Опыт пятилетнего оперативного мониторинга сельскохозяйственных угодий
Северного Казахстана с помощью спутниковых данных

В Северном Казахстане находится около 10 млн. гектар пашни, которые практически полностью используются под выращивание яровых зерновых культур, пшеницы и ячменя. С 2002 года министерство сельского хозяйства Республики Казахстан использует оперативную спутниковую информацию для контроля над зерновым производством. Оператором работ является институт космических исследований министерства образования и науки РК. В качестве исходной информации выступают данные EOS MODIS (1,2 канал, разрешение 250 м), отчасти NOAA\AVHRR (1-5 каналы, разрешение 1 км) и IRS LISS (2,3 канал, разрешение 23 м). Спутниковые снимки принимаются на собственных станциях приема, EOS MODIS и NOAA\AVHRR в режиме ежедневного мониторинга, IRS LISS отдельными сценами. Ежегодно проводятся два наземных обследования состояния полей, которые необходимы для калибровки спутниковых данных с учетом влияния погодных особенностей года.
Список задач спутникового мониторинга включает оценки: динамики весеннего снеготаяния, с построением карт максимальных весенних запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы; площади ярового сева; площади рисовых посевов; дат ярового сева; площади механических паров, в рамках паро-зернового севооборота; засоренности зерновых посевов; состояния зерновых культур; и прогноз валового сбора зерна и риса месячной заблаговременности. Все задачи заканчиваются построением обзорных карт масштаба 1:1000000 с представлением статистической информации.
Интерес министерства концентрируется на задачах связанных с дотациями сельскохозяйственных производителей, страхованием посевов и базовыми параметрами зернового производства – основного экспортного сельскохозяйственного продукта Казахстана.
Пятилетний опыт работы с министерством сельского хозяйства можно условно разбить на две части. Первая часть связана с методическими особенностями проведения мониторинга и тематической обработки спутниковой информации. Среди наиболее важных моментов в этой части следует отметить:
- необходимость ежегодного наземного обследования полей, что значительно упрощает оценку влияния погодной компоненты на взаимосвязь между состоянием полей и их спектральными характеристиками;
- значимость весеннего почвенного влагозапаса, низкий уровень которого снижает урожайность зерновых, менее 6-8 ц\га;
- существенную роль совместной обработки мониторинговых данных MODIS с отдельными снимками IRS LISS, что обеспечивает повышенную точность в определении площадей посевов;
- важность контроля над системой паро-зернового севооборота, которая определяет состояние зерновых культур на отдельных полях;
- эффективность использования Difference Vegetation Index, Weighted Difference VI и канала NIR в прогнозе валового сбора зерна.
Вторая часть пятилетнего опыта связана с вопросом эффективности использования ДДЗ в сельском хозяйстве. Появление объективных методов контроля над основными параметрами зернового производства позволяет министерству более эффективно проводить государственную политику. Например, доля паровых полей по данным статистической отчетности в период 2002-2006 изменялась мало и составляла около 20 %. Однако, после введения спутникового мониторинга, фактически регистрируемые пары возросли с 5 % (2002 год) до 13-15 % (2005 год). Контроль дат сева уменьшил долю наиболее рискованных - поздних посевов, и т.д. Таким образом, прозрачность зернового производства способствует повышению эффективности государственной поддержки сельскохозяйственных производителей.
В перспективе, имеется потенциал дальнейшего развития мониторинга зерновых культур за счет дополнительного использования данных RADARSAT-1, в задаче распознавания яровых посевов, и тепловых каналов (NOAA, MODIS и др.) в задаче оценки состояния культуры. В области прогноза производства зерна кажется перспективным давать две оценки: прогноз валового сбора зерна, который будет объявлен; и прогноз фактического валового сбора зерна.