Архив
Том 21, 2024
Том 20, 2023
Том 19, 2022
Том 18, 2021
Том 17, 2020
Том 16, 2019 г.
Том 15, 2018 г.
Том 14, 2017 г.
Том 13, 2016 г.
Том 12, 2015 г.
Том 11, 2014 г.
Том 10, 2013 г.
Том 9, 2012 г.
Том 8, 2011 г.
Том 7, 2010 г.
Выпуск 6, 2009 г.
Выпуск 5, 2008 г.
Выпуск 4, 2007 г.
Выпуск 3, 2006 г.
Выпуск 2, 2005 г.
Выпуск 1, 2004 г.
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 4. С. 102-114

Оценивание параметров состояния агроценозов по данным дистанционного зондирования Земли

И.М. Михайленко 1 , В.Н. Тимошин 1 
1 Агрофизический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург, Россия
Одобрена к печати: 22.06.2021
DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-4-102-114
Цель настоящей работы — обоснование метода и средств формирования оценок количественных параметров состояния агроценозов, в составе которых имеется основная культура и сорные растения. К таким количественным параметрам относятся параметры биомассы, оценки которых в дальнейшем могут использоваться для решения задач управления агротехнологиями. Общесистемной задачей является преодоление ограниченности концепции оценивания состояния растительности, основанной на использовании различного рода вегетационных и другого рода индексов и критериев. В таком подходе не используются большие возможности современных средств дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), а формируемые индексы являются безразмерными скалярными величинами и никак не могут применяться для решения задач управления агротехнологиями. Для достижения поставленной цели используется метод комплексирования наземных измерений и данных ДЗЗ, учитывающий различия в физической размерности информации и в её пространственной распределённой. Это достигается совместным использованием математической модели динамики параметров состояния биомассы агроценоза и модели дистанционного зондирования Земли. При этом основная особенность применяемых математических моделей заключается в наличии в них пространственных координат. Для упрощения моделирования средние по площади поля оценки параметров состояния агроценоза корректируются по элементарным участкам поля посредством обучаемого линейного корректора и локальных вариаций данных ДЗЗ. Обеспечение достаточной точности и надёжности процедуры оценивания решается особым использованием различных источников информации. Так, наземные измерения, включая данные стационарных средств ДЗЗ, используются для идентификации и адаптации математических моделей, а мобильные средства ДЗЗ применяются для оценивания параметров биомассы агроценоза по всей площади поля. Исследования проводились в течение последних 10 лет на опытных полях Меньковского филиала Агрофизического научно-исследовательского института.
Ключевые слова: агроценоз, дистанционное зондирование, математические модели, алгоритм оценивания, тестовые площадки
Полный текст

Список литературы:

  1. Антонов В. Н., Сладких Л. А. Мониторинг состояния посевов и прогнозирование урожайности яровой пшеницы по данным ДЗЗ // Геоматика. 2009. № 4. С. 50–53.
  2. Барталев С. А., Лупян Е. А., Нейштадт И. А., Савин И. Ю. Классификация некоторых типов сельскохозяйственных посевов в южных регионах России по спутниковым данным MODIS // Исслед. Земли из космоса. 2006. № 3. С. 68–75.
  3. Данилов Р. Ю., Кремнева О. Ю., Исмаилов В. Я., Третьяков В. А., Ризванов А. А., Кривошеин В. В., Пач­кин А. А. Общая методика и результаты наземных гиперспектральных исследований сезонного изменения отражательных свойств посевов сельскохозяйственных культур и отдельных видов сорных растений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 1. С. 113–127. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-1-113-127.
  4. Казаков И. Е. Методы оптимизации стохастических систем. М.: 1987, Наука. 349 с.
  5. Кочубей С. М., Шадчина Т. М., Кобец Н. И. Спектральные свойства растений как основа методов дистанционной диагностики. Киев: Наукова думка, 1990. 134 с.
  6. Михайленко И. М. Основные задачи оценивания состояния посевов и почвенной среды по данным космического зондирования // Экологические системы и приборы. 2011. № 8. С. 17–25.
  7. Михайленко И. М., Тимошин В. Н. Управление сроками сева по данным дистанционного зондирования Земли // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 5. С. 149–160. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-5-149-160.
  8. Михайленко И. М., Тимошин В. Н. (2018а) Оценивание химического состояния почвенной среды по данным дистанционного зондирования Земли // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 7. С. 102–113. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-7-102-113.
  9. Михайленко И. М., Тимошин В. Н. (2018б) Математическое моделирование и оценивание химического состояния почвенной среды по данным дистанционного зондирования Земли // Международный научно-исслед. журн. 2018. № 9(75). Ч. 2. С. 26–38. DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2018.75.9.029.
  10. Михайленко И. М., Тимошин В. Н., Веллер В. Е. Оценивание параметров биомассы посева яровой пшеницы // Вестн. российской сельскохозяйственной науки. 2021. № 1. С. 4–8. DOI: 10.30850/vrsn/2021/1/4-8.
  11. Crippen R. E. Calculating the Vegetation Index Faster // Remote Sensing of Environment. 1990. V. 34. P. 71–73. DOI: 10.1016/0034-4257(90)90085-z.
  12. Datt B. A New Reflectance Index for Remote Sensing of Chlorophyll Content in Higher Plants: Tests Using Eucalyptus Leaves // J. Plant Physiology. 1999. V. 1. P. 30–36. DOI: 10.1016/S0176-1617(99)80314-9.
  13. Gamon J. A., Serrano L., Surfus J. S. The Photochemical Reflectance Index: An Optical Indicator of Photosynthetic Radiation Use Efficiency Across Species, Functional Types and Nutrient Levels // Oecologia. 1997. V. 112(4). P. 492–501. http://dx.doi.org/10.1007/s004420050337.
  14. Mikhailenko I. M. Assessment of crop and soil state using satellite remote sensing data // Intern. J. Information Technology and Operation Management. 2013. V. 1. No. 5. P. 41–51. DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2018.75.9.029.
  15. Sims D. A., Gamon J. A. Relationships Between Leaf Pigment Content and SpectralReflectance Across a Wide Range of Species, Leaf Structures and Developmental Stages // Remote Sensing of Environment. 2002. V. 81(2–3). P. 337–354. DOI: 10.1016/S0034-4257(02)00010-X.