Восьмая всероссийская открытая ежегодная конференция
«Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 15-19 ноября 2010 г.
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)
VIII.B.189
Оценка динамики структуры сельхозугодий и состояния основных сельскохозяйственных культур
Повх В.И., Воробейчик Е.А., Шляхова Л.А.
ООО "Южный региональный информационно-аналитический центр"
На современном этапе использования данных ДЗЗ в АПК РФ актуальной проблемой является контроль за соблюдением севооборотов. Нарушение севооборотов приводит к истощению почвы, чрезмерному использованию удобрений, ухудшению экологии и качества продуктов сельского хозяйства.
Для решения этой проблемы на основании объективных данных ДЗЗ необходимо создание комплексного методологического обеспечения для всего периода вегетации с/х культур (практически круглогодично). Предлагаемое методологическое обеспечение состоит из трех частей: анализа структуры площадей сельхозугодий,
оценка состояния посевов озимых зерновых в период "посев – кущение/выход в трубку", оценка урожайности озимых зерновых культур. Каждая из частей строится по единой логике: сбор и анализ априорной информации о сельскохозяйственных угодьях и культурах, сбор опорной информации путем проведения наземных спектрометрических измерений и визуального выбора эталонных и тестовых объектов, обработка и анализ данных ДЗЗ, построение ГИС-проектов для представления тематических план-схем и геометрических характеристик объектов на территории интереса.
Анализ структуры площадей сельхозугодий (пашни, сенокосы, пастбища, залежи, многолетние насаждения) на основе данных дистанционного зондирования позволяет определить тип, пространственное размещение и площади составляющих в составе земель сельскохозяйственного назначения на основании данных ДЗЗ высокого и детального пространственного разрешения. Для полноценных результатов необходимо использование опорной (материалы полевых визуальных, навигационных, спектрометрических обследований) и ап-риорной информации по территории интереса. Особую значимость имеет применение методики для выявления структуры пашни, поскольку на ней выращиваются основные сельскохозяйственные культуры.
Экспертные оценки достоверности составляют:
- для структуры площадей сельскохозяйственных культур пашни диапазон
83 – 100 %,
- для структуры площадей пашня, сенокосы, пастбища, залежи, многолетние насаждения около 100%.
Оценка состояния посевов озимых зерновых в период "посев – куще-ние/выход в трубку", позволяет определить качественный уровень развития озимых на основании данных ДЗЗ высокого и среднего пространственного разре-шения.
Обработка данных ДЗЗ позволяет:
- получить наборы спектральных характеристик, для выбора информативных каналов цифровых изображений,
- синтезировать цифровые изображения из информативных каналов,
- сформировать цифровые изображения вегетационных индексов, в частности, NDVI.
Экспертные оценки достоверности составляют:
- для структуры полей озимых диапазон 87 – 95 %,
- площадей озимых (для территории муниципальных районов) 84 – 98%
Оценка урожайности озимых зерновых культур позволяет определить урожайность озимых в масштабе данных официальной отчетности на основании данных ДЗЗ высокого и среднего пространственного разрешения.
Оценка урожайности озимых производится в следующей последовательно-сти:
- выделение классов качества озимых по уровню вегетационного индекса (напри-мер, хорошее, удовлетворительное). Регистрация площадей классов качества ози-мых и среднего значения вегетационного индекса по области каждого класса,
- вычисление оценки средней урожайности озимых для каждого класса с помо-щью уравнения регрессии, полученного по статистике предыдущих лет,
- вычисление оценки (прогноза) средней урожайности озимых для территории интереса как взвешенной (по площадям классов) суммы средней урожайности по каждому классу.
Относительная разница между официальными данными и оценкой урожай-ности по методике находится в диапазоне 10 – 15 %.
Технологии и методы использования спутниковых данных в системах мониторинга
94