ЭлБиб

МСХЖ №4/2016

тура спутников снимает целевую террито-

рию в нескольких каналах светового спек-

тра. Важным является наличие сенсоров

видимых (0,4-0,7 мкм) и ближних инфра-

красных (0,7-3,0 мкм) участков излучения,

для которых характерны наибольшие раз-

личия в отображении состава и структуры

растительного и почвенного покровов [4].

Космический мониторинг также пред-

полагает регулярное получение большого

количества снимков, поэтому при органи-

зации их архивов предусматривают цено-

вые характеристики съемки. Среди всего

ее разнообразия большая часть является

коммерческой, а самые детальные дан-

ные с разрешением более 5 метров на

пиксель – только коммерческие, поэтому

обычно в качестве высокопериодичных

снимков используют свободно распро-

страняемые в сети Интернет изображе-

ния: ежедневные Terra/Aqua MODIS (раз-

решение 250 м), 10-16-дневные Landsat-8

(15-30 м) и Sentinel-2 (10-20 м). В скором

времени планируется ввод в действие

ряда других спутников со схожими харак-

теристиками. Вся съемка организуется в

специальные каталоги и архивы, способ-

ствующие проведению ретроспективного

анализа и выявлению закономерностей в

развитии растительных покровов, что яв-

ляется основой прогнозной деятельности.

При обосновании результатов дешиф-

рирования привлекают сведения о метео-

рологических показателях за дату съемки

и ведутся архивы метеонаблюдений для

вычисления базовых агроклиматических

показателей, например, сумм активных

температур и накопленных осадков. Ос-

новным источником данных при этом яв-

ляются государственные и частные мете-

останции.

Для схожих целей привлекают также

результаты анализа рельефа местности,

поскольку характер склоновых процессов

непосредственно сказывается на состоя-

нии сельскохозяйственных земель. Исход-

ные данные обычно предоставляются в

виде готовых цифровых моделей рельефа

(ЦМР).

Помимо перечисленных источников

информации в геосервис вносятся пользо-

вательские сведения о землях. Это планы

и схемы землеустройства для уточнения

границ полей, экономические показатели

по каждому полю, агрохимические данные

и т.п.

При работе с геосервисом в обяза-

тельном порядке ведется

база данных

(реестр) сельскохозяйственных земель,

в состав которой входит набор атрибу-

тивных таблиц, где каждая строка записи

соответствует контуру поля. Такая база

данных (БД) является реляционной базой

геоданных, где все сведения имеют свое

пространственное отображение на карте.

Она функционирует на основе системы

управления базами данных (СУБД), под-

держивающей работу с координатно-опре-

деленной информацией.

За работу с БД отвечает

администра-

тивный блок

геосервиса. Это набор про-

граммных интерфейсов для ввода инфор-

мации, построения логических запросов

и вывода необходимых сведений в виде

отчетных материалов.

Ввод данных производится за счет

установленных форм, в общем виде их со-

став выглядит следующим образом:

• паспорт сельскохозяйственного поля

(номер поля согласно нумерации поль-

зователя, сведения об учтенной площа-

ди, значения рассчитанной в геосервисе

площади, сведения о произрастающих

культурах и их предшественниках, данные

государственного кадастра и др.);

• сведения о собственниках и аренда-

торах земли (сведения о пользователях);

• информация о сельскохозяйственных

работах (тип работ: посев, мелиоративная

деятельность, внесение удобрений, убор-

ка урожая; дата проведения работ; ре-

зультаты работ: площади обработанных

земель, объемы убранного урожая и т.п.);

• агрохимические показатели (содер-

жание гумуса и различных химических ве-

ществ в точках опробования);

• данные сельскохозяйственной техни-

ки (тип, модель, расход топлива, ширина

захвата и др.);

• результаты полевых наблюдений (по-

левые отчеты, фото- и видеоматериалы)

и др.

Структура и содержание форм могут

меняться в зависимости от задач, которые

решает геосервис, но для функционирова-

ния космического мониторинга минималь-

ный набор вносимых сведений включает

уникальный идентификатор поля для

их различия при построении запросов;

сведения о текущей культуре, поскольку

различные виды растительности имеют

разную яркость на снимке; даты сельско-

хозяйственных работ для обоснования

существенных изменений в состоянии

растительного покрова.

Управляющая базой данных СУБД дает

возможность организации поисковых за-

просов к отдельным таблицам. Они стро-

ятся на основе языка программирования

SQL, но пользователю обычно предостав-

ляются готовые шаблоны поиска. Крите-

рии и сценарии запросов определяются на

основе состава данных экспертным путем.

По аналогии функционирует вывод

информации в отчетные формы, где уже

заданы строгие правила отбора данных и

прописаны форматы их записи в файл.

Блок космического мониторинга

отве-

чает за основное назначение геосервиса и

выполняет целый ряд задач:

• организация приема и каталогизация

космической съемки;

• обработка космических снимков мате-

матическими методами;

• расчет показателей состояния расти-

тельного и почвенного покровов;

• расчет зон плодородия почв для обо-

снования внесения удобрений;

• расчет урожайности культур;

• отображение результатов мониторин-

га и их запись в БД.

Любой космический снимок характери-

зуется определенным набором атрибутов:

дата и время съемки, тип аппаратуры, про-

странственное разрешение, спектральные

данные, форматы и др. – все они записа-

ны в специальных файлах метаданных.

Классификация на их основе всего объе-

ма снимков в организованные каталоги и

архивы оптимизирует процесс их дальней-

шего анализа программными средствами,

а также повышает эффективность выбора

нужного изображения при визуальном де-

шифрировании.

Обычно в среду геосервиса загружают-

ся так называемые «сырые» космические

данные, которые требуют дальнейшей

обработки за счет процедур уточнения

геопривязки, пересчета систем координат,

проецирования, ортотрансформирования,

цветовой коррекции и т.п. Их методы были

разработаны десятилетия назад и усовер-

шенствованы в современных ГИС в виде

готовых программных алгоритмов, при-

меняемых к каждому снимку в файловом

хранилище.

На основе обработанных данных про-

водится расчет различных показателей

состояния растительного и почвенного

покровов исследуемых сельскохозяй-

ственных земель. Центральное место при

этом занимает построение вегетацион-

ных индексов, а самой распространенной

ЗЕМЕЛЬНЫЕ ОТНОШЕНИЯ И ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВО

Рисунок 2.

Пример изображения значений

индекса NDVI, построенного на основе

снимка Landsat-8 по контурам пахотных полей

в геосервисе КосмосАгро

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека