ЕЖЕДЕКАДНАЯ ОЦЕНКА УРОЖАЙНОСТИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ПО СПУТНИКОВОЙ И НАЗЕМНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Рассматривается новая технология оценки урожайности зерновых культур по спутниковой и агрометеорологической информации. В качестве методов исследования использовались метод корреляционно- регрессионного анализа и метод расчета урожайности по году-аналогу, выбранному по складывающимся метеорологическим условиям и значениям NDVI.
Исследования проводились для территорий трех управлений гидрометеослужбы: Северо Кавказского, Приволжского и Центральных Черноземных Областей. Источником агрометеорологической информации являлись материалы наблюдений агрометеорологических станций. По результатам спутникового зондирования рассчитывался вегетационный индекс (NDVI). Временной диапазон наблюдений составлял 9 лет, с 2001 по 2009 гг. В результате исследований разработана технология расчета ожидаемой урожайности.
1. Расчет урожайности по регрессионным зависимостям
На первом этапе для выбора наиболее информативных параметров рассчитывались корреляционные матрицы за период с 2001 по 2008 гг. Для их составления были использованы средние декадные и накопленные характеристики основных агрометеорологических параметров и спутниковой информации, осредненные по территориям областей.
Анализ коэффициентов корреляции позволил выделить агрометеорологические и спутниковые данные, которые оказывают наиболее существенное влияние на урожайность и включить их в прогностические уравнения для определения ожидаемой урожайности. В целом, все уравнения успешно прошли проверку на значимость и устойчивость по критерию Фишера и по критерию Стьюдента.
Полученные зависимости проверялись на независимом материале по данным 2009 года. Были рассчитаны значения урожайности за 2009 год для всех УГМС. Наблюдается достаточно хорошее совпадение рассчитанной урожайности и фактической.
Учитывая статистический характер полученных уравнений по мере получения новых данных, эти зависимости представляется целесообразным ежегодно обновлять с привлечением данных расчетного года. Таким образом, были получены уточненные статистические уравнения с включением в расчеты информации за 2009 год. Произведен расчет урожайности на 2010 год. Проверка результатов расчетов может быть проведена после получения ожидаемых статистических данных по урожайности за 2010 г.
2. Оценка урожайности по году-аналогу по метеорологическим условиям
Ввиду ограниченности выборки, не для всех субъектов РФ получены такие зависимости. Для этих случаев был разработан метод, основанный на годе-аналоге по метеорологическим условиям с корректировкой по значениям NDVI, полученным за рассматриваемый период.
Предлагается следующий алгоритм расчета урожайности по году-аналогу, состоящий из трех этапов:
1) на первом этапе на основе анализа складывающихся погодных условий, по значениям гидротермического коэффициента определяется тип метеорологических условий в виде трех градаций:
- неблагоприятные условия;
- средние условия;
- оптимальные условия.
2) на втором этапе определяется значение ожидаемой урожайности в соответствии с выбранным типом метеорологических условий. Предполагается, что при неблагоприятных условиях для расчета ожидаемой урожайности выбирается минимальная урожайность из рассматриваемого временного ряда; при средних условиях урожайности выбирается средняя урожайность из рассматриваемого временного ряда; а при оптимальных условиях выбирается максимальная урожайность из рассматриваемого временного ряда.
3) третий этап включает корректировку значений урожайности на основе спутниковой информации по соотношению текущего значения NDVI с максимальным, минимальным или средним из рассматриваемого ряда.
Был произведен расчет урожайности зерновых культур для указанных УГМС за 2009 год. Значения рассчитанной и фактической урожайности оказались достаточно близки, в среднем ошибка расчета не превышает 10%.
В заключение следует сказать, что в результате исследований была разработана и проверена технология ежедекадного расчета ожидаемой урожайности зерновых, включающая в себя расчет для одних территорий по регрессионным зависимостям, а для других с использованием метода года-аналога. Данная технология может быть использована в оперативной работе для подекадной оценки условий формирования урожайности по рассматриваемой территории.