http://rmid-oecd.asean.org/situs slot gacorlink slot gacorslot gacorslot88slot gacorslot gacor hari inilink slot gacorslot88judi slot onlineslot gacorsitus slot gacor 2022https://www.dispuig.com/-/slot-gacor/https://www.thungsriudomhospital.com/web/assets/slot-gacor/slot88https://omnipacgroup.com/slot-gacor/https://viconsortium.com/slot-online/http://soac.abejor.org.br/http://oard3.doa.go.th/slot-deposit-pulsa/https://www.moodle.wskiz.edu/http://km87979.hekko24.pl/https://apis-dev.appraisal.carmax.com/https://sms.tsmu.edu/slot-gacor/http://njmr.in/public/slot-gacor/https://devnzeta.immigration.govt.nz/http://ttkt.tdu.edu.vn/-/slot-deposit-dana/https://ingenieria.unach.mx/media/slot-deposit-pulsa/https://www.hcu-eng.hcu.ac.th/wp-content/uploads/2019/05/-/slot-gacor/https://euromed.com.eg/-/slot-gacor/http://www.relise.eco.br/public/journals/1/slot-online/https://research.uru.ac.th/file/slot-deposit-pulsa-tanpa-potongan/http://journal-kogam.kisi.kz/public/journals/1/slot-online/https://aeeid.asean.org/wp-content/https://karsu.uz/wp-content/uploads/2018/04/-/slot-deposit-pulsa/https://zfk.katecheza.radom.pl/public/journals/1/slot-deposit-pulsa/https://science.karsu.uz/public/journals/1/slot-deposit-pulsa/ Московский экономический журнал 8/2021 - Московский Экономический Журнал1

Московский экономический журнал 8/2021

Научная статья

Original article

УДК 528.88

doi: 10.24412/2413-046Х-2021-10449 

ДИСТАНЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ВЫЯВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ДЕГРАДАЦИИ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА

REMOTE SENSING METHODS FOR DETECTING SOIL DEGRADATION PROCESSES

Мезенцева Ольга Варфоломеевна, доктор географических наук, академик РАЕ, ФГБОУ ВО «Омский государственный педагогический университет», Омск

Бевз Виктория Владимировна, аспирант, ФГБОУ ВО «Омский государственный педагогический университет», Омск

Mezentseva Olga Varfolomeevna, Doctor of geographical Sciences, academician of The Russian Academy of Natural History, Omsk State Pedagogical University, Omsk

Bevz Victoria Vladimirovna, Postgraduate student, Omsk State Pedagogical University, Omsk

Аннотация. Во всех странах мира антропогенная деятельность негативно повлияла на состояние земель и их плодородие и привела к деградации почвенного покрова. В данной статье произведен анализ использования материалов дистанционного зондирования Земли для обнаружения и мониторинга участков почвенного покрова, подвергшихся деградации. Рассмотрены комбинированные индексы, применяемые при изучении состояния почв. Приведен пример применения данных дистанционного зондирования Земли для исследования деградации почвенного покрова на сельскохозяйственных угодьях Акмолинской области Республики Казахстан с использованием разновременных космических снимков со спутников Landsat-5 и Landsat-7.      

Abstract. In all countries of the world, anthropogenic activities have negatively affected the state of lands and their fertility and led to the degradation of the soil cover. This article analyzes the use of Earth remote sensing materials for monitoring degraded soil cover areas. The combined indices used in the study of the state of soils are considered. An example of the use of remote sensing of the Earth for the study of agricultural land in the Republic of Kazakhstan using satellite images Landsat-5 and Landsat-7 is given.

Ключевые слова: дистанционное зондирование, космические снимки, деградация почв, почвенный покров

Key words: remote sensing, satellite images, soil degradation, soil cover

Деградация почвенного покрова — серьезная экологическая проблема, особенно в регионах, имеющих сельскохозяйственный профиль развития экономики. Разработка и реализация мер по борьбе с процессами деградации почв требует тщательного изучения степени деградации, площадей ее проявления. Процесс исследования почвенной деградации осложняется ее зависимостью от нескольких переменных, таких как плодородие почвы, климат, топография и деятельность человека [1]. Выявление участков почвы, подвергшихся деградации, и факторов, которые оказывают наибольшее отрицательное воздействие на почвенный покров – является одной из важных задач ученых-экологов во всем мире.

Развитие информационных технологий, появление космических снимков высокого и сверхвысокого разрешения, разработка усовершенствованных моделей геодезического оборудования привели к качественным изменениям методов оценки деградации почв [2]. В связи с этим в последнее время методы дистанционного зондирования Земли и геоинформационные технологии стали ведущими методами оценки деградации почвенного покрова.

Целью данного исследования является анализ использования материалов дистанционного зондирования Земли для выявления процессов деградации почв.

В настоящее время существует несколько десятков спутников дистанционного зондирования Земли с высоким пространственным разрешением (от 30 см до 15 м). Для изучения процессов деградации почвенного покрова чаще всего используются оптические спутниковые системы Landsat, Sentinel, SPOT, WorldView. Данные, полученные со спутников Landsat, являются самыми популярными, поскольку этот проект представляет собой самый продолжительный непрерывный сбор космических данных дистанционного зондирования земли среднего разрешения [3].

Вопросами определения процессов почвенной деградации по спутниковым данным занимались такие исследователи, как Lui W.T., Kogan F.N., Reed B.C., Krause K., Добрынин Д.В., Зборишук Ю.Н., Кравцова В.И., Ильенко Т.В.

Проанализировав исследования отечественных и зарубежных ученых, приходим к выводу, что данные дистанционного зондирования Земли являются важным источником информации для картирования, мониторинга и прогнозирования процессов деградации почвы, так как имеют ряд преимуществ. С помощью космических снимков можно оперативно получить информацию о развитии почвенной деградации, провести наблюдение в определенный момент или отследить ее динамику за определенный промежуток времени [4].

Дистанционные методы изучения почвенного покрова обеспечивают возможность исследования деградации почв в труднодоступной местности, при отсутствии возможности применения полевых методов.

Проанализировав космические снимки, можно получить информацию о факторах, влияющих на развитие процессов деградации почв, таких как рельеф, тип почв, тип растительности, формы землепользования.

Большинство дистанционных методов изучения деградации почв основано на определении индексов, являющихся дробно-линейными комбинациями спектральных каналов в видимом, ближнем инфракрасном и инфракрасном диапазонах спектра.

Спектральные индексы подстилающей поверхности, такие как Нормализованный дифференцированный вегетационный индекс (NDVI) и Нормализованный разностный индекс снега (NDSI), применение метода преобразования Tasseled Cap (TCT), а также Линейного спектрального анализа несмешивания (LSMA) часто используется для оценки деградации почвы, изменения ее свойств [5].

Изменение цвета, структуры почвенного покрова на космических снимках также могут быть показателем их деградации. Цвет — важный параметр, характеризующий состояние почвы. Спектральные характеристики почв зависят от их состава и влажности. К примеру, почвы, подверженные деградации, имеют меньшее содержание гумуса и более светлый оттенок.

Спектральный коэффициент отражения почвы, зависит от содержания оксидов железа и соединений углерода. Низкая отражательная способность почв обычно ассоциируется с низкой степенью деградации (наличие оксидов железа, отсутствие карбонатов) [6].

Индекс спектральной яркости позволяет отличить растительность от непокрытой почвы, в следствие чего, он широко используется как индикатор деградации почвы. Низкий уровень индекса яркости объясняется растительным покровом, а высокий уровень — непокрытой поверхностью [7].

В ходе изучения предлагаемых методов, было выявлено, что алгоритм оценки участков почвы, подверженных деградации состоит из следующих этапов:

  1. выявление факторов, способствующих деградации почвенного покрова на исследуемой территории;
  2. подбор материалов дистанционного зондирования Земли на исследуемой территории, их анализ, обработка и обнаружение процессов деградации почв;
  3. изучение динамики процессов почвенной деградации по сериям спутниковых снимков;
  4. сопоставление полученной информации ​​со старыми топографическими картами;
  5. создание тематических картографических материалов;
  6. прогнозирование развития процессов деградации;
  7. разработка мероприятий по борьбе с деградацией почвенного покрова на исследуемой территории.

В качестве примера применения данных дистанционного зондирования Земли для исследования деградации почвенного покрова рассмотрим выявление эрозионных процессов на сельскохозяйственных угодьях Акмолинской области Республики Казахстан с использованием разновременных космических снимков со спутников Landsat-5 и Landsat-7.

На снимках за 1995, 2005 и 2020 гг. (Рис. 1) мы можем наблюдать динамику эрозионных процессов как одну из форм проявления деградации почв.

Выявление эродированных участков было достигнуто путем применения эмпирических уравнений: универсальное уравнение потерь почвы, пересмотренное универсальное уравнение потерь почвы и т.д. Визуальное дешифрование производилось последовательно и состояло из идентификации, классификации, интерпретации результатов.

Анализ пригодности данных дистанционного зондирования Земли для определения территорий с деградацией почв, мониторинга, оценки воздействия человека на почву показывает возможность использования серий мультиспектральных изображений для решения указанного круга задач.

Спутниковая съемка позволяет быстро и своевременно фиксировать наличие и интенсивность процессов деградации почв, прогнозировать их влияние на рельеф, содержание гумуса, продуктивность сельскохозяйственных угодий.

Список источников

  1. Добровольский Г.В. Деградация и охрана почв. — М.: Изд. Московского университета, 2002. — 651 с.
  2. Лабутина И.А. Дешифрирование аэрокосмических снимков. – М.: Аспект Пресс, 2004. – C.98-99.
  3. Ермолаев О.П., Медведева Р.А., Платончева Е.В. Методические подходы к мониторингу процессов эрозии на сельскохозяйственных землях Европейской части России с помощью материалов космических съемок // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2017. – Т. 159, кн. 4. – С. 668–680.
  4. Reed B.C. Using remote sensing and Geographic Information Systems for analyzing landscape/drought interaction. International Journal of Remote Sensing, 14, 1993, p.p. 3489 – 3503.
  5. Kogan, F.N. 1987: Vegetation index for areal analysis of crop conditions. Preprints, Proc.18th Conf. Of Agricaltural and Forest Meteorology, West Lafayette, IN, Amer. Meteor. Soc., p.103-107.
  6. Carlson T.N., Gillies R.R., Perry E.M. A method to make use of thermal infrared temperatures and NDVI measurements to infer soil water content and fractional vegetation cover. Remote Sensing Reviews, 1994, № 9, p.p.161 – 173.
  7. Виноградов Б.В. Дистанционное измерение фитомассы. // Исследование Земли из космоса. – 1982. – №5. с. 36 – 45.

References

  1. Dobrovol`skij G.V. Degradaciya i oxrana pochv. — M.: Izd. Moskovskogo universiteta, 2002. — 651 s.
  2. Labutina I.A. Deshifrirovanie ae`rokosmicheskix snimkov. – M.: Aspekt Press, 2004. – C.98-99.
  3. Ermolaev O.P., Medvedeva R.A., Platoncheva E.V. Metodicheskie podxody` k monitoringu processov e`rozii na sel`skoxozyajstvenny`x zemlyax Evropejskoj chasti Rossii s pomoshh`yu materialov kosmicheskix s«emok // Uchen. zap. Kazan. un-ta. Ser. Estestv. nauki. – 2017. – T. 159, kn. 4. – S. 668–680.
  4. Reed B.C. Using remote sensing and Geographic Information Systems for analyzing landscape/drought interaction. International Journal of Remote Sensing, 14, 1993, p.p. 3489 – 3503.
  5. Kogan, F.N. 1987: Vegetation index for areal analysis of crop conditions. Preprints, Proc.18th Conf. Of Agricaltural and Forest Meteorology, West Lafayette, IN, Amer. Meteor. Soc., p.103-107.
  6. Carlson T.N., Gillies R.R., Perry E.M. A method to make use of thermal infrared temperatures and NDVI measurements to infer soil water content and fractional vegetation cover. Remote Sensing Reviews, 1994, № 9, p.p.161 – 173.
  7. Vinogradov B.V. Distancionnoe izmerenie fitomassy`. // Issledovanie Zemli iz kosmosa. – 1982. – №5. s. 36 – 45.

Для цитирования: Мезенцева О.В., Бевз В.В. Дистанционные методы выявления процессов деградации почвенного покрова // Московский экономический журнал. 2021. № 8. URL: https://qje.su/nauki-o-zemle/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-8-2021/

© Мезенцева О.В., Бевз В.В., 2021. Московский экономический журнал, 2021, № 8.