Цель настоящего исследования заключается в определении и оценке возможности картирования закрытого трубчатого дренажа на осушенных сельскохозяйственных угодьях на основе космических снимков сверхвысокого пространственного разрешения. Необходимость такого картирования возникает при реконструкции осушительных мелиоративных систем. Оно преследует цель максимально сохранить действующие элементы закрытого дренажа и предотвратить возможное переувлажнение земель при нарушении их целостности. Для исследования были использованы проектно-исполнительная документация на участок мелиорации «Голино» Меньковского филиала Агрофизического института (Гатчинский район Ленинградской области), космические снимки сверхвысокого пространственного разрешения и результаты полевого обследования указанного участка. Картирование закрытого дренажа проводилось по растительным и почвенным идентификационным (дешифровочным) признакам, отображаемым на космических снимках. Картирование смотровых колодцев проводилось по прямым и косвенным дешифровочным признакам. В результате картирования 217 шт. закрытых трубчатых дрен и коллекторов общей протяженностью 26,0 км и 13 смотровых колодцев можно заключить, что картирование по космическим снимкам позволило определить плановое положение 61% дрен и закрытых коллекторов и 54% смотровых колодцев. Картирование большей части, а именно 86%, выявленных по индикационным признакам трасс закрытого трубчатого дренажа оказалось возможным осуществить по двум космическим снимкам – осеннему и весеннему.

Повышение устойчивости производства зерновых культур в значительной степени зависит от эффективного использования азотных удобрений.Точное земледелие (ТЗ), как жизнеспособное и масштабируемое решение для управления азотным режимом растений за счёт внесения оптимального количества удобрений на тех участках посева, в которых сложился дефицит азотного питания, способствует не только повышению урожайности, но и снижению потерь азота.Среди агрономических практик, в которых концепция ТЗ применяется в исследовательских и производственных целях, ключевую роль играет дифференцированное внесение азотных удобрений.Однако данная технология до сих пор не получила широкого распространения, поскольку для её реализации требуется детальная оценка внутриполевой изменчивости факторов урожайности и взаимосвязи этой изменчивости с условиями роста сельскохозяйственных культур.Гиперспектральное дистанционное зондирование открывает новые возможности для оперативной и более точной количественной оценки состояния посевов сельскохозяйственных культур в основные фазы развития.Разработан алгоритм управления азотным режимом по данным гиперспектрального зондирования с выявлением участков посева, в которых сложился дефицит азотного питания.Цифровые изображения посевов яровой пшеницы получали с помощью гиперспектральной камеры Pika-L (Resoson, США), установленной на беспилотном воздушном судне Matrice 600 Pro (DJI, Китай), по снимкам вычисляли вегетационные индексы.Оценивали динамику изменений вычисленных индексов по фазам развития, сравнивая их с показателями, полученными в оптимальных и стрессовых условиях, и проводили функциональный анализ параметров, описывающих пространственную структуру варьируемых оптических характеристик посева.Для выполнения технологической операции по внесению азотных удобрений определяли зоны посева, испытывающие стресс по азоту, рассчитывали необходимые дозы, после чего формировали электронные карты-задания для роботизированной техники с указанием точного места внесения.При этом существенно уменьшены

В Северо-Западном регионе Российской Федерации осушительная мелиорация имеет огромное значение, так как даже незначительное переувлажнение может серьезно повлиять на величину конечной продукции сельскохозяйственного производства. Оперативность принятия решений чрезвычайно важна для определения оптимальных сроков и дат проведения агротехнологических операций: обработки почвы, посева, подкормки, т. к. водно-воздушный режим корнеобитаемого слоя влияет на величину и качество урожая. На мелиорируемых землях развитие сельскохозяйственных культур во время вегетации непосредственно связано с состоянием осушительной системы. Мелиоративные системы нуждаются в постоянном систематическом обслуживании, а в случае выхода из строя – в капитальном ремонте. Во времена строительства осушительной мелиорации на каждые 1000 га создавался мелиоративный отряд для обслуживания построенных объектов. В настоящее время создаются крупные агрохолдинги, включающие в себя десятки тысяч гектар мелиорируемых земель, однако стремление к снижению издержек приводит к тому, что более 17 тыс. га обслуживает всего три мелиоративные бригады. В статье предложен метод оценки состояния и эффективности мелиоративных систем на основе мониторинга вегетационного индекса NDVI по данным дистанционного зондирования. Такой подход позволяет оценить состояние осушительной системы и оптимизировать логистику ее обслуживания и ремонта. Преимущества использования данного подхода рассмотрены на примере одного из холдингов Северо-Запада РФ.

Обоснованное применение технологий точного земледелия невозможно без количественной оценки диапазона внутриполевой вариабельности факторов продуктивности на возделываемых сельскохозяйственных землях.Степень варьирования внутриполевой изменчивости определяет эффективность и целесообразность использования дифференцированного подхода к возделыванию культур на конкретном сельскохозяйственном поле.Наиболее эффективным, масштабируемым и экономически выгодным направлением количественной оценки внутриполевой изменчивости представляются методы дистанционного зондирования

Осушительные мелиоративные системы имеют большое значение для сельскохозяйственных территорий с зонами переувлажнения, выделяются открытые (поверхностные) и закрытые (подземные) дренажные объекты.Перспективным направлением для оперативной оценки состояния осушительных мелиоративных систем представляется использование данных дистанционного зондирования.Высоким потенциалом для решения таких задач обладает применение беспилотных летательных аппаратов, которые позволяют получать в сжатые сроки качественные изображения сельскохозяйственной территории в различных спектрах съёмки.В работе в качестве первого этапа решения масштабной задачи автоматизации методов анализа снимков для оценки состояния осушительных комплексов предложена специализированная база знаний (БЗ) основных неисправностей дренажей, подлежащих ремонту, на основе аэрофотоснимков и наземных измерений.Разработанная структура БЗ на базе концептуальной модели может быть оперативно имплементирована в веб

В работе представлены результаты прецизионного эксперимента и мониторинговых исследований по формированию базы данных для решения задач точного земледелия. Методика предусматривала физическое моделирование на тестовых площадках с посевами трех зерновых культур с различным уровнем азотного питания растений на фоне оптимального обеспечения макроэлементами (фосфор и калий) и на фоне дефицита калия. В основные фенологические фазы проводились мультиспектральная аэрофотосъемка посевов, контактные измерения оптических характеристик растений в различных спектральных диапазонах и расчет индексов отражения растительного покрова. Сформированная база данных используется для выделения по оптическим критериям, аэрокосмическим снимкам и наземной опорной информации однородных зон управления с различным уровнем азотного обеспечения растений. Проведен анализ зависимости значений индекса NDVI и урожайности изучаемых культур от внесенной дозы азота. Полученные результаты свидетельствуют, что вегетационный индекс NDVIпозволяет диагностировать степень обеспеченности растений азотом лишь на ранних этапах развития. В этой связи подчеркивается целесообразность комплексного использования различных вегетационных индексов для дистанционной оценки и выделения на поле участков, на которых наблюдается дефицит азотного питания.

В основе концепции точного земледелия (ТЗ) лежат методы адаптации технологических операций к пространственной неоднородности конкретного поля. Ключевой вопрос при переходе к системе ТЗ заключается в изучении самой пространственной неоднородности сельскохозяйственных угодий, создании инструментария ее количественного описания и выделения границ изменчивости на заданной территории. В работе на основании обобщения и оценки эффективности используемых авторами методов обнаружения внутриполевой неоднородности в системе ТЗ предложены новые подходы, которые базируются на вариограммном анализе спутниковых данных дистанционного зондирования Земли и оптических критериях (индексах отражения), характеризующих особенности спектральных показателей посевов при воздействии различных стрессоров. Представлено описание научно-технической и технологической инфраструктуры, обеспечивающей проведение полевых исследований для достижения реализуемости разрабатываемых методов. Приведены предварительные результаты по получению опорной информации с помощью мобильных наземных информационных комплексов и беспилотных летательных аппаратов с геоинформационным и навигационным функционалом.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ В

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ В

В работе проведён анализ динамики основных показателей водопользования за последние годы в России, которое сократилось с 2000 г. на более чем 45 %.Участившиеся засухи последних лет приводят к огромным потерям урожая и недобору основных кормовых культур для животноводства.Использование мелиорированных земель может стать высокопродуктивным и устойчивым по объёму производства сельскохозяйственной продукции сегментом аграрной экономики только при достаточном ресурсном его обеспечении.Ресурсное обеспечение Российской Федерации позволяет увеличить площади как орошаемых, так и осушаемых земель до уровня, необходимого для обеспечения продовольственной безопасности страны

Целесообразность более широкого применения точного земледелия (ТЗ) в производстве растениеводческой продукции в настоящее время не вызывает сомнений. Однако эффективность перехода от традиционной агрономии к информационным технологиям ТЗ в каждом конкретном случае может быть различной и должна быть заранее оценена. Принципиальное значение в данном вопросе имеет следующее обстоятельство. Традиционные приемы обычно предусматривают дифференциацию норм технологического воздействия от поля к полю, т. е. пространственная вариабельность условий формирования урожая учитывается только в пределах достаточной большой сельскохозяйственной территории, превышающей размеры отдельных полей. В ТЗ технологические воздействия дифференцируются в масштабах отдельных полей. Отсюда следует, что переход к ТЗ на конкретном поле может быть целесообразен лишь в тех случаях, когда внутриполевое варьирование условий формирования урожая оказывает существенное влияние на общую картину неоднородности рассматриваемой сельскохозяйственной территории по тем же факторам урожайности.

Международная продовольственная и сельскохозяйственная организация (ФАО) на основании сбора и анализа общемировых данных по производству и потреблению определила, что продовольственная безопасность обеспечивается при наличии зерна не менее 600 кг в год на душу населения. По данным ФАО в мире производится примерно 2,2 млрд т. В связи с этим примерно третья часть населения Земли голодает или недоедает. К сожалению, ситуация с обеспечением населения планеты продовольствием не улучшается, а обостряется. Обусловливается это ограниченными возможностями расширения пашни при ежесуточном приросте народонаселения на 219 тыс. человек, активной аридизацией климата и опустынивания [6].

В статье обсуждаются проблемы применения агрохимикатов в технологии производства растениеводческой продукции и современные методы его усовершенствования. Представлены общие сведения и обозначены перспективы и возможности использования технологий и средств дистанционного зондирования Земли в информационном обеспечении систем точного земледелия по управлению прецизионным внесением агрохимикатов. The article discusses the problems of using agrochemicals in the technology of crop production and modern methods for its improvement. General information, prospects and possibilities of using Earth remote sensing technologies and tools in information support of precision farming systems for the management of precision application of agrochemicals are presented.

An important stage in research aimed at solving the problems of accurate farming is the laying of field experiments. A necessary condition for carrying out such experiments is to ensure homogeneity of the selected land plot. Most of the existing techniques for isolating homogeneous zones for conducting experiments are based on costly and labor-intensive sampling and analysis of soil samples. An alternative and promising approach is the use of an unmanned aerial vehicle. In work, all stages of choosing a homogeneous land plot with the help of aerial photography are presented in sufficient detail. The object of the study was a field with a long-term sowing of "goat" on the basis of the Menkovsky branch of the Agrophysical Institute (Leningrad region). Aerial photography was carried out in 2015-2017 with the help of an unmanned aerial vehicle "Geoscan 401". The received data were processed with the help of specialized software: crosslinking and alignment were carried out in the Agisoft PhotoScan program; the thematic processing and allocation of homogeneous areas of the field were carried out in the programs QGis and Saga Gis. To assess the state of vegetation, the vegetative index NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) was applied. To cluster the homogeneous parts of the field in terms of NDVI parameters the ISODATA algorithm (Iterative Self-Organizing Data Analysis Technique Algorithm) was applied. The paper presents the results of clustering images of the same field in different time periods. In the course of the work, intersections of these aerial photographs were constructed, four clusters were identified, which are the intersection of the corresponding homogeneous zones for the considered time periods. Accordingly, the laying of experiments is expedient to be carried out on these sites, since the homogeneity present there seems more stable in dynamics.

It is considered two aspects of collection and analysis of regional data. For data analysis on the enterprise level it is developed tool for analysis of gathered data taking into account uncertainty and aims of management. This tool is adopted for interpretation of data on concentrations of heavy metals in soil, for assessment of quality of geo-referenced data, and for zoning lands on the enterprise level. For data gathering on the enterprise level it is designed the radio control model aircraft and the ground-based intelligent mobile device.