Подспутниковый MODIS-ориентированный анализ
информативности вегетационных индексов в задаче
описания состояния яровой пшеницы Северного Казахстана

Развитие частной собственности на земли сельскохозяйственного назначения повышает заинтересованность производителей зерна в разработках направленных на уменьшение издержек производства и повышения урожайности зерновых культур – основной экспортной культуры Казахстана. В этом направлении существенную роль могут играть идеи агроландшафтного районирования пашни степной зоны Северного Казахстана, развиваемые д.т.н. Азаровым Н.К. в течение последних 20 лет.
Агроландшафтное районирование имеет цель оптимизации технологии выращивания зерновых культур через тонкий учет ландшафтных особенностей территорий (абсолютных высот, крутизны и экспозиций склонов, интенсивности проявлений ветровой и водной эрозии и др.). Было показано, что из-за особенностей ветрового переноса на слабонаклоненных и слаборасчлененных равнинах степной зоны Северного Казахстана имеются закономерные различия в условиях зимнего снегонакопления. В условиях засушливого климата зимний запас влаги оказывает существенное влияние на общую увлажненность пахотных земель в течение вегетационного периода, влияя на урожайность неполивных зерновых культур. Осенне-весенние агротехнические мероприятия могут включать или не включать различные операции: поднятие зяби, снегозадержание, закрытие влаги и пр. Научно обоснованная оптимизация работ способна давать финансовый результат без ущерба для урожайности.
Проведение агроландшафтного районирования отдельного хозяйства с площадью пашни 10-20 тыс. гектар наземными методами весьма трудоемко: многолетние снегомерные съемки по многим профилям; инвентаризация полей для учета проявлений ветровой и водной эрозии; анализ топографии хозяйства с типичным перепадом высот менее 100 м на 10 км, требующий крупномасштабных планов; и пр. Спутниковые данные высокого и среднего пространственного разрешения могут значительно упростить и ускорить проведение районирования.
На примере Балкашинского района Акмолинской области были опробованы возможности спутниковых данных IRS LISS с разрешением 23 м (1 канал: 520-590 нм; 2 канал: 620-680 нм; 3 канал: 770-860 нм), и MODIS с разрешением 250 м (1 канал: 620-670 нм; 2 канал: 841-876 нм) в задаче агроландшафтного районирования.
В период активного весеннего снеготаяния (начало апреля) снежный покров теряет свою целостность, распадаясь на систему пятен. При этом, коэффициенты отражения подстилающей поверхности в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах начинают сильно зависеть от среднего проективного покрытия снегом. Снимки MODIS, псевдоцветной композит (RGB 211), в этот период позволяют легко проводить районирование территории по условиям зимнего снегонакопления, выделяя участки с близким состоянием снежного покрова.
Летние снимки MODIS (середина июля – начало августа), после расчета вегетационного индекса позволяют оценивать общий объем зеленой биомассы на полях, что является показателем их плодородия.
Летние снимки IRS LISS можно использовать для картирования протяжин (временных водотоков заполняемых при интенсивном весеннем снеготаянии), которые хорошо выделяются на пахотных массивах в виде системы каналов по форме напоминающих речную сеть с лучшим состоянием вегетации, вызванным повышенной влажностью почв. Численные характеристики длины протяжин на полях характеризуют интенсивность процессов водной эрозии, а их пространственное расположение несет дополнительную информацию о гипсометрии и типичных режимах весеннего снеготаяния на территории.