Сучасні підходи до фонового моніторингу ґрунтового покриву за даними космічного сканування
DOI:
https://doi.org/10.31073/acss95-04Ключові слова:
багатоспектральне космічне сканування; ґрунтовий покрив; тематичне дешифрування; фоновий моніторинг; цілинаАнотація
Метою статті є оприлюднення практичної методології тематичної обробки даних супутникових знімків цілини як основи створення сучасної системи інформаційного забезпечення фонового моніторингу ґрунтів. Методичний підхід розроблено та опрацьовано за архівними даними супутника Landsat 8. Апробацію розроблених методичних підходів для фонового моніторингу проведено на прикладі ґрунтових досліджень на території заповідника «Михайлівська цілина», яка є єдиною збереженою ділянкою цілинно-лучного степу в Лісостеповій зоні України. Дослідження включали: статистичний аналіз та обробку різночасових космічних зображень цілинної ділянки, зокрема, розрахунок вегетаційного індексу NDVI та числову таксономію його кількісних значень за кластерним аналізом (метод ISODATA ); аналіз архівних даних польового обстеження цієї території; геостатистичний аналіз просторової варіації показників ґрунту. Використання індексів рослинності, які отримані за різночасовими супутниковими знімками, представлено як непрямі показники для інтегрованої оцінки змін якості ґрунту та стану ґрунтового покриву. Порівняльний аналіз результатів дешифрування різночасових космічних зображень Михайлівської цілини проведено за інформаційною моделлю, що засновано на імовірнісній формалізації територіального поділу та описується за розрахунком кількох інформаційних показників складності. Аналіз цих показників свідчить про значне зниження складності просторової структури розподілу рослинності в період з 2014 по 2019 роки. Перевірку розробленого підходу проводили шляхом вибіркового визначення твердості ґрунту. Результати дисперсійного аналізу показали, що так звані контури «рослинності» на знімках, визначені на основі вегетаційного індексу NDVI, суттєво відрізняються за значеннями твердості ґрунту.
Посилання
References
Nachtergaele, F. (managing Еd.). (2015). The Status of the World’s Soil Resources (Main Report). FAO, Rome. Retrieved from: https://www.fao.org/3/i5199e/i5199e.pdf
Izrael, Yu. A. (1984). Ecology and monitoring of the state of the natural environment. 2nd edition. Moscow: Gidrometeoizdat. [in Russian].
Izrael, Yu. A. (1982). Background monitoring and its role in global estimation and forecast of the state of the biosphere. Environmental Monitoring and Assessment, 2(4), 369–378. Retrieved from: https://doi.org/10.1007/BF00416694.
Medvedev, V. V. & Laktionova, T. N. (2012). Analysis of the experience of European countries in soil monitoring. Eurasian Soil Science, 45(1), 90–97. Retrieved from: https://doi.org/10.1134/S1064229312010139.
Medvedev, V. V. (2012). Monitoring of soils in Ukraine. Concept. Results. Tasks. (2nd revised and expanded edition). Kharkiv: KP «Gorodskaya tipografiya». [in Russian].
Huber, S., Syed, B., Freudenschuβ, A., Ernstsen, V. & Loveland, P. (2001). Proposal for a European soil monitoring and assessment framework (Technical report 61) Copenhagen: European Environment Agency. Retrieved from: https://www.eea.europa.eu/publications/Technical_report_No_61/page001.html.
King, D., Jones, R. J. A. & Thomasson, A. J. (Eds.). (1995). European Land Information Systems for Agro-environmental Monitoring. Luxembourg: Office for Official Publications of the European Community. Retrieved from: https://esdac.jrc.ec.europa.eu/ESDB_Archive/eusoils_docs/esb_rr/n01_EUR16232.pdf.
Baritz, R., Amelung, W., Antoni, V., Boardman, J., Horn, R., Prokop, G., … Vries de Wim. (2021). Soil monitoring in Europe. Indicators and thresholds for soil quality assessments (ETC/ULS Report). Retrieved from: https://www.eionet.europa.eu/etcs/etc-di/products/etc-uls-report-2021-soil-monitoring-in-europe-indicators-and-thresholds-for-soil-quality-assessments.
Rakoyid, O. (2017). The state of reflection in the program documents of Ukraine and the status of the implementation of the provisions of the UN Convention on Combating Desertification. (Analytical report, 2017. 100 р.). Retrieved from: researchgate [In Ukrainian].
Rudenko, L. H. (Ed.). (2007). The National Atlas of Ukraine. Kyiv: DNVP Cartography. [In Ukrainian].
Sapozhnikova, S. A. (Ed.). (1964). Agroclimatic atlas of the Ukrainian SSR. Kyiv: Urozhay. [in Russian].
Barbary`ch, A. I. (Ed.). (1977). Geobotanical zoning of the Ukrainian SSR. Kyiv: Naukova Dumka. [In Ukrainian].
Breus, N. M. (1968). Experience of agro-soil zoning of the left bank Forest-Steppe of the Ukrainian SSR for general economic purposes and experimental work using the example of the Sumy region. (master’s thesis). Kharkiv. [in Russian].
Degtyar`ov, V. V. (2011). Humus of chernozems of the left-bank Forest-steppe and Steppe of Ukraine: monograph. D. G. Tykhonenko (Ed.). Kharkiv: Maidan. [In Ukrainian].
Chekar, O. Yu. (2001). The role of humus in the stabilization of soil processes in typical chernozems of the Left-Bank Forest-Steppeof Ukraine.(autoref. candidate thesis). Kharkiv. [in Ukrainian].
Chesnyak, O. A., Chesnyak, G. Ya. & Stepanenko, A. Ya. (1970). The content of mobile organic substances in the deep chernozems of the forest-steppe of the Ukrainian SSR as an indicator of cultivation. Study of soil fertility in the USSR: proceedings Kharkiv Agricultural Institute, 87(124), 29-36. [in Russian].
Landsat 8. (2023). Mission details. Retrieved from: https://landsat.gsfc.nasa.gov/satellites/landsat-8/landsat-8-mission-details/.
United States Geological Survey (USGS). (2023). Earth Resources Observation and Science (EROS) Center. Retrieved from: https://www.usgs.gov/centers/eros.
Kokhan, S. S. & Vostokov, A. B. (2009). Remote sensing of the Earth: theoretical foundations: manual. Ky`yiv: Vy`shha shkola. [in Ukrainian].
Kim, Dzh.-O., Myuller, Ch. U., Klekka, U. R., Oldenderfer, M. S. & Bleshfild, R. K. (1989). Factor, discriminant and cluster analyzes. (transl. from Eng. A. M. Hotinskogo, S. B. Koroleva). Enyukov, I. S. (Ed.). Moscow: Finansyi i statistika. Retrieved from: https://fileskachat.com/view/62695_3208be4106ce3b291a81d9e798c3ef88.html. [in Russian].
Plisko, I. V. & Truskavetskyi, S. R. (2010). Study of the spatial heterogeneity of the soils of Mykhailivska virgin land. Bulletin of the Center for Scientific Support of Agro-Industrial Production of the Kharkiv Region, 9, 217-224. [in Ukrainian].
Laktionova, T. M., Bigun, O. M., Sheiko, S. M. & Nakis`ko, S. G. (2016). Register of reference physical parameters of arable soils of Ukraine and recommendations for assessment of physical soil quality. Kharkiv: TOV «Smugasta ty`pografiya». [in Ukrainian].
Buly`gin, S. Yu., Vitvicz`kyi, S. V., Bulanyi, O. V. & Tonxa, O. L. (2019). Soil quality monitoring. Textbook. Kyiv: NUBiP Ukrayiny`. [in Ukrainian].
Bondarev, A. G. & Medvedev, V. V. (1980). Some ways to determine the optimal parameters of agrophysical properties of soils. In: Theoretical foundations and methods for determining optimal parameters of soil properties. Proceedings of the Soil Institute named after. V.V. Dokuchaev.(pp. 85-98). [in Russian].
Nadtochyi, P. P. & Myislyiva, T. N. (2014). Reference values of acid-base buffering capacity of soddy-podzolic soils for background monitoring. Agrochemistry, 3, 83–89. [in Russian].
Byndych, T. Yu. & Chychotkina, O. A. (2008). The method of determining soil combinations. (patent №u2008 05768). [in Ukrainian].
Byndych, T. Yu. (2008). Use of data from space survey of agricultural vegetation for land cover mapping. Agrochemistry and Soil Science, 68, 50-56. [in Ukrainian].
Viktorov S. V., Chikishev A. G. (1985). Landscape indication. Moscow: Nauka. [in Russian].
Barbich, A. I. (Ed.). (1977). Geobotanical zoning of the Ukrainian SSR. Kyiv: Naukova dumka. [in Ukrainian].
Gerenchuk, K. I., Rakovska, E. M. & Topchiyev, O. G. (1975). Field geographic research. Kyiv: Vy`shha shkola. [in Ukrainian].
Shennon, K. (1963). Works on information theory and cybernetics. Moscow: inostr. lit. [in Russian].
Medvedev,V. V. (2009). Soil penetration resistant. Kharkiv; Izd. «13 typografiya». [in Russian].
Vil`de, A. A. (1978). On the patterns of soil penetration resistant changes. Mechanization and electrification of agriculture. Riga, 1978, Vol.4, Р.167-178. [in Russian].
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Поширення статті здійснюється на умовах ліцензії відкритого доступу Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
