Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) — наблюдение поверхности Земли авиационными космическими средствами, оснащённымиразличными видами съемочной аппаратуры. Рабочий диапазон съёмочной аппаратуры составляет от долей микрометра (видимое оптическоеизлучение) до метров (радиоволны). Методы зондирования могут быть пассивные, то есть использовать естественное отраженное или вторичноетепловое излучение объектов на поверхности Земли, обусловленное солнечной активностью, и активные — использующие вынужденноеизлучение объектов, инициированное искусственным источником направленного действия.
Введение
Основная цель статьи – определение путей по созданию гео-информационной системы контроля и учета ресурсов сельскохозяйственных земель (далее Системы) с использованием данных дистанционного зондирования (ДДЗ). Несмотря на очевидные успехи Министерства сельского хозяйства РК, ИКИ РК в реализации задач Системы на государственном уровне, при переходе от общего анализа территории к отслеживанию информации с конкретных регионов, полей, опытных участков, возникает масса проблем [1].
Основой функционирования Системы являются следующие принципы:
- ежегодное декларирование сельхозпроизводителями площадей и характеристик обрабатываемых земель с привязкой к единой цифровой картографической основе, ответственность за предоставление информации;
- определение наличия и площадей обрабатываемых земель на основе совместного анализа ДДЗ среднего (20-50 м) и низкого (250-500 м) разрешения, обнаружение несоответствий с декларируемыми характеристиками;
- полевые проверки результатов анализа ДЗЗ с возникновением правовых последствий в случае окончательного выявления несоответствий;
- проведение ГИС-анализа структуры и состава сельскохозяйственных земель, их правового режима, отслеживание изменений на основе правовых актов регионального и муниципального уровней (перевод земель в земли населенных пунктов, установление регламентов и ограничений в использовании земель на основе градостроительного зонирования) естественных процессов (залесения, выветривания и пр.) на основе разнородной информации с использованием ДДЗ;
- максимальная интеграция в существующую систему управления при минимизации затрат на создание и функционирование Системы.
Важный вклад в развитие агропромышленного комплекса Республики Казахстан вносят современные космические технологии. Для Казахстана с его необозримыми просторами особую актуальность представляет использование данных дистанционного зондирования для мониторинга земель сельскохозяйственного назначения. В течение последних 15 лет АО «Национальный центр космических исследований и технологий» НКА РК создает Национальную систему космического мониторинга Республики Казахстан. В ее составе разработан комплекс ГИС-технологий для решения задач космического мониторинга сельскохозяйственного производства в Казахстане. Перечень задач включает картирование посевных площадей яровых посевов, контроль темпов и масштабов основных агротехнических работ, оценку состояния посевов и прогноз урожайности зерновых культур [2].
Одна из проблем прогноза урожайности из космоса состоит в определении объемов сорной растительности в зеленой биомассе посевов зерновых культур. Для оценки этого фактора разработана специальная технология оценки степени засоренности и учета ее влияния на будущий урожай. Основной задачей оценки продуктивности растительного покрова с помощью космической съемки является нахождение взаимосвязи между спутниковыми данными и параметрами, характеризующими, например, биометрические величины или другие свойства зерновых культур. Для этого необходимы под спутниковые наблюдения.
Сегодня в основных зерносеющих регионах Северного Казахстана развернута сеть под спутниковых полигонов сельскохозяйственного назначения. На полях хозяйствующих субъектов в течение вегетационного сезона ведутся согласно разработанным программам и инструкциям агрометеорологические и спектрометрические измерения, оценка состояния почвенного и растительного покровов, дается характеристика элементов продуктивности и качества урожая. В дополнение к стационарным наблюдениям ежегодно в период массового колошения зерновых посевов в Северном Казахстане проводится маршрутное обследование полей. При обследовании зерновых полей определяются параметры, связанные с ожидаемой продуктивностью (плотность продуктивных стеблей, размер колоса, число колосков, их озерненность и пр.). Собранная информация используется для специальной калибровки спутниковой информации и прогноза урожайности зерновых культур. При этом кривая зависимости спектральных характеристик от урожайности строится только для специально выбранных полей. Это поля с первой культурой после пара, без сорняков, посеянные в оптимальные сроки. Их выбор основан на многолетних данных космического мониторинга зерновых культур. В последующем при прогнозе урожайности учитывается влияние погоды на посевы ранних и поздних сроков сева, а также снижение урожайности за счет высокого уровня засоренности. Верификация прогнозной урожайности проводится на уровне отдельных полей с помощью данных, полученных со стационарных полигонов [3].
Всем критериям отвечают спутниковые данные: Landsat с разрешением 30м и периодичностью надирной съемки 16 суток и Terra/MODIS с разрешением250 м и периодичностью съемки 2 раза в сутки.
Все космические снимки для проектных работ подбираются из архива цифровых изображений ИКИ по принципу: 1. покрытия территории областей историческими снимками со спутников высокого разрешения Landsat- 5 TM и Landsat- 7 ETM за вегетационный период. Эти данные предназначены для анализа, картирования и оценки экологического состояния пастбищ. 2. сбора данных дистанционного зондирования со средним пространственным разрешением со спутника Terra/MODIS. Эти данные космической съемки предназначались для оценки кормозапаса пастбищных территорий; 3. сбора данных дистанционного зондирования с низким пространственным разрешением со спутника NOAA/AVHRR – для оценки условий вегетации и состоянием снежного покрова. Данным дистанционного зондирования требуется предварительная обработка, заключающаяся в геометрической, радиационной и атмосферной коррекции [4].
Требуемая информация в необходимых объемах может быть получена только на основе совместной интерпретации данных дистанционного зондирования и наземных наблюдений и измерений. В связи с этим в дальнейшем, для установления достоверности, а так же возможной корректировки созданных карт, планируются наземные исследования по основным типам пастбищной растительности.
Литература
- http://tengrinews.kz/kazakhstan_news/okolo-50-millionov
- Карта кормовых угодий Казахской ССР. – М 1:1 500 000. –
- Растительность Казахстана и Средней Азии (в пределах пустынной области). М 1:2 500 000. – Санкт-Петербург, 1995
- Рачковская Е.И., Волкова Е.А., Храмцов В.Н. Ботаническая география Казахстана и Средней Азии (в пределах пустынной области). СП, 2003. 425 с.