В докладе представлен метод формирования многолетнего набора ежедневных карт опасных агрометеорологических явлений (ОАЯ) на сельскохозяйственных территориях России за период 2000 - 2024 гг. и результаты анализа их пространственного распределения и многолетней динамики. Рассматриваются атмосферная засуха, заморозки, суховей, ледяная корка, а также условия вымерзания и выпревания озимых культур. Набор данных формируется на регулярной сетке 0,5° × 0,5° с использованием метеорологических данных реанализа и формализованных критериев Росгидромета. Полученные пороговым методом бинарные карты используются для обучения моделей Bi-LSTM (Bidirectional Long Short-Term Memory, двунаправленная сеть с долгой краткосрочной памятью) с механизмом внимания для каждого явления. Нейросетевые модели формируют ежедневные оценки вероятности наступления ОАЯ. Проведено сопоставление пороговых и нейросетевых карт, а также независимая оценка их точности. Проверка результатов включает оценку согласованности с пороговой разметкой на тестовых годах и независимое сопоставление с наземными данными - подтверждёнными фактами явлений из отчётов Росгидромета, материалов региональных служб, органов власти и СМИ. Для оценки качества используются метрики precision, recall и F1, а для непрерывных выходов сети график ROC-AUC. ROC-анализ позволяет оценить соотношение доли обнаруженных случаев и частоты ложных срабатываний при изменении порога классификации. Площадь под ROC-кривой характеризует способность классификатора различать случаи наличия и отсутствия явления и используется для сравнения порогового и нейросетевого методов. Сравнение проводилось на уровне «регион–месяц»: наземная метка наличия/отсутствия заморозков сопоставлялась с агрегированными оценками по картам.
Реализация метода получения датасетов об опасных агрометеорологических явлениях позволила выполнить оценку повторяемости опасных явлений на территории России в зоне активного земледелия за 25-летний период, с 2000 по 2024 гг. В докладе приводятся результаты анализа пространственного распределения, сезонной и межгодовой изменчивости опасных явлений. Особое внимание уделено районам аридной зоны - проанализировано пространственное распределение засух; сформулированы выводы о частоте их встречаемости. Полученные наборы данных предназначены для анализа подверженности сельскохозяйственных территорий опасным агрометеорологическим условиям и их изменений во времени. Дальнейшее применение предполагает совместный анализ с данными о размещении культур и стадиях их развития, а также интеграцию в модели роста растений.
Исследование выполнено при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (соглашение № 075-15-2024-663, уникальный идентификатор 13.2251.21.0264) с использованием ресурсов ЦКП "ИКИ-Мониторинг".

Ключевые слова: метеорологические данные, опасные агрометеорологические явления, LSTM, продовольственная безопасность

Литература:

Ёлкина Е.С., Плотников Д.Е. Выявление опасных агрометеорологических явлений на территории России // Материалы международной научной конференции "Региональные проблемы дистанционного зондирования Земли". 9-12 сентября 2025 г./ научн. ред. Е.А.Ваганов. Красноярск: СФУ, 2025. С. 272-279.
Плотников Д.Е., Подгорнова Е.Н., Мешалкина Ю.Л., Чжоу Ц., Ёлкина Е.С., Колбудаев П.А., Бурцев М.А. Оценка урожайности и состояния ключевых сельскохозяйственных культур России на больших территориях с помощью регионально-параметризованной модели WOFOST // Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. 2026. 81. No 2. С. 44-52. DOI: 10.55959/MSU0137-0944-17-2026-81-2-44-52.
Плотников Д.Е., Хвостиков С.А., Барталев С.А. Метод автоматического распознавания сельскохозяйственных культур на основе спутниковых данных и имитационной модели развития растений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 4. С. 131-141. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-4-131-141.
Плотников Д.Е., Колбудаев П.А., Ёлкина Е.С. Сравнительный анализ информативности спектрально-временных признаков для распознавания используемых пахотных земель России // Материалы международной научной конференции "Региональные проблемы дистанционного зондирования Земли". 9-12 сентября 2025 г./ научн. ред. Е.А.Ваганов. Красноярск: СФУ, 2025. С. 216-221.
Положение о порядке действий учреждений и организаций при угрозе возникновения и возникновении опасных природных явлений: (РД 52.88.699 – 2008): руководящий документ: Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации: введен в действие приказом Росгидромета от 16.10.2008 № 387.
S. Saha, S. Moorthi, X. Wu, J. Wang, S. Nadiga, P. Tripp, D. Behringer, Y.-T. Hou, H.-Y. Chuang, M. Iredell, M. Ek, J. Meng, R. Yang, M. P. Mendez, H. van den Dool, Q. Zhang, W. Wang, M. Chen, and E. Becker, “The NCEP Climate Forecast System Version 2,” Journal of Climate, vol. 27, no. 6, pp. 2185–2208, 2014, doi: 10.1175/JCLI-D-12-00823.1.
Использование данных спутникового мониторинга для укрепления продовольственной безопасности и повышения устойчивости сельскохозяйственного сектора в условиях изменения климата (DWATCH).
Адрес доступа: http://smiswww.iki.rssi.ru/default.aspx?page=1052 (дата обращения: 17.08.2026).
Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Кашницкий А.В., Балашов И.В., Барталев С.А., Константинова А.М., Кобец Д.А., Мазуров А.А., Марченков В.В., Матвеев А.М., Радченко М.В., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 151–170. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170.

XXIV.F.186

Опасные агрометеорологические явления в России в первой четверти XXI века: нейросетевое картографирование и анализ трендов

Дистанционное зондирование растительных и почвенных покровов