Система космического мониторинга засух на территории Казахстана:
новые возможности и технологии

Регулярный космический мониторинг растительного покрова проводится в Казахстане с 2000 года. В АО «Национальный центр космических исследований и технологий» функционирует система космического мониторинга засух (СКМЗ), в состав которой входят два технологических комплекса решения прикладных задач. Первый комплекс предназначен для мониторинга сезонной динамики условий вегетации. Комплекс обеспечивает ежедекадное формирование цифровых матриц индексов вегетации NDVI и VCI на всю территорию Казахстана, позволяет оперативно детектировать участки, пострадавшие от засухи, контролировать направление и скорость распространения засухи. Второй комплекс предназначен для анализа межсезонных вариаций продуктивности растительного покрова и оценки частоты засух на основе многолетних рядов интегральных индексов вегетации.
Результаты мониторинга свидетельствуют, что в последнее десятилетие наблюдается устойчивый тренд снижения продуктивности растительного покрова практически по всей территории Казахстана. Отмечается рост частоты и интенсивности засух. Засухи различной силы и масштаба регистрировались по спутниковой информации в 2004, 2006, 2008, 2010 и 2012 годах. Засуха 2012 г. оказалось самой мощной за весь период наблюдений по размеру охваченной территории; засуха 2010 г. поразила северные области, где расположены основные площади зерновых культур, и нанесла значительный экономический ущерб.
В настоящее время завершается разработка проекта дальнейшего развития СКМЗ. Разработаны структура базы спутниковых данных для решения задач сценарного прогноза развития засушливых условий; требования и регламенты к системе космического мониторинга засух на территории РК; технология раннего распознавания засух по данным ДЗЗ из космоса.
Одной из ключевых задач является создание методики прогноза пространственно-временной динамики засухи в течение вегетационного сезона. Для получения корректного прогноза используется база сезонных временных рядов вегетационных индексов, отражающих подекадную динамику условий вегетации на территории Казахстана, за период с 2000 года. Методика предусматривает два варианта решения задачи прогноза. В рамках первого - определяется единственный «год аналог», т.е. временной ряд, декадная динамика условий вегетации в котором «наиболее похожа» на текущий сезон. Второй вариант предусматривает построение «коридора»: определение двух сезонов - ближайшего лучшего («год Аналог +») и ближайшего худшего («год Аналог–») по условиям вегетации за весь период мониторинга. При этом «год Аналог+» можно рассматривать в качестве «оптимистичного» сценария, а «год Аналог–» в качестве «пессимистичного» сценария развития сезонных условий вегетации.
Работа выполнена в рамках гранта МОН РК «Разработать информационную технологию мониторинга и прогноза засух на основе многолетних рядов данных дистанционного зондирования территории Казахстана» по приоритету «Информационные и телекоммуникационные технологии» бюджетной программы 217 «Развитие науки».