Развитие методов и технологий  спутникового мониторинга районов сельскохозяйственной деятельности.

В разрабатываемой в ИКИ РАН системе мониторинга сельскохозяйственных земель одним из основных источников спутниковых данных являются данные среднего разрешения (250 м) прибора MODIS со спутников Terra и Aqua. Главными задачами мониторинга являются определение посевных площадей различных культур, площади занятой чистым паром. С этой целью были разработаны методы первичной обработки спутниковых данных, включающие в себя маскирование пикселов, непригодных для анализа, в том числе из-за влияния снежного и облачного покровов, а также построения очищенных от влияния указанных факторов композитных изображений. Построенные композитные изображения имеют значительно меньший объем по сравнению с исходными данными и позволяют упростить дальнейшие этапы обработки.

Тематическая обработка спутниковых данных основана на анализе временных рядов вегетационных индексов, таких как нормализованный разностный вегетационный индекс NDVI и менее зависимый от яркости почвенного покрова перпендикулярный вегетационный индекс PVI. Разработанные методы позволяют проводить детектирование чистого пара, а детектирование озимых культур – после прекращения осеннего периода вегетации, а также посевов подсолнечника (рис. 1). Получены карты посевов озимых культур,  подсолнечника и чистого пара на территории Ростовской области и Краснодарского края за период 2001-2004 годов. Проведено сравнение полученных результатов с данными полевых исследований и с данными государственной статистики. Исследуются возможности расширения разработанных алгоритмов на территорию основных сельскохозяйственных регионов России. Разрабатываются методы построения карты используемых пахотных земель. Планируется в течение 2006 года разработка новой карты пахотных земель на всю территорию России, необходимой для проведения фундаментальных исследований по оценке влияния факторов социально-экономического развития на изменение биосферы и климата.

 

Рис.1. Примеры кривых сезонной динамики вегетационного индекса PVI для различных культур. Кривые построены по данным наблюдений MODIS и фактическим данным об использовании сельскохозяйственных полей.