Исследователи ИКИ ведут спутниковый мониторинг развития озимых культур

12 мая 2020

В этом году на урожайность озимых культур в южных регионах России могут существенно повлиять недостаток влаги в почве и малое количество осадков. Об этом свидетельствуют данные дистанционного зондирования Земли о развитии растительности в марте-апреле 2020 г. в сравнении с предшествующими годами. Анализ проводят сотрудники отдела технологи спутникового мониторинга ИКИ РАН с помощью информационного сервиса ВЕГА-Pro. Результаты этих работ доступны на сайте отдела технологий спутникового мониторинга ИКИ РАН.

Сотрудники отдела технологий спутникового мониторинга ИКИ РАН использовали данные дистанционного зондирования Земли и инструменты информационного сервиса ВЕГА-Pro, чтобы оценить индекс NDVI с учетом показателя накопленной активной температуры.

Аббревиатура NDVI — сокращение от «нормализованный относительный индекс растительности» (Normalized Difference Vegetation Index). Он вычисляется по балансу инфракрасного и видимого отраженного солнечного излучения. Чем больше отражение в инфракрасной области, тем больше индекс, тем больше количество биомассы и, соответственно, степень развития растений.

Особый подход заключался в том, чтобы сопоставить NDVI разных лет с учетом накопленной активной температуры. Последняя, если говорить упрощенно, вычисляется путем сложения температур в предыдущие даты. Для начала вегетации накопленная активная температура должна превысить определенный порог (для разных культур он разный), и достигнуть его можно раньше или позже — в зависимости от погоды в конкретный год.

Другими словами, если в каком-то году растения начали развиваться раньше, то логичнее сравнивать их развитие с «календарно» более поздними показателями других лет. Таким образом, можно сравнивать текущую динамику различных типов посевов в разных регионах с тем, как они развивались в разные годы с учетом особенностей вегетационных сезонов.  Это позволяет, в частности, достаточно точно оценивать фактическое состояние посевов и отклонение динамики их развития от «нормальных» значений в лучшую или худшую сторону.

«Уже в начале апреля 2020 года было понятно, что, несмотря на высокие показатели NDVI, настоящее состояние озимых в южных регионах России, скорее ближе к среднемноголетней норме, а в некоторых районах даже несколько ниже, — говорит Евгений Лупян, руководитель отдела технологий спутникового мониторинга ИКИ РАН. — При этом рост вегетационного индекса в течение последних четырех недель марта происходил существенно медленнее, чем «обычно», то есть при схожей сумме активных температур. Это позволило уже тогда обратить внимание на вероятность неблагоприятного развития озимых культур в южных регионах европейской части России». Детально с результатами данного анализа можно ознакомиться в бюллетене, выпущенном 7 апреля 2020.

Далее, анализ данных последней декады апреля показал, что динамика развития озимых культур во многих южных районах европейской части России значительно ухудшилась. Так, например, в ряде районов Ставропольского края и Ростовской области детектирован спад сезонного хода значений NDVI, что может говорить о прохождении максимальных значений индекса. Эти максимумы значительно ниже показателей 2019 и 2018 гг., так что можно ожидать более низкую урожайность озимых культур в этих районах, чем в предыдущие годы. Следует отметить, что значение NDVI в таких максимумах имеет значительную корреляцию с урожайностью.

«Если суммировать состояние на сегодня, — заключает Евгений Лупян, — то к концу апреля нынешнего года, по сравнению с ситуацией в конце марта, возросло количество районов, в которых озимые развиваются хуже, чем в предыдущие два года». Детально с результатами данного анализа можно ознакомиться в бюллетене, выпущенном 6 мая 2020 г.

2020-04-20-26_wincrops Vega-Pro 1 2020-04-20-26_wincrops Vega-Pro 2
Отклонение состояния озимых от среднемноголетней «нормы», 17 неделя 2020 г. (20–26 апреля): слева — в сравнении с 2019 годом и справа — после нормировки по накопленной температуре

***

ВЕГА-PRO — информационный сервис для профессиональной работы с обновляемыми в режиме близком к реальному времени архивами спутниковых данных и другой геопространственной информацией, обеспечивающий решение широкого круга задач оценки и мониторинга возобновляемых биологических ресурсов, относящихся, прежде всего, к сфере интересов агропромышленного комплекса, лесного хозяйства и лесной промышленности. Сервис создан в 2013 г совместно ИКИ РАН и ООО ИКИЗ. В его основу легли многолетние разработки Отдела технологий спутникового мониторинга ИКИ РАН в области автоматизированных методов и технологий сбора, обработки и распространения спутниковых данных. Технологической основой сервиса является Центр коллективного пользования «ИКИ-Мониторинг».