Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 11–15 ноября 2024 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XXII..390

Опыт интеграции наземных измерений и данных дистанционного зондирования для определения структурных характеристик растительности аридных ландшафтов

Шинкаренко С.С. (1)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
В лекции обобщен опыт определения проективного покрытия и фитомассы зональной пастбищной растительности и сообществ в доминированием тростников на юго-востоке европейской части России по данным выборочных наземных исследований, материалам полевого спектрометрирования, аэросъемки беспилотным летательным аппаратом, спутниковых изображений различного временного и пространственного разрешения, методов машинного обучения. Аридные зональные ландшафты, представленные сухими, опустыненными степями и северными пустынями в последние годы подвержены процессам деградации вплоть до полной утраты растительного покрова (Биарсланов и др., 2023; Шинкаренко и др., 2024), поэтому требуется разработка методов анализа состояния растительного покрова до того, как деградация становится необратимой (Геоинформационное…, 2024; Методические…, 2021). Интразональные пойменные ландшафты в последнее десятилетие характеризуются повышенной горимостью, что приводит к попаданию в атмосферу большого количества продуктов горения, включая парниковые газы (Шинкаренко и др., 2021; 2022). Оценка эмиссий парниковых газов при пожарах основывается на данных и сгоревшей фитомассе и степени ее сгорания, поэтому требуется разработка метода картографирования надземной фитомассы растительности водно-болотных угодий (Шинкаренко, Барталев, 2023).
Показаны закономерности влияния структурных характеристик пастбищной растительности на ее спектрально-отражательные свойства по данным наземного спектрометрирования и вегетационных индексов (NDVI, EVI, SAVI, IPVI, PVI и др.), определяемых по спутниковым данным (Шинкаренко, Барталев, 2023; 2024). Представлены результаты использования БПЛА для определения проективного покрытия растительности пастбищ и высоты тростниковой растительности с использованием метода непараметрической регрессии Random Forest (Шинкаренко и др., 2023; 2024). Анализируются проблемы и ограничения применения указанных подходов.

Работа выполнена в рамках реализации важнейшего инновационного проекта государственного значения «Разработка системы наземного и дистанционного мониторинга пулов углерода и потоков парниковых газов на территории Российской Федерации, обеспечение создания системы учёта данных о потоках климатически активных веществ и бюджете углерода в лесах и других наземных экологических системах» (госрегистрация № 124060500032-7). Полевые исследования проведены при финансовой поддержке РФФИ (проект 19-35-60007). Обработка данных ДЗЗ осуществлялась с использованием ресурсов ЦКП «ИКИ-Мониторинг» (Лупян и др., 2015), развиваемого и поддерживаемого в рамках темы «Мониторинг» (госрегистрация № 122042500031-8).

Ключевые слова: аридные ландшафты, пастбищная растительность, фитомасса, проективное покрытие, вегетационные индексы.
Литература:
  1. Биарсланов А. Б., Шинкаренко С. С., Гаджиев И. P. Картографирование и анализ сезонной динамики площадей опустынивания на севере Дагестана по ежемесячным композитам Sentinel-2 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. T. 20, № 1. С. 160-175. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-1-160-175
  2. Геоинформационное картографирование опустынивания аридных, субаридных и сухих субгумидных регионов Российской Федерации на основе данных дистанционного зондирования и полевых исследований: монография / В.Г. Юферев, К.Н. Кулик, А.М. Пугачёва [и др.]. - Волгоград: ФНЦ агроэкологии РАН, 2024. - 272 с. EDN: KQBZAY
  3. Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Балашов И.В., Барталев С.А., Ефремов В.Ю., Кашницкий А.В., Мазуров А.А., Матвеев А.М., Суднева О.А., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Центр коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных ИКИ РАН для решения задач изучения и мониторинга окружающей среды // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 263–284.
  4. Методические рекомендации по фитомелиоративной реконструкции деградированных и опустыненных пастбищ Российской Федерации инновационными экологически безопасными ресурсосберегающими технологиями / А. И. Беляев, К. Н. Кулик, А. С. Манаенков, В. И. Петров, В. Г. Юферев, Г. В. Ольгаренко, Б. К. Болаев, А. М. Пугачёва, Л. П. Рыбашлыкова, М. В. Власенко, Е. А. Корнеева, Н. А. Ткаченко, С. С. Шинкаренко. Волгоград: ФНЦ агроэкологии РАН, 2021. 68 с. EDN: KOHPDJ.
  5. Шинкаренко С.С., Барталев С.А. Анализ взаимосвязи структурных и спектрально-отражательных характеристик растительности аридных пастбищных ландшафтов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21, № 3. С. 171-187. DOI 10.21046/2070-7401-2024-21-3-171-187.
  6. Шинкаренко С.С., Барталев С.А. Анализ влияния видового состава, проективного покрытия и фитомассы растительности аридных пастбищных ландшафтов на их спектрально-отражательные свойства по данным наземных измерений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. T. 20. № 3. C. 176–192. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-3-176-192.
  7. Шинкаренко С. С., Барталев С. А. Картографирование соровых понижений и солончаков в Северном Прикаспии на основе многолетних данных Landsat // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 5. С. 153–165. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-5-153-165.
  8. Шинкаренко С. С., Барталев С. А. Применение данных дистанционного зондирования для широкомасштабного мониторинга водно-болотных угодий // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 6. С. 9–34. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-6-9-34.
  9. Шинкаренко С. С., Барталев С. А., Берденгалиева А. Н. Спутниковые наблюдения задымлений от тростниковых пожаров на Нижней Волге // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 2. С. 93–105. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-2-93-105.
  10. Шинкаренко С.С., Барталев С.А., Берденгалиева А.Н., Иванов Н.М. Пространственно-временной анализ горимости пойменных ландшафтов Нижней Волги // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19, № 1. С. 143-157. DOI 10.21046/2070-7401-2022-19-1-143-157.
  11. Шинкаренко С.С., Барталев С.А., Биарсланов А.Б. Изменения площадей открытых песков и дефлированных пастбищ на юго-востоке европейской части России в 2023 году // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 3. С. 321-330. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-3-321-330
  12. Шинкаренко С.С., Барталев С.А., Литвинова Н.В. Исследование возможностей определения структурных характеристик растительных сообществ с доминированием тростника по данным спутниковой съёмки высокого разрешения, наземных измерений и БПЛА // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 5. С. 188-202 DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-5-188-202
  13. Шинкаренко С.С., Выприцкий А.А., Васильченко А.А., Берденгалиева А.Н. Анализ влияния антропогенных нагрузок на процессы опустынивания в северном прикаспии по спутниковым данным // Исследование Земли из космоса. 2023. № 3. С. 44-57. DOI: 10.31857/S0205961423030065
  14. Шинкаренко С.С., Дорошенко В.В., Берденгалиева А.Н., Комарова И.А. Динамика горимости аридных ландшафтов России и сопредельных территорий по данным детектирования активного горения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 1. С. 149–164. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-1-149-164.
  15. Шинкаренко С.С., Иванов Н.М., Берденгалиева А.Н. Пространственно-временная динамика выгоревших площадей на федеральных ООПТ юго-востока Европейской России // Nature Conservation Research. Заповедная наука. 2021. Т. 6. № 3. С. 23–44. DOI: 10.24189/ncr.2021.035
  16. Loupian E., Burtsev M., Proshin A. et al. Usage Experience and Capabilities of the VEGA-Science System // Remote Sensing. 2022. V. 14. No. 1. P. 77. DOI: 10.3390/rs14010077

Презентация доклада

Видео доклада



Ссылка для цитирования: Шинкаренко С.С. Опыт интеграции наземных измерений и данных дистанционного зондирования для определения структурных характеристик растительности аридных ландшафтов // Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2024. C. 497. DOI 10.21046/22DZZconf-2024a

Лекции Двадцатой международной Школы-конференции по фундаментальным проблемам дистанционного зондирования Земли из космоса

497