Возможности спутникового радиолокационного мониторинга для решения задач сельского хозяйства

      Комментарии к записи Возможности спутникового радиолокационного мониторинга для решения задач сельского хозяйства отключены

Возможности спутникового радиолокационного мониторинга для решения задач сельского хозяйства

Ю.И. Кантемиров, В.Н. Семенов

ОБЗОР Неприятности

Космический мониторинг активно используется для ответа широкого круга задач сельского хозяйства во всем мире. Спутниковые снимки земной поверхности, сделанные в разных диапазонах электромагнитного спектра, разрешают оперативно, с нужной  периодичностью, приобретать наглядную данные о сельскохозяйственных угодьях без исполнения наземных наблюдений либо с их исполнением только на маленьком эталонном участке. Наряду с этим информация, заверенная наземными наблюдениями на эталонном участке, после этого экстраполируется на всю площадь снимка.

Препятствием для регулярного космического мониторинга в оптическом диапазоне может стать облачность, в связи с чем оптические снимки смогут быть дополнены, а в некоторых случаях и заменены радиолокационными снимками, просвечивающими облачность и не зависящими от освещенности. Именно на применении радиолокационных съемок для задач сельского хозяйства хотелось бы остановиться подробнее, потому, что эта тема значительно меньше освещена в отечественное печати, чем использование простых оптических съемок.

На данный момент на орбите находится 11 радиолокационных спутников. Имеется возможность осуществить поиск архивных спутниковых радиолокационных снимков на заданный участок либо подать запрос на новую целевую съемку, которая проводится в течение нескольких часов.

По окончании получения снимков выполняется нужная предварительная и тематическая их обработка. Для этих целей употребляется программный продукт SARscape.

Перспективным и самый экономически действенным представляется организация на региональном уровне интернет-порталов с ограниченным доступом для подписавшихся абонентов (конкретных фермерских хозяйств). На этих геопорталах смогут систематично выкладываться сами результаты и космические снимки их обработки, в виде тематических карт, нужных этим локальным пользователям.

ПРИМЕР МОНИТОРИНГА ТЕСТОВОГО УЧАСТКА

Разглядим конкретный пример космического радиолокационного мониторинга тестового участка в одном из хозяйств в Центральном федеральном округе России. Съемка этого участка была выполнена 6 раз в течение 2010 г. с канадского спутника RADARSAT-2. Пространственное разрешение снимков — 7 м.

Даты съемок: 24 июня, 18 июля, 11 августа, 4 сентября, 28 сентября, 22 октября 2010 г.

Результаты тематической обработки первого радарного снимка от 24 июня продемонстрированы на рис. 1 (обработка снимка была выполнена в программных модулях SARscape). На этом снимке прекрасно различаются яровые и озимые культуры. В частности, озимые культуры характеризуются более зелеными оттенками, потому, что как раз в зеленом канале находится кросс-поляризация HV, характеризующая количество биомассы.

Яровые же культуры характеризуются более коричневыми оттенками и красными, потому, что сигнал в поляризации HH, находящийся в красном канале, просвечивает неплотную растительность и отражается от поверхности почвы. Чистый пар характеризуется темно-светло синий оттенками, потому, что ровные поверхности самый подробно отображаются в поляризации VV, а она в данном композите соответствует светло синий каналу.

Рис. 1. Результаты обработки снимка RADARSAT-2 от 24 июня 2010 г., сопоставленные с информацией с карты севооборота.

Из всех сельхозкультур наилучшим образом от всех остальных дифференцируется озимая рожь. Особенно Примечательно, что она сильно по типу отражения различается с озимой пшеницей (по всей видимости это сорт ржи с весьма замечательной биомассой либо высокими стеблями).

Необрабатываемые почвы выделяются грязно-темно-зелеными оттенками.

Символами вопроса помечены те участки, где наземная информация (карта севооборота) не соответствует снимку.

На радиолокационном снимке от 18 июля (рис. 2) четко дешифрируются поля, на которых случился сбор урожая озимых культур (пшеницы, ржи, ячменя). Это — участки, каковые на прошлом снимке от 24 июня характеризовались зелеными оттенками, а на этом снимке выделяются темно-светло синий оттенками, родными по цвету к чистому несколько.

Рис. 2. Результаты обработки снимка RADARSAT-2 от 18 июля 2010 г., сопоставленные с информацией с карты севооборота

В юго-западной части снимка видно, что были кроме этого убраны яровая пшеница и яровой ячмень. Участок чистого пара (по наземным данным) в южной части снимка, еще больше усилил зеленый оттенок, что показывает, что в действительности это не чистый пар. Яровой рапс, что на снимке от 24 июня сливался по оттенку с озимой пшеницей (зеленовато-коричневый цвет), сейчас — по окончании ее уборки — ярко выделяется светло-голубым цветом, что показывает, что его биомасса к 18 июля увеличилась.

То же самое возможно сообщить и о маленьком поле гречихи на западе снимка.

На снимке от 11 августа (рис. 3) четко дешифрируются участки, на которых случилась уборка ярового рапса, овса и гречихи (их отражающая свойство быстро уменьшилась если сравнивать с прошлым снимком от 18 июля). Темно-светло синий оттенки многих полей говорят об их подготовке к посеву озимых.

Рис. 3.Результаты обработки снимка RADARSAT-2 от 11 августа 2010 г., сопоставленные с информацией с карты севооборота

 На снимке от 4 сентября дешифрируются кое-какие участки, на которых, по всей видимости, случился сев озимых культур, но большая часть полей сохранили темно-светло синий оттенок, характерный для снимка от 11 августа, что показывает, что поля подготовлены к посеву озимых и ожидают собственной очереди.

Рис. 4. Результаты обработки снимка RADARSAT-2 от 4 сентября 2010 г., сопоставленные с информацией с карты севооборота

Отметим увлекательный участок в северо-западной части снимка, помеченный красной стрелкой и обозначенной на карте севооборота как чистый пар. Но на снимках от 24 июня, 18 июля, 11 сентября и 4 августа заметно, что на этом месте произрастает какая-то культура, и достигает к 4 сентября максимума биомассы.

На снимке от 28 сентября (рис. 5) прежде всего заметны трансформации, которые связаны с повышением отражающей свойстве многих полей и с усилением вклада зеленого цвета (т.е. объемного рассеяния), что может сказать о том, что эти поля засеяны озимыми и, быть может, о появлении их всходов (самые зелёные поля).

Рис. 5. Результаты обработки снимка RADARSAT-2 от 28 сентября 2010 г., сопоставленные с информацией с обновленной карты севооборота

Убрана растительность с поля, обозначенного ранее как чистый пар (участок в северо-западной части снимка, помеченный красной стрелкой).

Снимок от 22 октября характеризуется, по большей части, повышением вклада объемного рассеивания (об этом говорит усиление зеленых и коричневых оттенков). Это говорит о развитии всходов и дальнейшем появлении озимых.

Заключение и ВЫВОДЫ

Приведенный пример космического радиолокационного мониторинга одного из участков разрешает сделать следующие главные выводы:

  • радиолокационные снимки не зависят от освещённости и облачности, а исходя из этого смогут обеспечить регулярную съемку с нужной периодичностью любых по площади территорий;
  • на радиолокационных снимках финиша июня — прекрасно разделяются яровые культуры от озимых, и озимая рожь от озимой пшеницы, помимо этого, выделяются чистый пар и необрабатываемые земли;
  • на снимках середины июля — прекрасно разделяются гречиха и рапс от яровой пшеницы, кроме этого на этом снимке видна уборка урожая озимых;
  • на снимках за середину августа видна уборка урожая овса, гречихи и рапса, кроме этого видна подготовка части полей к посеву озимых
  • на снимках начала сентября видна подготовка полей к посеву озимых, и поля с только что посеянными озимыми;
  • на снимках финиша сентября заметны работы, которые связаны с посевом озимых, и заметны первые всходы озимых;
  • на снимках финиша октября видны снова показавшиеся всходы озимых, и развитие ранее показавшихся всходов;
  • на всех снимках серии видны участки несовпадения карт севооборота с настоящей обстановкой, что разрешает уточнять эти карты и проводить мониторинг применения сельхозземель.

XIV ДЗЗ 2016 — 310 ауд. — (15.11.2016) — Мониторинг вулканов, Мониторинг природных пожаров


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: