опыт использования космических снимков

Министерство сельского хозяйства Республики Казахстан
Комитет по водным ресурсам
ЮК ГГМЭ
Республиканское государственное учреждение
«Южно-Казахстанская гидрогеолого-мелиоративная экспедиция»
МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
«СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВОВЕДЕНИЯ И
АГРОХИМИИ, ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ»
посвященная 70-летию ТОО «Казахский научно-исследовательский
институт почвоведения и агрохимии имени У.У. Успанова»
«ОПЫТ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ
ДЛЯ ИНДЕТИФИКАЦИИ ЗАСОЛЕНИЯ ОРОШАЕМЫХ
ЗЕМЕЛЬ В ЮЖНО- КАЗАХСТАНСКОЙ ОБЛАСТИ»
Руководитель РГУ «ЮКГГМЭ»,
к. с.-х. наук Анзельм К.А.
г. Алмата, 10-11 сентября, 2015г.
ЮК
АДМИНИСТРАТИВНО-РЕГИОНАЛЬНАЯ КАРТА
ЮЖНО-КАЗАХСТАНСКОЙ ОБЛАСТИ
2
Площадь орошаемых земель в ЮКО - 548,1 тыс.га.
СТРУКТУРА ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ ПО СТЕПЕНИ ЗАСОЛЕНИЯ ЮЖНО-КАЗАХСТАНСКОЙ
ОБЛАСТИ, ТЫС.ГА (%)
39,92 (7)
61,31 (11)
64,93 (12)
381,95 (70)
Незасоленные
Слабозасоленные
Среднезасоленные
Сильно и очень сильно засоленные
Площадь орошаемых земель в ЮКО - 548,1 тыс.га.
3
СНИЖЕНИЕ УРОЖАЙНОСТИ ХЛОПКА-СЫРЦА В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ СТЕПЕНИ ЗАСОЛЕНИЯ ПОЧВ
- при слабой степени засоления – 30-35%;
- при средней степени засоления – 60-80%;
- при сильной и очень сильной степени засоления –
от 80% до полной потери.
4
В
РГУ
«Южно-Казахстанская
гидрогеологомелиоративная экспедиция» (РГУ «ЮКГГМЭ»), с 2007 г. на
договорной
основе
с
ТОО
«Центр
дистанционного
зондирования и ГИС «ТЕРРА» ведутся работы по изготовлению
цифровой картографической продукции по засолению почв по
данным дешифрирования космических снимков.
В первый год исследований была сформирована база
данных спектральных подписей на территорию
где
определялась засоление.
С 2008 года на основе спутниковых данных Spot 4, Spot
2 и ALOS проведена автоматизированная классификация
космических снимков и составлены
картограммы степени
засоления почвогрунтов на общей площади 169776,3 га, в том
числе:
- в Мактааральском районе - 98103,3 га;
- в Шардаринском районе на - 71773 га.
5
Выявление засоленных земель по
космическим снимкам возможно как по прямым,
так и по косвенным признакам:
- прямыми
признаками
засоленных
земель
являются выцветы солей или образование
солевых корок, которые изображаются на снимках
очень ярким, почти белом тоном;
использование
косвенных
дешифровочных
признаков связано с тем, что повышенное
содержание
солей
оказывает
влияние
на
растительный покров. Для определения степени
засоления под посевами сельскохозяйственных
культур используются косвенные признаки, такие как
состояние
посевов,
проективное
покрытие,
увлажнение и т.п.
6
В процессе изготовления цифровой картографической
продукции по засолению, по данным космических
снимков, выполнялись следующие виды работ:
- выбор мультиспектральных изображений;
- импорт изображений в формат программ обработки
данных дистанционного зондирования;
- коррекция данных (атмосферной, яркостной и т.д.);
- географическая коррекция снимков;
- векторизация картограммы засоления слоя 0-100 см;
- коррекция снимка с имеющимися цифровыми картами;
-выделение классов степеней засоления редактором
спектральных подписей;
- формирование базы данных спектральных подписей;
спектрометрический
анализ
типов
почв
с
использованием мультиспектральных данных спутника
Spot 4;
- разработка тематических картографических композиций.
7
Степень засоления почвогрунтов полученная в результате
группировки категорий почв по данным SPOT
Наименование Площадь,
района
га
В том числе
категория 1* категория 2**
Мактааральский
86900
га
%
га
%
60178
69,3
26722
30,7
Примечание: * - сумма площадей незасоленных и слабозасоленных почв;
** - сумма площадей среднезасоленных и сильнозасоленных почв.
8
Степень засоления почвогрунтов полученная в
результате группировки категорий почв по данным
РГУ «ЮКГГМЭ»
В том числе
Наименование
района
Мактааральский
Площадь,
га
79034
категория 1
категория 2
га
%
га
%
60528
76,6
18506
23,4
9
Сходимость данных пространственного распределения почв по
степени засоления полученных по данным космической съемки SPOT
с (данными традиционной солевой съемки) РГУ «ЮКГГМЭ»
Категория 1
Категория 2
Наименование
района
%
Мактааральский
90,5
76,2
В среднем сходимость данных на описываемом этапе работ
составило 83,3 %.
10
Сходимость данных пространственного распределения почв по
степени засоления полученных по данным космической съемки ALOS
с (данными традиционной солевой съемки) РГУ «ЮКГГМЭ»
Наименование
района
Не засоленные и
слабозасоленные
Среднезасоленные
Сильно и очень
сильное засоление
%
Шардаринский
77,0
69,0
43,6
В среднем сходимость данных на описываемом этапе работ
составило 63,2 %.
11
Пример создания карты-маски засоления почв методом
управляемой классификации спутникового снимка ALOS
12
Картограмма засоления почв
Кызылкумского массива орошения
Шардаринского района ЮжноКазахстанской области по данным
ALOS (с/оДостык)
13
Для повышения сходимости результатов
и качества определения засоления по
космическим
снимкам,
необходимо
обязательное сопровождение космической
съемки
наземным
обследованием
и
выполнением
традиционной
солевой
съемкой с отбором почвенных образцов на
ключевых участках, площадью не менее 200300 га, которые следует закладывать по 1му на площадь не более 20 тыс. га.
14
В
целом,
данные
космической
съемки,
полученные по Мактааральскому и Шардаринскому
районам Южно-Казахстанской области, являются вполне
приемлемыми для оценки степени засоления почв.
В процессе
выполненных исследований было
установлено преимущество космической съемки
по
сравнению с традиционным (классическим) способом
определения засоления и в частности:
- высокая производительность и оперативность выполнения
оценки засоления, это позволяет ежегодно, производить
съемку на значительных площадях (>100 тыс.га);
- сравнительно низкая
себестоимость работ, так при
традиционном методе удельные затраты в расчете на 1 км2
составляют 83,0 тыс.тенге, а при использовании космических
снимков стоимость – 6-7 тыс.тенге. (с учетом ключевых
участков).
15
В результате сделаны следующие выводы для
последующих стадий работ:
- разработать схему отбора наземных проб для
лабораторного определения степени и типа засоления
сельскохозяйственных
земель
с
учетом
времени
проведения космической съемки;
- на начальном этапе работ необходимо точно определить
границы используемых земель;
- определить посевы, каких культур представляют интерес;
- определить точные границы населенных пунктов
территории, попадающих в зону исследований;
- провести полевое обследование территории с отбором
проб для спектрометрических анализов и фиксацией точек
исследования прибором GPS;
- необходимо использование данных ДЗЗ высокого
разрешения (IKONOS, EROS, ALOS), что подразумевает 16
более высокие материальные затраты.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
17