Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 3. С. 121-130
Анализ распределения индекса NDVI на посевной площади пашни Республики Хакасия по данным дистанционного зондирования Земли
Е.В. Пинясова
1 , Е.В. Павлова
1 1 Хакасский государственный университет, Абакан, Россия
Одобрена к печати: 03.05.2024
DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-3-121-130
В настоящее время оценка состояния сельскохозяйственных угодий с помощью данных дистанционного зондирования Земли стала одним из перспективных направлений для решения научных и прикладных задач. Цель работы заключается в идентификации и анализе состояния пашней и полей под паром в течение вегетационного периода 2022 г. с использованием данных дистанционного зондирования Земли и геоинформационных технологий путём вычисления нормализованного разностного вегетационного индекса NDVI (англ. Normalized Difference Vegetation Index) на территории Ширинского р-на Республики Хакасия. С помощью геоинформационной системы ArcMap 10.2.1 были созданы картографические материалы. С использованием данных полевых исследований, многозональных снимков космических аппаратов «Канопус-В», Sentinel-2, Landsat-8, а также облачных сервисов и геоинформационных ресурсов проанализированы космические снимки сверхвысокого и высокого разрешения IKONOS, WorldView. Представлены результаты визуального и автоматического дешифрирования по методу максимального подобия для идентификации посевов овса, ячменя и полей под паром. Выполнен анализ зональной статистики распределения NDVI с мая по октябрь. При выявлении разности на участках посевов учитывались данные климатических параметров (температура, осадки), в том числе рассчитан гидротермический коэффициент для трёх периодов по методике И. В. Свисюка. В результате анализа полученных данных были выявлены различия в дешифрировании полей с пшеницей, овсом и паром. Было определено, что на первом тестовом участке под пашню с овсом было отведено семь кулис, а под парами находилось восемь кулис. Для второго участка характерно равное количество кулис: шесть кулис находилось под парами и шесть засеяно пшеницей. Особенностью развития овса стал минимальный индекс в конце июля (0,19), а также всплеск показателя (до 0,36) в сентябре, что можно объяснить вегетацией сорной растительности и наличием стерни. Для пшеничных полей таких особенностей не выявлено, однако средний показатель по всем месяцам выше на 0,03±0,001 по сравнению с посевами овса.
Ключевые слова: пашня, растительность Республики Хакасия, геоинформационные системы, данные дистанционного зондирования, геоэкология, карта, NDVI
Полный текстСписок литературы:
- Березовский А. Я., Владимиров В. В., Дмитриев В. Е., Родыгин С. А. Природа Ширинского района Республики Хакасия: Физико-географический очерк. Абакан: ООО «Кооператив Журналист», 2011. 232 с.
- Горохова И. Н., Чурсин И. Н., Хитров Н. Б., Панкова Е. И. Распознавание сельскохозяйственных угодий по космическим снимкам // Экосистемы: экология и динамика. 2021. Т. 5. № 3. С. 5–33. DOI: 10.24412/2542-2006-2021-3-5-33.
- Евтюшкин А. В., Рычкова Н. В. Распознавание видового состава зерновых культур на многовременных радарных космоснимках ERS-2 // Материалы 10-й Региональной конф. по математике МАК-2007. Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2007. С. 60–62.
- Кабжанова Г. Р., Курмашева А. Ж., Алибаева М. Т., Бисембаев А. Т. Космические снимки как один из инструментов оценки состояния пастбищных угодий Казахстана // Аграр. наука. 2022. № 5. C. 49–53. DOI: 10.32634/0869-8155-2022-359-5-49-53.
- Каракотов С. Д., Прянишников А. И., Титов В. Н. и др. К вопросу использования индексной оценки NDVI в селекционной практике по озимой пшенице // Вестн. аграр. науки. 2023. № 3(102). С. 7–17. DOI: 10.17238/issn2587-666X.2023.3.7.
- Мартынова Н. Г., Кравченко В. Г. Мониторинг сельскохозяйственных земель по данным дистанционного зондирования Земли // Intern. Agricultural J. 2023. № 1. C. 69–86. DOI: 10.55186/25876740_2023_7_1_7.
- Об утверждении государственной программы Республики Хакасия «Развитие агропромышленного комплекса Республики Хакасия и социальной сферы на селе»: Постановление Правительства Республики Хакасия от 19.11.2012. № 781 (в ред. от 29 января 2024 года). https://docs.cntd.ru/document/453366265?ysclid=lsul33kpgk284079468&.
- Пугачева И. Ю., Шевырногов А. П. Изучение динамики NDVI посевов сельскохозяйственных культур на территории Красноярского края и Республики Хакасия // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2008. Т. 5. № 2. С. 347–351.
- Свисюк И. В. Агрометеорологические прогнозы, расчеты, обоснования / Северо-Кавк. территор. упр. по гидрометеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 191 с.
- Селянинов Г. Т. О сельскохозяйственной оценке климата // Тр. по с.-х. метеорологии. 1928. Вып. 20. С. 165–177.
- Терехин Э. А. Применение дискриминантного анализа для распознавания посевов сельскохозяйственных культур // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 7. С. 89–99. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-7-89-99.
- Чагин В. В. Столовая свёкла — важное звено в структуре севооборота сухостепной зоны Республики Хакасия // Вестн. ХГУ им. Н. Ф. Катанова. 2015. № 13. С. 112–114.
- Шуркина А. И., Зоркина Т. М., Шевырногов А. П. Исследование современного растительного покрова Республики Хакасия на основе интеграции спутниковых и наземных данных // Вестн. КрасГАУ. 2007. № 5. С. 65–71.
- Jespersen R. G., Anderson-Smith M., Sullivan P. F. et al. NDVI changes in the Arctic: Functional significance in the moist acidic tundra of Northern Alaska // PLoS one. 2023. V. 18. No. 4. Article e0285030. 20 p. DOI: 10.1371/journal.pone.0285030.
- Kurbanov R., Zakharova N., Sidorenko V., Vilyunov S. The Use of Vegetation Indices in Comparison to Traditional Methods for Assessing Overwintering of Grain Crops in the Breeding Process // 2nd Intern. Conf. Artificial Intelligence and Power Engineering. Moscow, 17–19 Dec. 2021. Moscow: Springer Nature Switzerland AG. 2022. V. 119. P. 52–64. DOI: 10.1007/978-3-030-97064-2_6.