Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 5. С. 149-160
Управление сроками сева по данным дистанционного зондирования Земли
И.М. Михайленко
1 , В.Н. Тимошин
1 1 Агрофизический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург, Россия
Одобрена к печати: 25.09.2017
DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-5-149-160
Представлены научно-методические основы принятия одного из наиболее важных решений, принимаемых агрономической службой, — решения о сроках проведения весеннего сева сельскохозяйственных культур. Для этого используются спутниковые данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) по температуре и влажности верхнего слоя почвы (спутники серий NOAA, MetOp) и MODIS (спутники EOS-Aqua, Terra), а также наземные измерения этих параметров на метеопунтах. При этом решение принимается на основе критерия, в качестве которого используются прогнозы показателя всхожести посевов сельскохозяйственных культур. Для построения таких прогнозов используется динамическая модель температуры и влажности верхнего слоя почвы и модель показателя всхожести. Обеспечение высокой точности оценивания и прогнозов температуры и влажности почвы достигается использованием алгоритма оптимальной фильтрации, который реализуется путем комплексирования наземных измерений и данных ДЗЗ. За счет этого алгоритма уменьшается среднеквадратическая ошибка оценок температуры и влажности почвы до уровня ±5%. При этом сами оптимальные оценки температуры и влажности служат начальными условиями для прогнозирования критерия принятия решений о сроках проведения сева сельскохозяйственных культур.
Ключевые слова: решения о сроках сева, данные дистанционного зондирования Земли, математические модели, оптимальные оценки, показатель всхожести посевов
Полный текстСписок литературы:
- Быховец С.С., Сороковиков В.А., Мартуганов P.A., Мамыкин В.Г., Гиличинский Д.А. История наблюдений за температурой почвы на сети метеорологических станций России // Криосфера Земли. 2007. Т. 11. № 1. С. 7–20.
- де Гроот М. Оптимальные статистические решения. М.: Мир, 1974. 492 с.
- Кондратьев К.Я., Тимофеев Ю.М. Термическое зондирование атмосферы со спутников. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 410 с.
- Кондратьев К.Я., Тимофеев Ю.М. Метеорологическое зондирование атмосферы из космоса. Л: Гидрометеоиздат, 1978. 280 с.
- Музылев Е.Л., Успенский А.Б., Волкова Е.В., Старцева З.П. Использование спутниковой информации при моделировании вертикального тепло- и влагопереноса для речных водосборов // Исследование Земли из космоса. 2005. № 4. С. 35–44.
- Михайленко И.М., Полуэктов Р.А., Якушев В.П. «Агромониторинг»: структура, функции, реализация // Доклады РАСХН. 2004. № 3. С. 66–68.
- Михайленко И.М., Курашвили А.Е. Прогнозирование состояния травостоя в системе управления качеством кормов в молочном животноводстве // Вестник РСХА. 2008. № 2. С. 10–13.
- Михайленко И.М. Основные задачи оценивания состояния посевов и почвенной среды по данным космического зондирования // Экологические системы и приборы. 2011. № 8. С. 17–25.
- Соловьев В.И., Успенский С.А., Успенский А.Б. Эксперименты по дистанционному определению температуры поверхности суши на основе данных с геостационарных метеорологических ИСЗ // Труды «МСАРД-2009». 2009. С. 53.
- Соловьев В.И., Успенский С.А. Мониторинг температуры поверхности суши по данным геостационарных метеорологических спутников нового поколения // Исследование Земли из космоса. 2009. № 3. С. 79–89.
- Соловьев В.И, Успенский А.Б., Успенский С.А. Определение температуры земной поверхности по данным измерений уходящего теплового излучения с геостационарных метеорологических ИСЗ // Метеорология и гидрология. 2010. № 3. С. 5–17.
- Сутовский В.М., Успенский А.Б. О дистанционном определении температуры подстилающей поверхности с учетом ее нечерноты по данным спутниковых измерений излучения в диапазоне 10,5–12,5 мкм // Тр. ГосНИЦИПР. 1996. Вып. 33. С. 66–78.
- Успенский А.Б. Об оценке температуры поверхности суши по данным спутниковых измерений уходящего ИК излучения в диапазоне 10,5–12,5 мкм // Метеорология и гидрология. 1992. № 10. С. 19–27.
- Barton I.J. Satellite derived SST’s: current status // J. Geophysics Researches. 1995. Vol. 5. P. 8777–8790.
- Becker F. The impact of spectral emissivity on the measurement of land surface temperature from satellite // Intern. J. Remote Sensing. 1987. Vol. 8. P. 1509–1522.
- Becker F., Li Z.-L. Temperature-independent spectral indices in thermal infrared bands // Remote Sensing Environmental. 1990. Vol. 32. No. 3. P. 17–33.
- Chevallier F., Chedin A., Cheruy N., Mocrette J.J. TIGR-Iike atmospheric profile database for accurate radiative flux computation // Quarterly J. Royal Meteorological Society. 2015. Vol. 126. P. 777–785.
- Mikhailenko I.M. Assessment of crop and soil state using satellite remote sensing data // Intern. J. Information Technology and Operations Management. 2013. Vol. 1. No. 5. P. 41–52.
- Zlinszky A., Heilmeier H., Balzter H., Czúcz B., Pfeifer N. Remote Sensing and GIS for Habitat Quality Monitoring: New Approaches and Future Research // Remote Sensing 2015. No. 7 (6). P. 7987–7994.