Комсомольской оросительных систем. Таким образом с помощью проведенного кластерного пространственно-временного анализа удалось продемонстрировать принципиальную возможность идентифицировать по данным космического мониторинга потоков ETai мест ведения орошаемого земледелия, которые в общем случае, не зависят от применяемой технологии орошения. В дополнение к этому внутренняя детализация этих контуров по характеру локальных трендов ETai позволила идентифицировать местоположения, соответствующие 8-ми различным типам соответствующих трендов. В результате анализа местоположений такого рода типов трендов было показано их соответствие введения в производство новых участков орошения, замены дождевальных машин предыдущего поколения на дождевальные машины нового поколения, прекращение применения орошения и др. Таким образом была продемонстрирована принципиальная возможность оценки изменения производственных характеристик ведения орошаемого земледелия.

ВЫВОДЫ
Результаты проведенного пространственно-временного кластерного анализа пространственно-временного куба геоданных потоков ETai за вегетационные периоды 2003-2017 г. позволили верифицировать методику идентификации мест ведения орошаемого земледелия, а также оценки изменения производственных характеристик применяемых технологий, методов и техники.

БЛАГОДАРНОСТИ
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-29-05261 «Картографическое моделирование влагозапасов почвенного покрова на основе комплексной геофизической влагометрии для целей цифрового орошаемого земледелия»