INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ 2587-6740 111944 10.55186/25876740_2025_68_2_149 Земельные отношения и землеустройство Land relations and land management Земельные отношения и землеустройство Mapping of land use structure based on deciphering of multi-zone space images for the purposes of geoecological zoning of cultural landscape Картографирование структуры землепользования на основе дешифрирования многозональных космических снимков для целей геоэкологического зонирования культурного ландшафта https://orcid.org/0000-0002-3410-1139 Зарубин Олег Александрович Zarubin Oleg Aleksandrovich oleg-zarubin@list.ru

кандидат географических наук;

candidate of geographical sciences;

 Москалева Светлана Александровна Moskaleva Svetlana Aleksandrovna moskaleva-s-a@yandex.ru

кандидат географических наук;

candidate of geographical sciences;

 https://orcid.org/0009-0002-5038-3006 Ларина Алена Викторовна Larina Alena Viktorovna larina2705@yandex.ru

кандидат географических наук;

candidate of geographical sciences;

 https://orcid.org/0009-0008-8253-6883 Мучкаева Наталья Сергеевна Muchkaeva Natalya Sergeevna tosyanya2013@mail.ru https://orcid.org/0009-0009-6383-3142 Козлова Екатерина Анатольевна Kozlova Ekaterina Anatol'evna kozlovaea.10@yandex.ru Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва Саранск Россия National Research Mordovia State University Saransk Russian Federation Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва Саранск Россия National Research Mordovia State University Saransk Russian Federation Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва Саранск Россия National Research Mordovia State University Saransk Russian Federation Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва Саранск Россия National Research Mordovia State University Saransk Russian Federation Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва Саранск Россия National Research Mordovia State University Saransk Russian Federation 14 04 2025 14 04 2025 2 149 153 08 10 2024 06 11 2024 https://qje.su/en/nauka/article/111944/view

В статье раскрываются вопросы применения методик картографирования структуры землепользования с применением алгоритмов автоматизированного дешифрирования данных дистанционного зондирования Земли (многозональных космических снимков) для целей регионального геоэкологического зонирования. Исследования проведены в 2024 г. В качестве данных дистанционного зондирования Земли использованы спутниковые снимки Landsat. Работы проведены с применением нейросетевых методик на базе тестовых полигонов на территории Республики Мордовия, отличающихся различными режимами землепользования. В программном комплексе ScanEx Image Processor проведены эксперименты по определению наиболее эффективной топологии нейронной сети прямого распределения (входные каналы, количество нейронов в скрытом слое). Для оценки точности дешифрирования выполнены расчеты матриц ошибок на контрольных участках. Нейронные сети с предложенными топологиями показали высокую точность дешифрирования. Для тестового полигона с интенсивным характером землепользования было выполнено картографирование классов землепользований Land Cover. Средняя доля не распределенных по классам пикселей составила 94,8 %, общая точность классификации с учетом не распределенных по классам пикселей – 0,4 %. Для полигона, территория которого характеризуется природоохранным режимом и слабой хозяйственной освоенностью, проводилось картографирование природных геосистем. Показатели точности составили 97,0 и 1,3 % соответственно. Представленные подходы к картографированию землепользования в совокупности с результатами других исследований позволили разработать модель геоэкологического зонирования культурного ландшафта региона с выделением зон экологического равновесия и хозяйственного каркаса. Результаты целесообразно использовать при составлении и внесении изменений в картографический материал документов территориального планирования регионального и муниципального уровней.

The article reveals the issues of application of land use structure mapping techniques using algorithms of automated interpretation of Earth remote sensing data (multispectral space images) for the purposes of regional geoecological zoning. Research conducted in 2024. Landsat satellite images were used as Earth remote sensing data. Scientific research was conducted using neural network methods based on test sites on the territory of the Republic of Mordovia, which have different land use regimes. The test sites have different land use regimes. The experiments were conducted in the ScanEx Image Processor software package. The most effective topology of the direct distribution neural network (input channels, number of neurons in the hidden layer) was determined. Error matrix calculations were performed on control plots to assess the accuracy of interpretation. Neural networks with the proposed topologies showed high decoding accuracy. Land Cover land use class mapping was performed for a test site with an intensive land use pattern. The average proportion of pixels not assigned to classes was 94.8 %. The overall classification accuracy with pixels not assigned to classes was 0.4 %. Mapping of natural geosystems was carried out for the territory of the polygon with a nature conservation regime and weak economic development. The accuracy rates were 97.0% and 1.3%, respectively. The presented approaches to land use mapping and the results of other research made it possible to develop a model of geoecological zoning of the cultural landscape of the region with the identification of zones of ecological balance and an economic framework. The results can be used to compile and modify cartographic material in territorial planning documents at the regional and municipal levels.

 геоэкологическое зонирование культурный ландшафт землепользование многозональные космические снимки дешифрирование экологический каркас хозяйственный каркас geoecological zoning cultural landscape land use multi-zone space images interpretation ecological framework economic framework

Антропов Д. В. Особенности информационного обеспечения в контексте формирования региональной автоматизированной системы планирования и прогнозирования землепользования // Международный сельскохозяйственный журнал. 2024. Т. 67, № 3(399). С. 242-245. DOI: 10.55186/25876740_2024_67_3_242 Antropov D. V. Osobennosti informacionnogo obespecheniya v kontekste formirovaniya regional'noy avtomatizirovannoy sistemy planirovaniya i prognozirovaniya zemlepol'zovaniya // Mezhdunarodnyy sel'skohozyaystvennyy zhurnal. 2024. T. 67, № 3(399). S. 242-245. DOI: 10.55186/25876740_2024_67_3_242 Болгов И. А. Анализ пространственной структуры сельскохозяйственных угодий юга Саратовского Заволжья // Научно-агрономический журнал. 2023. № 4(123). С. 60-67. DOI: 10.34736/FNC.2023.123.4.009.60-67 Bolgov I. A. Analiz prostranstvennoy struktury sel'skohozyaystvennyh ugodiy yuga Saratovskogo Zavolzh'ya // Nauchno-agronomicheskiy zhurnal. 2023. № 4(123). S. 60-67. DOI: 10.34736/FNC.2023.123.4.009.60-67 Зарубин О. А. Функциональное геоэкологическое зонирование метагеосистем региона (на примере Республики Мордовия) // Успехи современного естествознания. 2023. № 9. С. 28-34. DOI: 10.17513/use.38099 Zarubin O. A. Funkcional'noe geoekologicheskoe zonirovanie metageosistem regiona (na primere Respubliki Mordoviya) // Uspehi sovremennogo estestvoznaniya. 2023. № 9. S. 28-34. DOI: 10.17513/use.38099 О. А. Зарубин, А. В. Кирюшин, А. Р. Агеева, О. В. Рычкова. Каркасный подход в функциональном геоэкологическом зонировании метагеосистем культурного ландшафта региона // Московский экономический журнал. 2023. Т. 8, № 8. С. 1-23. DOI: 10.55186/2413046X_2023_8_8_409 O. A. Zarubin, A. V. Kiryushin, A. R. Ageeva, O. V. Rychkova. Karkasnyy podhod v funkcional'nom geoekologicheskom zonirovanii metageosistem kul'turnogo landshafta regiona // Moskovskiy ekonomicheskiy zhurnal. 2023. T. 8, № 8. S. 1-23. DOI: 10.55186/2413046X_2023_8_8_409 Колбовский Е.Ю. Стратегическое пространственное планирование как инструмент регионального развития // Ярославский педагогический вестник. 2011. Т. 3, № 3. С. 110-115. Kolbovskiy E.Yu. Strategicheskoe prostranstvennoe planirovanie kak instrument regional'nogo razvitiya // Yaroslavskiy pedagogicheskiy vestnik. 2011. T. 3, № 3. S. 110-115. А.А. Ямашкин, Т.Б. Силаева, Л.Д. Альба [и др.]. Мордовский национальный парк «Смольный». Саранск, 2000. 88 с. A.A. Yamashkin, T.B. Silaeva, L.D. Al'ba [i dr.]. Mordovskiy nacional'nyy park «Smol'nyy». Saransk, 2000. 88 s. Т. В. Черненькова, И. П. Котлов, Н. Г. Беляева [и др.] Оценка и картографирование ценотического разнообразия лесов Московского региона // Лесоведение. 2022. № 6. С. 617-630. DOI: 10.31857/S0024114822060043 T. V. Chernen'kova, I. P. Kotlov, N. G. Belyaeva [i dr.] Ocenka i kartografirovanie cenoticheskogo raznoobraziya lesov Moskovskogo regiona // Lesovedenie. 2022. № 6. S. 617-630. DOI: 10.31857/S0024114822060043 Родоман Б. Б. Некоторые пути сохранения биосферы при урбанизации // Вестник Московского университета. Сер. География. 1971. № 3. С. 92-94. Rodoman B. B. Nekotorye puti sohraneniya biosfery pri urbanizacii // Vestnik Moskovskogo universiteta. Ser. Geografiya. 1971. № 3. S. 92-94. Ямашкин А. А. Методика функционального геоэкологического зонирования метагеосистем для целей устойчивого эколого-социально-экономического развития региона (на примере Республики Мордовия) // International Agricultural Journal. 2022. Т. 65, № 3. С. 1100–1119. DOI: 10.55186/25876740_2022_6_3_9 Yamashkin A. A. Metodika funkcional'nogo geoekologicheskogo zonirovaniya metageosistem dlya celey ustoychivogo ekologo-social'no-ekonomicheskogo razvitiya regiona (na primere Respubliki Mordoviya) // International Agricultural Journal. 2022. T. 65, № 3. S. 1100–1119. DOI: 10.55186/25876740_2022_6_3_9 Ямашкин А.А., Ямашкин С.А. Использование нейронных сетей прямого распространения для ландшафтного картографирования на базе космических снимков // Геодезия и картография. 2014. № 11. С. 52–58. Yamashkin A.A., Yamashkin S.A. Ispol'zovanie neyronnyh setey pryamogo rasprostraneniya dlya landshaftnogo kartografirovaniya na baze kosmicheskih snimkov // Geodeziya i kartografiya. 2014. № 11. S. 52–58. Bossard M. CORINE Land cover technical guide. Copenhagen, 2000. 105 p. Bossard M. CORINE Land cover technical guide. Copenhagen, 2000. 105 p. Liccari, M. Sigura, E. Tordoni [et al.]. Determining Plant Diversity within Interconnected Natural Habitat Remnants (Ecological Network) in an Agricultural Landscape: A Matter of Sampling Design? // Diversity. 2022. V. 14 (1), Issue 12. http://doi.org/10.3390/d14010012 Liccari, M. Sigura, E. Tordoni [et al.]. Determining Plant Diversity within Interconnected Natural Habitat Remnants (Ecological Network) in an Agricultural Landscape: A Matter of Sampling Design? // Diversity. 2022. V. 14 (1), Issue 12. http://doi.org/10.3390/d14010012 Jalkanen J. Identification of ecological networks for land-use planning with spatial conservation prioritization // Landscape Ecology. 2020. V. 35. P. 353-371. DOI: 10.1007/s10980-019-00950-4 Jalkanen J. Identification of ecological networks for land-use planning with spatial conservation prioritization // Landscape Ecology. 2020. V. 35. P. 353-371. DOI: 10.1007/s10980-019-00950-4 Landsat 8 (L8) : data users handbook. Sioux Falls : Earth Resources Observation and Science (EROS) Center, 2019. 106 p. Landsat 8 (L8) : data users handbook. Sioux Falls : Earth Resources Observation and Science (EROS) Center, 2019. 106 p. Scanex Image Processor v.4.2: руководство пользователя. Москва, 2015. 354 с. Scanex Image Processor v.4.2: rukovodstvo pol'zovatelya. Moskva, 2015. 354 s.