Использование радиолокационных данных для мониторинга состояния посевов сельскохозяйственных культур на юге Дальнего Востока России

Использование радиолокационных спутниковых данных в мониторинге сельскохозяйственных культур является перспективным дополнением методов и технологий, базирующихся на анализе мультиспектральных изображений. К основным достоинствам радиолокационных вегетационных индексов относится их чувствительность...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Informatika i avtomatizaciâ (Online) Jg. 23; H. 4; S. 1221 - 1245
Hauptverfasser: Andrey Verkhoturov, Aleksey Stepanov, Lyubov Illarionova
Format: Journal Article
Sprache:Englisch
Russisch
Veröffentlicht: Russian Academy of Sciences, St. Petersburg Federal Research Center 01.06.2024
Schlagworte:
вариабельность
временной ряд
дальний восток
данные дистанционного зондирования земли
мониторинг сельскохозяйственных земель
пахотные земли
радиолокационные вегетационные индексы
сельскохозяйственная культура
ISSN:2713-3192, 2713-3206
Online-Zugang:Volltext
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Abstract Использование радиолокационных спутниковых данных в мониторинге сельскохозяйственных культур является перспективным дополнением методов и технологий, базирующихся на анализе мультиспектральных изображений. К основным достоинствам радиолокационных вегетационных индексов относится их чувствительность к поляриметрическим свойствам принимаемого сигнала, а также независимость от облачности. Это особенно важно для территории юга российского Дальнего Востока, муссонный климат которого обеспечивает влажную и облачную погоду в период набора сельскохозяйственными культурами максимальной биомассы. Для оценки возможностей радиолокационных спутниковых данных на примере пахотных земель Хабаровского края и Амурской области были проанализированы 64 снимка космического аппарата Sentinel-1 за период наблюдений с мая по октябрь 2021 года. Для каждого снимка были рассчитаны значения индексов DpRVI, RVI, VH/VV и построены временные ряды для всего периода наблюдений по отдельным полям (всего 342 поля). По мультиспектральным снимкам Sentinel-2 с использованием маски облачности были построены временные ряды NDVI. Были рассчитаны характеристики экстремумов временных рядов для разных типов пахотных земель: сои, овса, и залежи. Показано, что для каждой сельхозкультуры кривые сезонного хода DpRVI, RVI, VH/VV имели характерный вид. Установлено, что индекс DpRVI продемонстрировал наиболее высокую устойчивость – коэффициенты вариации сезонного хода DpRVI были существенно ниже показателей для RVI и VH/VV. Также было выявлено, что сходство между сезонным ходом индексов сохранялось для удаленных друг от друга регионов – Хабаровского края и Амурской области. Были рассчитаны основные характеристики сезонного хода временных рядов радиолокационных индексов в сравнении с NDVI – величина максимума, дата наступления максимума и вариабельность этих показателей. Установлено, во-первых, что значения этих показателей в разных регионах схожи между собой; во-вторых, вариабельность максимума и дня наступления максимума для DpRVI ниже, чем для RVI и VH/VV; в-третьих, вариабельность максимума и дня наступления максимума для DpRVI сопоставима с NDVI. Таким образом, можно сделать вывод о том, что временные ряды радиолокационных индексов DpRVI, RVI, VH/VV для основных типов сельскохозяйственных земель Дальнего Востока имеют отличительные особенности и могут быть использованы в задачах классификации, моделирования урожайности и контроля севооборота.
AbstractList Использование радиолокационных спутниковых данных в мониторинге сельскохозяйственных культур является перспективным дополнением методов и технологий, базирующихся на анализе мультиспектральных изображений. К основным достоинствам радиолокационных вегетационных индексов относится их чувствительность к поляриметрическим свойствам принимаемого сигнала, а также независимость от облачности. Это особенно важно для территории юга российского Дальнего Востока, муссонный климат которого обеспечивает влажную и облачную погоду в период набора сельскохозяйственными культурами максимальной биомассы. Для оценки возможностей радиолокационных спутниковых данных на примере пахотных земель Хабаровского края и Амурской области были проанализированы 64 снимка космического аппарата Sentinel-1 за период наблюдений с мая по октябрь 2021 года. Для каждого снимка были рассчитаны значения индексов DpRVI, RVI, VH/VV и построены временные ряды для всего периода наблюдений по отдельным полям (всего 342 поля). По мультиспектральным снимкам Sentinel-2 с использованием маски облачности были построены временные ряды NDVI. Были рассчитаны характеристики экстремумов временных рядов для разных типов пахотных земель: сои, овса, и залежи. Показано, что для каждой сельхозкультуры кривые сезонного хода DpRVI, RVI, VH/VV имели характерный вид. Установлено, что индекс DpRVI продемонстрировал наиболее высокую устойчивость – коэффициенты вариации сезонного хода DpRVI были существенно ниже показателей для RVI и VH/VV. Также было выявлено, что сходство между сезонным ходом индексов сохранялось для удаленных друг от друга регионов – Хабаровского края и Амурской области. Были рассчитаны основные характеристики сезонного хода временных рядов радиолокационных индексов в сравнении с NDVI – величина максимума, дата наступления максимума и вариабельность этих показателей. Установлено, во-первых, что значения этих показателей в разных регионах схожи между собой; во-вторых, вариабельность максимума и дня наступления максимума для DpRVI ниже, чем для RVI и VH/VV; в-третьих, вариабельность максимума и дня наступления максимума для DpRVI сопоставима с NDVI. Таким образом, можно сделать вывод о том, что временные ряды радиолокационных индексов DpRVI, RVI, VH/VV для основных типов сельскохозяйственных земель Дальнего Востока имеют отличительные особенности и могут быть использованы в задачах классификации, моделирования урожайности и контроля севооборота.
Author Lyubov Illarionova
Aleksey Stepanov
Andrey Verkhoturov
Author_xml – sequence: 1
  fullname: Andrey Verkhoturov
  organization: Computing Center of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences (CC FEB RAS)
– sequence: 2
  fullname: Aleksey Stepanov
  organization: Far Eastern Research Institute of Agriculture (FEARI)
– sequence: 3
  fullname: Lyubov Illarionova
  organization: Computing Center of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences (CC FEB RAS)
BookMark eNpNT0tKA0EUbETBqFl5gb5AYn9meqaXIv5AcKProTM9IyOaSOLGnVF0oyiIC5ceISQGYzTJFV4fx50v7QcXw6tXVf2qZoHM1hv1jJBlzqo8VEKsFKYqZDWocj5DSiLisiIFU7O_mGsxT8qtVlFjIYukUIyVyCc8uTZMYAzv7hZecXahAyMYQJ-6c4QvCFHEbwgdd-23EYzcjbuiKHb-L-_unsKHNwzcBYzxwABxDzoUQ8au7cl7L6NzMqWgj4mYSj3EEjiHKFwh-YreN_-qi9pf0NBdeuOFu3TnFHk8f4cpfQqPWGj6IyP092BM4eE3dlqfwrNf21hrsETmcnPUyso_c5Hsb6zvrW1VdnY3t9dWdyqWS3VayZXQYR7rMDKCR5ylaZRHQmYhj6OMCWUDwaxJQ5YqLQMZW5nLPJMm5kEs41TKRbL9fdc2zGFy0iyOTfMsaZgi8USjeZCY5mmRHmWJzjTT0tQiK1RglYkzHlidK5ZrbVXNyi896fDZ
ContentType Journal Article
DBID DOA
DOI 10.15622/ia.23.4.11
DatabaseName DOAJ Directory of Open Access Journals
DatabaseTitleList
Database_xml – sequence: 1
  dbid: DOA
  name: DOAJ Directory of Open Access Journals
  url: https://www.doaj.org/
  sourceTypes: Open Website
DeliveryMethod fulltext_linktorsrc
Discipline Computer Science
EISSN 2713-3206
EndPage 1245
ExternalDocumentID oai_doaj_org_article_9e9093ab7d264d6a8e14d9f60f99d6bd
GroupedDBID ALMA_UNASSIGNED_HOLDINGS
GROUPED_DOAJ
ID FETCH-LOGICAL-d136t-f6295f8957a21710cc7f723e5187e026d420dac50c693438d3f3fe3a814838c33
IEDL.DBID DOA
ISSN 2713-3192
IngestDate Fri Oct 03 12:44:48 EDT 2025
IsDoiOpenAccess true
IsOpenAccess true
IsPeerReviewed true
IsScholarly true
Issue 4
Language English
Russian
LinkModel DirectLink
MergedId FETCHMERGED-LOGICAL-d136t-f6295f8957a21710cc7f723e5187e026d420dac50c693438d3f3fe3a814838c33
OpenAccessLink https://doaj.org/article/9e9093ab7d264d6a8e14d9f60f99d6bd
PageCount 25
ParticipantIDs doaj_primary_oai_doaj_org_article_9e9093ab7d264d6a8e14d9f60f99d6bd
PublicationCentury 2000
PublicationDate 2024-06-01
PublicationDateYYYYMMDD 2024-06-01
PublicationDate_xml – month: 06
  year: 2024
  text: 2024-06-01
  day: 01
PublicationDecade 2020
PublicationTitle Informatika i avtomatizaciâ (Online)
PublicationYear 2024
Publisher Russian Academy of Sciences, St. Petersburg Federal Research Center
Publisher_xml – name: Russian Academy of Sciences, St. Petersburg Federal Research Center
SSID ssib050732600
ssj0002921710
Score 2.2717617
Snippet Использование радиолокационных спутниковых данных в мониторинге сельскохозяйственных культур является перспективным дополнением методов и технологий,...
SourceID doaj
SourceType Open Website
StartPage 1221
SubjectTerms вариабельность
временной ряд
дальний восток
данные дистанционного зондирования земли
мониторинг сельскохозяйственных земель
пахотные земли
радиолокационные вегетационные индексы
сельскохозяйственная культура
Title Использование радиолокационных данных для мониторинга состояния посевов сельскохозяйственных культур на юге Дальнего Востока России
URI https://doaj.org/article/9e9093ab7d264d6a8e14d9f60f99d6bd
Volume 23
hasFullText 1
inHoldings 1
isFullTextHit
isPrint
journalDatabaseRights – providerCode: PRVAON
  databaseName: DOAJ Directory of Open Access Journals
  customDbUrl:
  eissn: 2713-3206
  dateEnd: 99991231
  omitProxy: false
  ssIdentifier: ssj0002921710
  issn: 2713-3192
  databaseCode: DOA
  dateStart: 20200101
  isFulltext: true
  titleUrlDefault: https://www.doaj.org/
  providerName: Directory of Open Access Journals
– providerCode: PRVHPJ
  databaseName: ROAD: Directory of Open Access Scholarly Resources
  customDbUrl:
  eissn: 2713-3206
  dateEnd: 99991231
  omitProxy: false
  ssIdentifier: ssib050732600
  issn: 2713-3192
  databaseCode: M~E
  dateStart: 20200101
  isFulltext: true
  titleUrlDefault: https://road.issn.org
  providerName: ISSN International Centre
link http://cvtisr.summon.serialssolutions.com/2.0.0/link/0/eLvHCXMwrV3NbtQwELZQxYELlD_xLx-4ZruJEyc-AmrFASoOIPW2cuJY6mVBZekRdVuVSxGVEAeOPMKqZdVly25fYfw43PjspNXeuHBIYs-MPZN44pmJnDFjj2MrtYTpiFJdmSitrI5KAUdOw1bDgKrc6JDE9UW-vl5sbKhXC1t9-TVhTXrg5sGtqFoh6NZlbmC6jdRFHadGWdm1ShlZGj_7wutZCKagSXByhM-8fvG1JVFwvUNqggRRGSYelbQ_68H-JyubupOITtrx-wgtpO4PNmZtmV1tnUP-pBHqOrtU92-wa-cbL_D2PbzJ_tB3N6QzmtOp-0wnuB7RiGY0oTF3Oyj-RBFIHFMauU-hNqOZO3D7HMjRYuXUHXL6HQgmbpfm6GCC8jGNOJjM3TAADwMalGceRGNwBFceihAC1ykQ-wCegPZXaHUE3AWjqdsLhLtuz-1wwNH9F3AZc_oGgfyNzEB_THNOX8_ZevE5_QjVIcSa3GJv1lZfP3setXs4RCYWchBZmajMFirLdRiBqsptnog6i4u8Rvxn0qRrdJV1K6lEKgojrLC10AXCNFFUQtxmS_23_foO47ksY6kAM7ZKRUioK7QpbIl2WsnsLnvqh673rknT0fOJswMA6tRr1an3L3W69z86uc-uJPB9mhVlD9jSYOtD_ZBdrrYHm--3HgVNxfnlx9W_4nlFgw
linkProvider Directory of Open Access Journals
openUrl ctx_ver=Z39.88-2004&ctx_enc=info%3Aofi%2Fenc%3AUTF-8&rfr_id=info%3Asid%2Fsummon.serialssolutions.com&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rft.genre=article&rft.atitle=%D0%98%D1%81%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5+%D1%80%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%BA%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D1%85+%D0%B4%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D1%85+%D0%B4%D0%BB%D1%8F+%D0%BC%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D0%BD%D0%B3%D0%B0+%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D1%8F+%D0%BF%D0%BE%D1%81%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%B2+%D1%81%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%BA%D0%BE%D1%85%D0%BE%D0%B7%D1%8F%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D1%85+%D0%BA%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%82%D1%83%D1%80+%D0%BD%D0%B0+%D1%8E%D0%B3%D0%B5+%D0%94%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B5%D0%B3%D0%BE+%D0%92%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B0+%D0%A0%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B8&rft.jtitle=Informatika+i+avtomatizaci%C3%A2+%28Online%29&rft.au=Andrey+Verkhoturov&rft.au=Aleksey+Stepanov&rft.au=Lyubov+Illarionova&rft.date=2024-06-01&rft.pub=Russian+Academy+of+Sciences%2C+St.+Petersburg+Federal+Research+Center&rft.issn=2713-3192&rft.eissn=2713-3206&rft.volume=23&rft.issue=4&rft.spage=1221&rft.epage=1245&rft_id=info:doi/10.15622%2Fia.23.4.11&rft.externalDBID=DOA&rft.externalDocID=oai_doaj_org_article_9e9093ab7d264d6a8e14d9f60f99d6bd
thumbnail_l http://covers-cdn.summon.serialssolutions.com/index.aspx?isbn=/lc.gif&issn=2713-3192&client=summon
thumbnail_m http://covers-cdn.summon.serialssolutions.com/index.aspx?isbn=/mc.gif&issn=2713-3192&client=summon
thumbnail_s http://covers-cdn.summon.serialssolutions.com/index.aspx?isbn=/sc.gif&issn=2713-3192&client=summon