Геоаналитика.агро: данные дистанционного зондирования земли, как источник агрометеорологической информации

      Комментарии к записи Геоаналитика.агро: данные дистанционного зондирования земли, как источник агрометеорологической информации отключены

Геоаналитика.агро: данные дистанционного зондирования земли, как источник агрометеорологической информации

Е.Н. Горбачева, А.С. Скачкова

ВВЕДЕНИЕ

Информация об условиях произрастания сельскохозяйственных культур стратегически серьёзна при принятии ответов в области сельского хозяйства. Весной метеорологические условия определяют состояние сева озимых и сроки яровых культур по окончании схода снега.

Во время роста и вызревания сельскохозяйственных культур актуальная метеорологическая информация разрешает определять продолжительность стадий и сроки наступления вегетации сельскохозяйственных культур, оценить агрометеорологические условия, формирующие урожайность на определенных периодах, и оказывает помощь предотвратить последствия негативных погодных явлений. В осеннюю пору метеорологические параметры определяют сева уборки озимых и условия урожая. Перезимовка многолетних трав и озимых культур зависит от таких метеорологических черт, как почвы и температуры воздуха, наличие, глубина, сроки схода и установления снежного покрова.

Среди метеорологических факторов, воздействующих на урожай сельскохозяйственных культур, громаднейшее значение имеют осадки, потому, что они служат главным источником запасов почвенной жидкости. Информация о температурном режиме и суммах осадков разрешает оценивать засушливость того либо иного периода, оценивать условия произрастания отдельных культур по стадиям вегетации. Учет режима осадков нужен для обоснования мелиоративных мероприятий, технологии возделывания сельскохозяйственных растений, способов и определения сроков их уборки, своевременного реагирования на негативные природные процессы.

 КАРТЫ МЕТЕОПАРАМЕТРОВ

Метеорологические станции ведут регулярные наблюдения за давлением, температурой, влажностью воздуха, осадками, облачностью, направлением и силой ветра. Но в связи с низкой плотностью размещения существующих метеостанций для карт метеорологических и агрометеорологических параметров употребляется интерполяция и экстраполяция данных.

Что касается таких параметров, как влажность и температура воздуха применение перечисленных способов наровне с информаций о высотах местности обычно обосновано. Использование же способов интерполяции данных при создании карт распределения осадковне дает возможность приобрести актуальную и точную данные, что обусловлено очень неравномерным распределением осадков по земной поверхности. При интерполяции сумм осадков неточность быстро возрастает по мере удаления от осадкомера, исходя из этого для верного суждения об условиях увлажнения сельскохозяйственных полей в целесообразно проводить измерение сумм осадков в каждом отдельном хозяйстве.

В связи с разреженной сетью метеостанций поиск источников пространственной информации о распространении осадков, их интенсивности и фазовому состоянию (жидких, жёстких и смешанных) есть актуальной задачей.

ГЕОАНАЛИТИКА.АГРО

В сервисе Геоаналитика.Агро реализованы методы анализа и обработки пространственной информации (эти с сети метеостанций, космическая съемка, цифровые модели рельефа), разрешающие оперативно извлекать значимую данные из дешёвых информационных массивов и отображать ее в наглядном виде, и, следовательно, предоставлять пользователям сведения, нужные для понимания актуальной обстановке на полях и своевременного реагирования. Мы всегда работаем над поиском источников своевременной и детальной метеоинформации и разработкой новых методов ее обработки, предоставления и анализа пользователям.

Категория продуктов «Агрометеорологические условия» предназначена для осуществления мониторинга метеоусловий, помогающих развиваться растений и формирование урожая сельскохозяйственных культур.

Для влажности карт воздуха и получения температуры, осадков и давления в сервисе Геоаналитика.Агро употребляется метеоинформация, поступающая с интернациональной сети метеостанций, для расчета норм метеорологических показателей – архивы метеоданных NOAA, обработанные методом фильтрации ошибочных заполнения и значений пропусков в суточных данных. Карты температуры воздуха представляют собой изолинии температур, полученные методом интерполяции значений тех либо иных метеопараметров (среднее, минимальное, большое, максимум и абсолютный минимум), вычисленных для сети метеостанций.

Для карт распределения осадков в условиях разреженной сети метеостанций целесообразно привлечение дополнительных источников данных метеорологической информации, к примеру данных дистанционного зондирования Почвы (ДЗЗ), приобретаемых с применением микроволновых сенсоров. Оптико-электронные сенсоры, делающие съемку в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне, могу быть использованы для карт распространения снежного покрова.

Главными продуктами сервиса Геоаналитика.Агро, предоставляющими данные о распределении осадков являются карты сумм осадков (за день, декаду, месяц) и карты снежного покрова (продолжительность и распространение залегания).

КАРТЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОСАДКОВ

В сервисе Геоаналитика.Агро присутствуют два комплекта данных, характеризующих распределение осадков. Это срочные наблюдения метеостанций с аккумуляцией за день, месяц и декаду, и эти, вычисленные по глобальному мультисенсорному продукту IMERG (Integrated Multi-satellitE Retrievals for Global Precipitation Measurement). Эти IMERG содержат данные об интенсивности, количестве выпадающих осадков, конечно о соотношении в них жёсткой и жидкой фаз.

Такие материалы разрешают значительно повысить информативность карт распределения осадков. Результирующий продукт, генерируемый сервисом Геоаналитика.Агро согласно данным IMERG — карты сумм выпавших осадков за день, декаду, месяц с пространственным разрешением 5*5 км (рис. 1).

Рис. 1. Отображение слоя осадков в интерфейсе Геоаналитика.Агро

IMERG – информацию об интенсивности, фазовом состоянии и количестве осадков, созданные в ходе проекта Global Precipitation Measurement NASA в сотрудничестве с JAXA. Рассчитываются на базе спутниковых наблюдений в микроволновом и инфракрасном диапазонах. Эти IMERG калибруются по спутниковым и наземным наблюдениям. Результаты наблюдений в «настоящем времени» генерируются раз в полчаса, начиная с полночи каждого дня и являются интенсивностью осадков в мм/час.

Так же раз в тридцать минут аккумулируются продукты за 3 часа, 1, 3 и 7 дней, воображающие собой сумму осадков, выпавших за соответствующий временной промежуток.

Назначение карт распределения осадков:

  • оценка влагообеспеченности культур по декадам, месяцам, стадиям вегетации, вегетационному периоду в целом;
  • оценка условий увлажнения во время уборки урожая;
  • определение засушливых их продолжительности и периодов.

КАРТЫ СНЕЖНОГО ПОКРОВА

Сервис Геоаналитика.Агро предоставляет доступ к следующим своевременным данным о снежном покрове: карты распространения снежного покрова по дням, месяцам и декадам; карты длительности залегания снежного покрова по месяцам и декадам.

Оптико-электронные съемочные совокупности, осуществляющие съемку в видимом, ближнем инфракрасном, среднем инфракрасном диапазонах длин волн, такие как MODIS и Landsat смогут быть использованы при создании карт распространения снежного покрова. Но, облачность и низкое временное разрешение (Landsat) не разрешают генерировать целую маску снежного покрова каждый день лишь на основании этих данных (рис. 2).

Рис. 2. Покрытие территории Новониколаевского района данными MOD10 / MYD10 на 2 февраля 2016 г

В качестве данных при создании карт снежного покрова употребляется продукт снежного покрова MODIS (MOD10, 500 м) и ежедневные мультисенсорные эти IMS, воображающие собой комплект информации о распространении снежного и ледового покрова National Ice Center’s Interactive Multisensor Snow и Ice Mapping System (IMS) с пространственным разрешением 1 км. Эти IMS употребляются для заполнения пропусков в ежедневных данных продукта MODIS.

Результирующие карты снежного покрова, генерируемые сервисом Геоаналитика.Агро:

  • маски снежного покрова с пространственным разрешением 500 м в пределах региона интереса;
  • процент покрытия поля снегом (расчет по сетке полей);
  • карты длительности залегания снежного покрова, генерируемые из ежедневной маски снежного покрова как сумма дней, в каковые территория была покрыта снегом в течение месяца и декады (рис. 3).

Карты покрытия территории снегом предоставляются по дням, месяцам и декадам, карты длительности залегания снежного покрова – по месяцам и декадам.

Рис. 3. Длительность залегания снега в Феврале 2016 г. на территории Новониколаевского района

Мультисенсорные эти IMS (Interactive Multisensor Snow and Ice Mapping System) — итог анализа данных, взятых с солидного числа сенсоров, а также съемочных совокупностей MODIS Terra и Aqua, Suomi-NPP, радарных (Sentinel-1A, Radarsat-2), микроволновых сенсоров (SSM/I, SSMIS), метеорологической информации, поступающей с наземных станций. Применение громадного количества сенсоров, снимающих земную поверхность в разное время и под различными углами в течении 24 часов, и наземных метеоданных разрешает создавать постоянные ежедневные карты распространения снежного покрова с разрешением 1, 4 и 24 км.

Дополнительным источником информации о распространении снежного покрова более большого пространственного разрешения в сервисе Геоаналитика.Агро являются индексные изображения NDSI, приобретаемые по атмосферно корректированным снимкам Landsat и Sentinel-2 с пространственным разрешением 30 и 10 м соответственно (рис. 4.)

Рис. 4. Отображение индекса NDSI в интерфейсе Геоаналитика.Агро

Нормализованный разностный снежный индекс (Normalized difference snow index, NDSI) —  показатель покрытия территории снегом, предназначенный для обнаружения снега на земной поверхности согласно данным дистанционного зондирования Почвы. Для расчета индекса употребляются значения спектральной яркости в зеленом (0,5–0,6 мкм) и среднем инфракрасном (0,76–0,96 мкм) диапазонах спектра.

Назначение карт снежного покрова:

  • определение схода и сроков установления снежного покрова, анализ схода и сроков установления снежного покрова относительно средних долгих сроков;
  • определение длительности залегания снежного покрова;
  • мониторинг негативных природных процессов, таких как вымерзание посевов, раннее установление снежного покрова.

Дистанционное зондирование Земли


Подобранные по важим запросам, статьи по теме: