назад

Использование данных дистанционного зондирования для ранней диагностики наступления засушливых условий

Дунаева Е.А., Плотников Д.Е., Хвостиков С.А., Ёлкина Е.С., Барботкина Е.С., Вечерков В.В., Барталев С.А.

// Таврический вестник аграрной науки, 2019. № 4(20). С. 28-45.

Оценка вероятности наступления засушливых условий и разработка методологических основ и принципов мониторинга неблагоприятных для посевов ситуаций важна как на локальном, так и на региональном уровне. Совместный проект ФГБУН «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма» и ФГБУН «Институт космических исследований Российской академии наук» «Научное обоснование использования данных дистанционного зондирования для оценки вероятности наступления засушливых условий» направлен на исследование возможностей и поиск эффективных методов дистанционной оценки состояния посевов в условиях крымского региона. В работе проведен ретроспективный анализ метеорологических данных с расчетом обеспеченности года осадками и урожайности культур для определения характерных особенностей при наступлении засух; исследованы возможности идентификации посевов озимых с использованием данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) и предложены подходы к оценке их состояния. Для определения наступления засушливых условий в качестве показателей отклика растений на водообеспеченность использованы спектральные вегетационные индексы (NDVI, NDDI, RDVI, VCI). В качестве базы сравнения для выявления посевов в неудовлетворительном состоянии использовали данные о списанных в 2018 г. посевах. Анализ состояния посевов в 2018–2019 гг. проведен с использованием возможностей сервиса Вега-Science и QGIS 2.18 с построением карт озимых культур, идентификацией угнетенной растительности вследствие засушливых условий и определением площадей посевов, находящихся в неудовлетворительном состоянии. Сравнение нескольких индексов ДЗЗ позволяет минимизировать ошибку при идентификации влияния засухи на развитие сельскохозяйственных культур и уровень биомассы. Предложен метод выявления аномалий в развитии сельскохозяйственных растений по данным ДЗЗ, основанный на определении отклонений от «эталона» развития сельскохозяйственных культур в терминах перцентилей. Временные ряды наблюдаемых и эталонных значений NDVI приводят к единой шкале накопленных температур воздуха, что позволяет сравнивать сопоставимые фенологические фазы развития посевов культуры и оценивать состояние растительности на поле относительно эталонных ретроспективных значений индекса в заданный период. При этом состояние посевов признают аномальным в случае выхода значений показателя за определенный порог (перцентиль). Причины аномалий (засушливые условия) могут быть установлены при дополнительном анализе метеоданных, в том числе доступных в сервисе Вега-science. Валидация метода проведена на основании данных о состоянии посевов озимой пшеницы урожая 2018 г. в Красногвардейском и Белогорском районах Республики Крым. Показано достоверное выявление аномалий в развитии посевов.

Ссылка на текст: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_41563019_88694741.pdf
назад