Мониторинг зерновых культур на юге Западной Сибири по данным MODIS и ERS-2

В 2004-06 гг. в период с мая по сентябрь проведены мониторинговые многовременные наблюдения сельскохозяйственной зоны Западной Сибири с помощью сканера MODIS. Индексы NDVI и LAI с пространственным разрешением 250м рассчитывались по алгоритмам MOD13 и MOD15. С июня 2005 г. ведется создание архива радарных космоснимков ERS-2\SAR в формате PRI. Полоса захвата сканера 100 км, разрешение 12.5 м, интервал между полосами перекрытия 3-е суток, период повторения подспутниковых трасс – 35 суток. Космоснимки оперативно принимаются в Центре ДЗЗ ЮНИИ ИТ на антенные комплексы «ОПТЭКС» и ТНА-9. Обработка проводится на суперкомпьютере SUN FIRE 15K. Разработано программное обеспечение на языке IDL для пакетного геотрансформирования стандартных кадров ERS-2 PRI размером 100*100 км в проекцию UTM. Для построения полного многовременного покрытия территории выполняются следующие виды обработки каждого кадра: калибровка в шкалу dB и коррекция яркости кадра по наклонной дальности.
Полевые наблюдения для дешифрирования видового состава сельскохозяйственных культур на радарных снимках ERS-2 проводились в 2006 г. в Новосибирской области и Алтайском крае. Установлено, что цветовой RGB синтез из снимков выполненных в июне, июле и августе на одну и ту же территорию позволяет визуально разделять следующие культуры: подсолнечник, пшеница, кукуруза, просо. Не разделяются пшеница и овес, что связано с совпадением фенофаз развития культур. Ранее была установлена невозможность разделения этих культур и на многовременных космоснимках, выполненных сканером МСУ-Э [1]. При включении в цветовой синтез снимков за май и сентябрь достоверно выделяются паровые поля и стерня. Локально выпавшие на сухую почву осадки при сильном ветре вносят искажение в снимки ERS-2 в виде светлых полос. Это связано с изменением диэлектрической проницаемости влажных почв и растений. Для пропашных полей проведено сопоставление коэффициента обратного рассеяния ERS-2 с индексами NDVI и LAI, оцениваемыми по данным сканера MODIS в день пролета или за ближайшие даты при наличии облачности.
Цветосинтезирванные изображения MODIS NDVI за разные даты съемки отображают многообразие фенофаз развития зерновых культур в различных агроклиматических зонах юга Западной Сибири. Различия связаны со сроками сева в связи с затяжной весной и неравномерностью выпадения осадков по территории в летние месяцы. Достоверно выделяются группы полей засеянных одной культурой и отдельные паровые поля. Разновременные данные всепогодного космического радара ERS-2\SAR среднего разрешения позволяют определить видовой состав культур для всей территории юга Западной Сибири в дождливые годы с большим числом облачных дней.
Работы проводятся при поддержке проекта ESA Category-1 ID 3158.

Литература
1. Евтюшкин А.В., Юшаков В.Н., Рычкова Н.В. Использование данных дистанционного зондирования для распознавания зерновых культур и коррекции моделей биопродуктивности // Известия Алтайского государственного университета. № 1. 2002. C.63-67.