Опыт автоматизированного дешифрирования почвенного покрова сельскохозяйственных земель Беларуси по снимкам сверхвысокого разрешения

Земли сельскохозяйственного назначения являются важнейшим ресурсом, призванным обеспечить продовольственную безопасность государства. Всестороннее изучение и анализ сельскохозяйственных земель невозможен без информации о почвенном покрове. Для получения такой информации все шире применяются технологии спутникового дистанционного зондирования Земли. Для изучения возможностей использования данных дистанционного зондирования (ДДЗ) сверхвысокого разрешения при крупномасштабном почвенном картографировании были подобраны многозональные космические снимки QuickBird и Ikonos на территории тестовых полигонов, расположенных в различных ландшафтных условиях.
Для обработки ДДЗ и создания почвенных карт была разработана технологическая схема, включающая следующие этапы: предварительная обработка снимков (геометрическая, яркостная коррекции, пространственные статистические фильтрации), создание ГИС-проекта и базы геоданных, выделение однородных операционно-территориальных единиц дешифрирования (районирование территории), тематическая обработка снимков (преобразование по методу главных компонент, «tasseled-cap», расчет вегетационных индексов и т.д.), дешифрирование почвенного покрова, генерализация результатов дешифрирования, интерпретация результатов дешифрирования, оценка точности дешифрирования, векторизация контуров, оформление карты и легенды. Ключевым этапом является автоматизированное дешифрирование снимков, основанное на автоматизированной классификации. Неотъемлемой частью дешифрирования является формирование банка эталонов почв и их индикаторов. Технология предусматривает также выполнение статистического анализа дешифрируемости эталонов, соответствующих различным почвам.
Территория Браславского полигона, расположенного на севере Беларуси в зоне ледниковой аккумуляции, характеризуется интенсивным проявлением водной эрозии, которая является основным негативным фактором сельскохозяйственного производства. Проведенные исследования показали возможность дистанционного выявления степени смытости почв и различий в степени увлажнения почв, в том числе по состоянию растительного покрова.
Солигорский полигон расположен в пределах мелиоративной системы на осушенном торфяно-болотном комплексе. Ввиду нерационального использования осушенных земель, повсеместно наблюдается деградация торфяно-болотных почв, выражающаяся в ветровой эрозии, минерализации и сработке торфяной залежи. Исследования показали возможность уверенного автоматизированного дешифрирования торфяных, коренных минеральных и деградированных почв на открытых распаханных землях. Возможно выделение стадий деградации торфяных почв, характеризующихся различным содержанием органического вещества (деградированные торфяно-минеральные и деградированные остаточно-торфяные почвы).
В целом использование многозональных снимков сверхвысокого разрешения повышает эффективность крупномасштабного почвенного картографирования. Предложенная технология в максимальной степени автоматизирует процесс дешифрирования снимков и составления карт, а полученные карты обладают более высокой детальностью и достоверностью.