Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Пятнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса"

XV.F.556

Возможности проведения анализа характеристик, получаемых на основе данных различных спутниковых систем для групп виноградников с различными свойствами

Толпин В.А. (1), Рыбалко Е.А. (2), Баранова Н.В. (2), Кашницкий А.В. (1), Лупян Е.А. (1)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(2) Национальный научно-исследовательский институт винограда и вина «Магарач», Ялта, Россия
ИИспользование современных методик дистанционного зондирования Земли позволяют получать объективную информацию о различных объектах и явлениях одновременно на больших территориях. В настоящее время эти возможности широко используются для мониторинга сельскохозяйственной деятельности (Барталев и др., 2016).
Данная работа посвящена изучению возможностей проведения анализа характеристик групп виноградников с различными свойствами, получаемых на основе данных дистанционного зондирования. Были проведены анализы по изучению влияния некоторых свойств виноградников в Республике Крым на их спектрально-временные характеристики.
Виноградники были разделены на несколько групп по свойствам и на несколько вариантов. Анализировались следующие свойства: возраст насаждений (от 1978 до 2010), различные схемы посадки, сроки созревания, с учетом цвета винограда. Для разделения на группы были использованы наземные данные из информационной базы данных (Толпин и др., 2017), которая была сформирована на южную прибрежную территорию Республики Крым от Фороса до Алушты. Информационная база создавалась в рамках проекта "Разработка научно методических основ геоинформационной технологии дистанционного мониторинга виноградников", выполняемого совместно Национальным научно-исследовательским институтом виноградарства и виноделия «Магарач» (ННИИВиВ «Магарач») и Институтом космических исследований РАН (ИКИ РАН) (Рыбалко и др., 2016).
Были проведены анализы спектральной информации по каждому полю в группе. Изучались зависимости спектральной яркости от длины волны. В качестве основных данных использовались данные Landsat 8. Было установлено, что наибольшие различия в спектральной яркости наблюдаются в канале 865 нм. Однако, несмотря на различия, какого либо значительного влияния характеристик винограда не наблюдается. Возраст виноградников в некоторой степени оказывает влияние на их спектральные характеристики, однако это влияние незначительно и зачастую нивелируется другими факторами. Схема посадки кустов винограда оказывает влияние на спектральные характеристики насаждений, однако более значимым является не количество растений на единицу площади, а ширина междурядий. Такие показатели, как окраска ягоды винограда и срок созревания сорта не имеют тесной связи со спектральными характеристиками виноградных насаждений. В дополнение к данным Landsat 8 были попытки использования гиперспектральных данных ГСА-1 спутника Ресурс П №1. Эти данные перспективны и представляют больше спектральной информации, однако их использование затруднено очень малой частотой съемки.
Также были проведены анализы динамики вегетационных индексов на каждом поле. В качестве основного индекса использовался вегетационный индекс NDVI рассчитанный по данным MODIS и Landsat. Какого-либо значительного влияние на величину индекса NDVI таких показателей как возраст насаждений, окраска ягоды винограда и срок созревания установлено не было. Было отмечено, что в период с конца мая по середину июня величина NDVI на участках с шириной междурядий 2,2 м превышает аналогичный показатель участков с шириной междурядий 3 м.
Для проведения анализов были использованы возможности спутникового сервиса ВЕГА, созданного банка данных и Центра коллективного пользования "ИКИ-Мониторинг" (Лупян и др, 2015). Вся необходимая информация получалась и анализировалась онлайн с помощью веб интерфейса сервиса ВЕГА. Проведенная работа показала доступность и возможность проведения анализа различных характеристик виноградников существующими инструментами и доступными данными. Несмотря на то, что значительные зависимости в спектрально-временных характеристиках виноградников не были найдены по данным MODIS и Landsat, имеет смысл продолжить исследования с использованием данных других спутников, особенно с гиперспектральными приборами, и других вегетационных индексов.
Работа выполнена при поддержке РФФИ проект 15-07-05564.

Ключевые слова: ключевые слова
Литература:
  1. Барталев С.А., Егоров В.А., Жарко В.О., Лупян Е.А., Плотников Д.Е., Хвостиков С.А., Шабанов Н.В. Спутниковое картографирование растительного покрова России // М.: ИКИ РАН, 2016. 208 c.
  2. Толпин В.А., Рыбалко Е.А., Баранова Н.В., Кашницкий А.В., Лупян Е.А., Уваров И.А. Формирование информационной базы спутниковых и наземных данных для отработки методик дистанционного мониторинга виноградарства в Республике Крым // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 1. С. 101-110
  3. Рыбалко Е.А., Баранова Н.В., Лупян Е.А., Толпин В.А., Кашницкий А.В., Уваров И.А., Крашенинникова Ю.С. Организация работы с данными наземных и дистанционных наблюдений для решения задач дистанционного мониторинга виноградников // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 1. С. 79-92.
  4. 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.

Презентация доклада

Дистанционное зондирование растительных и почвенных покровов

397