Вход

Условия произрастания

Информация об условиях произрастания сельскохозяйственных культур стратегически важна при принятии решений в области сельского хозяйства. К таким типам данных относятся метеорологические данные, включая оперативную метеорологическую информацию, статистическую информацию по декадам, месяцам, стадиям вегетации и году (минимумы, максимумы, отклонения от нормы метеорологических параметров, суммы активных температур, продолжительность периода вегетации и т.д.), данные о почвах (эрозионная опасность), рельефе местности.

В сервисе Геоаналитика.Агро реализованы эффективные алгоритмы обработки и интеллектуального анализа пространственной информации (данные с сети метеостанций, космическая съемка, цифровые модели рельефа), позволяющие оперативно извлекать значимую информацию из доступных информационных массивов и отображать ее в наглядном виде, и, следовательно, предоставлять пользователям сведения, необходимые для понимания актуальной ситуации на полях и своевременного реагирования.

Категория продуктов «Агрометеорологические условия»

Назначение: Категория продуктов «Агрометеорологические условия» предназначена для осуществления мониторинга метеоусловий, оказывающих существенное влияние на развитие растений и формирование урожая сельскохозяйственных культур. Весной метеорологические условия определяют сроки сева яровых и состояние озимых культур после схода снега. В период роста и вызревания сельскохозяйственных культур актуальная метеорологическая информация помогает предупредить последствия неблагоприятных погодных явлений. Осенью метеорологические параметры определяют условия уборки урожая и сева озимых. Перезимовка озимых культур и многолетних трав напрямую определяется такими метеорологическими характеристиками, как наличие и глубина снежного покрова.

Для получения карт температуры и влажности воздуха, давления и осадков используется метеоинформация, поступающая с международной сети метеостанций, для расчета норм метеорологических показателей – архивы метеоданных National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), обработанные путем фильтрации ошибочных значений и заполнения пропусков в суточных данных.

Срочные наблюдения и снятие показаний на метеорологических станциях производятся в основные метеорологические сроки, каждые 3 часа (0, 3, 6, 9, 12,15, 18, 21 часа UTC).

Продукты категории Агрометеорологические условия:

Карты погоды

Назначение: Карты погоды предназначены для планирования агротехнологических работ и своевременного реагирования на негативные природные процессы.

Карты погоды представляют собой карты фактического состояния атмосферы (температура и влажность воздуха, осадки, давление), построенные по оперативным метеоданным.

Карты погоды предназначены для оценки погодных условий на полях по следующим параметрам:

  • температура воздуха, °С
  • сумма осадков, мм
  • атмосферное давление, гПа
  • влажность воздуха, %

Данные о погодных условиях обновляются через каждые 3 часа (8 раз в сутки). Информация о сумме осадков обновляется 2 раза в сутки.

Карты термических условий произрастания

Назначение: Карты термических условий произрастания позволяют оценивать термические ресурсы вегетационного периода в целом, а также заданных интервалов, обнаруживать аномалии в ходе температуры воздуха, устанавливать необычно раннее и позднее наступление холодов осенью, а также теплой погоды весной, частые возвраты холода весной и летом, а также интенсивные возвраты теплой погоды осенью и зимой. Кроме того, с использованием карт агрометеорологических условий можно отслеживать влияние на развитие растений неблагоприятных явлений погоды (сильный мороз, длительная оттепель и т.д.)

Карты термических условий произрастания:

  • средняя температура воздуха (сутки, декада, месяц), °С
  • нормы средней температуры воздуха (сутки, декада, месяц), °С
  • отклонение от нормы средней температуры воздуха (сутки, декада, месяц), °С
  • минимальная и максимальная температура воздуха (сутки, декада, месяц), °С
  • абсолютный минимум температуры воздуха (декада, месяц), °С
  • абсолютный максимум температуры воздуха (декада, месяц), °С
  • температура земной поверхности ночью и днём (по данным дистанционного зондирования на момент съёмки), °С

Карты температуры воздуха представляют собой изолинии температур, полученные путем интерполяции значений тех или иных метеопараметров (среднее, минимальное, максимальное, абсолютный минимум и максимум), рассчитанных для сети метеостанций.

Карты температуры земной поверхности представляют собой растровые изображения полей температуры, полученных по данным спутниковой съемки.

Средняя температура воздуха
Средняя суточная температура воздуха

Средняя суточная температура на конкретную дату (при восьми срочных замерах в сутки) рассчитывается по формуле: (t1+t2+t3+t4+t5+t6+t7+t8)/8, где t1……t8 - данные срочных замеров температуры воздуха.

Средняя температура воздуха (декада)

Средняя температура воздуха (декада) – рассчитывается, как среднее арифметическое из средних суточных температур за все сутки декады.

Средняя температура воздуха (месяц)

Средняя температура воздуха (месяц) – рассчитывается, как среднее арифметическое из средних суточных температур за все сутки месяца.

Норма средней температуры воздуха (сутки, декада, месяц)

Климатическая норма температуры воздуха представляет собой среднее многолетнее значение температуры для суток, декады, месяца, рассчитанное, в соответствии с требованиями Всемирной метеорологической организации (ВМО), за 30-ти летний период.

Для расчета норм метеорологических показателей используется архив метеоданных NASA, проводится фильтрация ошибочных значений и заполнение пропусков в суточных данных.

Отклонение от нормы средней температуры воздуха (сутки, декада, месяц)

Назначение: Для оценки теплового состояния любого календарного периода (сутки, декада, месяц) рассчитываются отклонения от соответствующей нормы. Данный тип параметров позволяет оценить насколько средние температуры того или иного периода времени (сутки, декада, месяц) были выше или ниже нормальных (средних многолетних значений).

Для тепловой характеристики прошедших суток рассчитывается отклонение средней суточной температуры от климатической нормы (разница между значением средней температуры воздуха за сутки и средним многолетним значением параметра для данных суток (нормой)).

Если отклонение не превышает 3 градуса, то день считается в пределах нормы. Сутки называются холодными, если отклонение в меньшую сторону больше 3 и меньше 7 градусов. Если отклонение больше 7 градусов, то день считается очень холодным. Те же критерии применяются для положительных отклонений: от 3 до 7 - теплый день, больше 7 - очень жаркий.

Отклонение средней месячной температуры воздуха от нормы - сумма суточных отклонений от нормы, деленная на количество дней в месяце.

Если среднее отклонение за месяц не превышает 1 градуса, то месяц считается в пределах нормы. Месяц называют холодным, если отклонение в меньшую сторону больше 1 и меньше 4 градусов. Если отклонение по модулю больше 4 градусов, то месяц считается очень холодным. Те же критерии применяются для положительных отклонений: от 1 до 4 - теплый месяц, больше 4 - очень теплый.

Отклонение средней температуры воздуха от нормы для декады - сумма суточных отклонений от нормы, деленная на количество дней в декаде.

Минимальные и максимальные температуры воздуха
Средняя минимальная и максимальная температура воздуха (сутки)

Минимальные и максимальные температуры воздуха определяются как наименьшее и наибольшее значения температуры, которые были зафиксированы в течение суток (из всех имеющихся наблюдений – в единые сроки и между сроками).

Средняя минимальная температура воздуха (декада, месяц)

Сумма минимальных суточных температур дней декады (месяца) деленная на количество дней в декаде (месяце).

Средняя максимальная температура воздуха (декада, месяц)

Сумма максимальных суточных температур дней декады (месяца) деленная на количество дней в декаде (месяце).

Абсолютный минимум и абсолютный максимум температуры воздуха за декаду (месяц)

Абсолютный максимум температур - набольшее из суточных значений максимальных температур дней декады (месяца).

Абсолютный минимум температур - наименьшее из суточных значений минимальных температур дней декады (месяца).

Карты температуры поверхности почвы и растений

Назначение: Съёмка с помощью тепловых инфракрасных радиометров, которыми оснащены метеорологические и ресурсные спутники, открыла возможность регулярной глобальной фиксации температур земной поверхности.Тепловые инфракрасные снимки отражают интенсивность теплового излучения объектов земной поверхности и используются для картографирования и анализа пространственного распределения температур поверхности Земли.

Карты температуры земной поверхности представляют собой растровые изображения температуры поверхности земли (почва, сомкнутый растительный покров), полученные по данным спутниковой съемки в тепловом диапазоне длин волн (от 8 до 12 мкм).

Карты температуры земной поверхности:

  • Карты температуры земной поверхности (MODIS, 1000 м)
  • Карты температуры земной поверхности (Landsat, 30 м)

Карты температуры земной поверхности (MODIS, 1000 м)

Источники данных: Карты температуры земной поверхности ночью и днём (MODIS, 1000 м) представляют собой спутниковые данные сенсоров MODIS на спутниках Terra и Aqua (продукты MOD11A и MYD11A соответственно).

Ограничения: Для изображений дневных или ночных температур могут иметь место некоторые ограничения в полноте отображения объектов земной поверхности. В первую очередь серьёзной помехой для регистрации температуры в тепловом инфракрасном канале является облачность, во-вторых, съёмка с КА MODIS Terra, покрывая весь Земной шар в течение одних суток, оставляет непокрытые участки между витками.

Пространственное разрешение: 1000 м
Временное разрешение: 2 раза в сутки

Карты температуры земной поверхности (Landsat, 30 м)

Источники данных: Карты температуры земной поверхности (Landsat, 30 м) генерируются по спутниковым данным съемочной системы Landsat -8 (тепловые каналы). Для генерации карт температуры земной поверхности используются ортотрансформированные, атмосферно откорректированные снимки, на изображениях произведено маскирование облачности.

Ограничения: Пропуски в данных при наличии облачности.

Пространственное разрешение: 30 м.
Регулярность обновления: от 8 до 16 суток.

Карты условий увлажнения

Назначение: Карты условий увлажнения позволяют обнаруживать аномалии в количестве выпадающих осадков, влажности воздуха, оценивать продолжительности засушливых периодов, а также периодов чрезмерного увлажнения, обеспеченность растений в течение всего вегетационного периода теплом и влагой, наличие или отсутствие отрицательных явлений, нарушающих нормальный ход формирования урожая, а также судить о благоприятности агрометеорологических условиях года.

Карты влажности воздуха представляют собой растровые поверхности интерполированных значений параметров влажности воздуха (средняя и минимальная относительная влажность воздуха), полученных на метеостанциях по данным регулярных метеонаблюдений.

Карты осадков, представляют собой слой со значениями сумм осадков, за тот или иной календарный период (сутки, декада, месяц), рассчитанных для сети метеостанций.

Карты условий увлажнения, генерируемые сервисом Геоаналитика.Агро:

  • Средняя относительная влажность воздуха (сутки, декада, месяц), %
  • Минимальная относительная влажность воздуха (сутки, декада, месяц), %
  • Количество осадков (сутки, декада, месяц), мм
  • Норма количества осадков (сутки, декада, месяц), мм
  • Отклонение от нормы сумм осадков (сутки, декада, месяц), мм

Средняя относительная влажность воздуха

Методика:

  • Средняя относительная влажность воздуха за сутки вычисляется путем деления суммы значений относительной влажности воздуха за каждый час метеорологических суток на 24.
  • Средняя относительная влажность воздуха за месяц вычисляется путем деления суммы значений относительной влажности воздуха за каждые сутки месяца на количество дней в месяце.
  • Средняя относительная влажность воздуха за декаду вычисляется путем деления суммы значений относительной влажности воздуха за каждые сутки декады на количество дней в декаде.
Единицы измерения: %

Средняя минимальная (максимальная) влажность воздуха

Методика:

  • Средняя минимальная (максимальная) влажность воздуха за месяц вычисляется путем деления суммы минимальных (максимальных) значений влажности воздуха за каждые сутки месяца на количество дней в месяце.
  • Средняя минимальная (максимальная) влажность воздуха за декаду вычисляется путем деления суммы минимальных (максимальных) значений влажности воздуха за каждые сутки декады на количество дней в декаде.
Единицы измерения: %

Количество осадков (сутки, декада, месяц)

Назначение: Из метеорологических факторов, влияющих на урожай сельскохозяйственных культур, наибольшее значение имеют осадки, поскольку они служат основным источником запасов почвенной влаги. Отсутствие или недостаток их влечет за собой пересыхание пахотного горизонта почвы, создает неблагоприятные условия влагообеспеченности культур, ухудшает их состояние, снижает урожай.

Методика:

  • Количество осадков на метеорологических станциях определяют высотой слоя воды в мм, образовавшегося на горизонтальной поверхности от выпавшего дождя, мороси, обильных рос, тумана, града и т. д. при отсутствии стока, просачивания и испарения. Осадки на метеорологической площадке измеряют 2 раза в сутки: в сроки 9 и 21 ч. Количество осадков, выпавших за сутки определяется суммой осадков выпавших за два двенадцатичасовых периода.
  • Суммарное количество осадков за декаду – сумма суточных значений количества осадков за декаду.
  • Суммарное количество осадков за месяц – сумма суточных значений количества отсадков за месяц.
Единицы измерения: мм

Норма количества осадков (сутки, декада, месяц)

Климатическая норма сумм осадков представляет собой среднее многолетнее значение сумм осадков для суток, декады, месяца, рассчитанное, в соответствии с требованиями Всемирной метеорологической организации (ВМО), за 30-ти летний период.

Для расчета норм метеорологических показателей используется архив метеоданных NASA, проводится фильтрация ошибочных значений и заполнение пропусков в суточных данных.

Единицы измерения: мм

Отклонение от нормы сумм осадков (сутки, декада, месяц)

Для оценки условий увлажнения любого календарного периода (сутки, декада, месяц) рассчитываются отклонения сумм осадков от соответствующей нормы. Данный тип параметров позволяет оценить насколько средние суммы осадков того или иного периода времени (сутки, декада, месяц) больше или меньше нормальных (средних многолетних значений).

Отклонение от нормы сумм осадков (за сутки, декаду, месяц) рассчитывается как разница между суммой выпавших осадков за тот или иной календарный период и нормой сумм осадков для данного периода.

Единицы измерения: мм

Карты снежного покрова

Назначение: Снежный покров, его появление и продолжительность залегания имеет большое значение для сельского хозяйства, так как наличие снежного покрова определяет запасы воды, необходимые для растений, а также защищает от вымерзания озимые и многолетние травы.

Оценка наличия или отсутствия снежного покрова в сервисе Геоаналитика.Агро основано на обработке данных дистанционного зондирования, построения растрового изображения нормализованного разностного снежного индекса NDSI.

Космический снимок Sentinel-2, синтез с ближним инфракрасным каналом
Карта снежного покрова, пространственное разрешение 10 м

Нормализованный разностный снежный индекс (Normalized difference snow index, NDSI) – показатель покрытия территории снегом, предназначен для обнаружения снега на земной поверхности по данным дистанционного зондирования Земли. Позволяет различать на космических снимках заснеженные территории от облаков. Для расчета индекса используются значения спектральной яркости в зеленом (0.5-0.6 мкм) и среднем инфракрасном (0.76-0.96 мкм) диапазонах спектра.

Методика

Индекс NDSI вычисляется по формуле:
NDSI = (GREEN – SWIR)/(GREEN + SWIR)
где GREEN – отражение в зелёной области спектра (0.5-0.6 мкм) , SWIR – отражение в средней инфракрасной области спектра (0.76-0.96 мкм).
Диапазон значений индекса -1 – 1. Для участков земной поверхности, занятых снегом значение индекса более 0.4.

Авторы метода: Valovcin (1976, 1978), Kyle et al. (1978).

Пространственное разрешение: Карты снежного покрова NDSI генерируются по данным Landsat-8 и Sentinel-2 с пространственным разрешением 30 м - и 10 метров соответственно.

Временное разрешение: Определяется периодичностью съемки Landsat-8 и Sentinel-2 и составляет 16 и 10 дней соответственно.

Карты условий освещённости

Назначение:

Солнечная энергия — непременное условие существования растений. Растения чутко реагируют на изменение энергетической освещенности, создаваемой солнечным излучением, изменение его спектрального состава и продолжительности освещения. Благодаря различной реакции на интенсивность освещенности все формы растительности делятся на светолюбивые и теневыносливые.

Для планирования и научно обоснованного ведения сельского хозяйства необходимо знать характеристики радиационного режима, а также учитывать влияние рельефа на распределение солнечной радиации для разработки рекомендаций по выращиванию культур с соответствующими требованиями к условиям освещенности.

Карты условий освещённости:

  • Карты потенциальной фотосинтетически активной радиации (ФАР)
  • Карта освещенности склонов
  • Карты экспозиции склонов

Карты потенциальной фотосинтетически активной радиации

Фотосинтетически активная радиация (ФАР) - часть солнечной энергии в диапазоне длин волн 380—710 нм, используемой растениями для фотосинтеза, складывается из двух составляющих суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной). Для оценки влияния рельефа на характер распределения солнечной энергии используется цифровая модель рельефа.

Методика:

Создание карт потенциальной фотосинтетически активной радиации основано на моделировании потенциально доступной для растений ФАР с использованием информации о географическом положении территории (широта и долгота, зональный фактор), рельефе и модельных характеристиках атмосферы.

Показатель ФАР рассчитывается по формуле ФАР = 0.6*Рр + 0.4*Рп,
где Рр - количество рассеянной солнечной радиации, Рп - количество прямой солнечной радиации (К.Н. Дьяконов, 1991).

Расчет может быть осуществлен для различных временных периодов (сутки, декада, месяц, вегетационный период) с учетом сезонности и позволяет выбрать оптимальные участки под конкретные сельскохозяйственные культуры.

Пространственное разрешение: Продукты могут быть сгенерированы для регионального и локального уровней с пространственным разрешением от 90 м и менее в зависимости от детальности ЦМР.

Карты продолжительности инсоляции

Продолжительность инсоляции - период времени прямого солнечного излучения участка земной поверхности. Карты продолжительности инсоляции используются для описания светового и теплового режимов земной поверхности.

Для расчета продолжительности инсоляции используется азимут и склонение, определяющие положение Солнца. Освещенность выражается в количестве часов, в течение которых участок земной поверхности подвержен инсоляции за год.

Авторы метода: Rich et al. (Rich 1990, Rich et al. 1994)

Пространственное разрешение: Продукты могут быть сгенерированы для регионального и локального уровней с пространственным разрешением от 90 м и менее в зависимости от детальности ЦМР.

Карты экспозиции склонов

Экспозиция склона – морфометрическая характеристика рельефа, определяемая пространственной ориентацией элементарного склона относительно сторон света.

Склоны северной экспозиции получают меньшее количество солнечной радиации. Склоны южной экспозиции более инсолированные и более теплые. Экспозиция склона оказывает существенное влияние на характер снегоотложения, водный, тепловой режимы и динамику элементов питания почвы, а также фитосанитарное состояние посевов. Эти особенности приводят к различиям в гидротермическом режиме склонов разной экспозиции и созданию местного микроклимата.

Методика:

Экспозиция на местности определяется путём ориентации склона относительно сторон света. При использовании цифровых моделей рельефа экспозиция равна азимуту проекции нормали склона на горизонтальную плоскость.

ASPECT = 180 − arctg (q/p) + 90* p/| p|,
где q и p - первые производные по цифровой модели рельефа.
Авторы метода:

Пространственное разрешение: Продукты могут быть сгенерированы для регионального и локального уровней с пространственным разрешением от 2 до 90 м в зависимости от детальности ЦМР.

Карта экспозиции склонов, пространственное разрешение 90 м
Карта экспозиции склонов, пространственное разрешение 10 м

Категория продуктов «Рельеф»

Одним из важнейших факторов развития природных процессов и их влияния на агроландшафты выступает рельеф территории, характеристики которого во многом определяют локальные особенности распределения влаги, вещества и солнечной радиации, энергию склоновых процессов. Поля, неоднородные по рельефу, почвенному покрову или агрохимическим характеристикам также требуют особого подхода в обработке. Продукты категории Рельеф и Почва предоставляют информацию о локальных условиях произрастания растений, обусловленных морфометрией рельефа и почвенными условиями.

Учёт почвенных и геоморфологических условий позволяет решать многие задачи: от планирования севооборотов и проектирования мелиоративных сооружений до точного определения доз органических и минеральных удобрений и норм полива при возделывании определенных сельскохозяйственных культур.

Категория «Рельеф»

Продукты категории «Рельеф»

  • Карты абсолютных высот местности, м
  • Карты крутизны склонов

Абсолютные высоты местности

Использование ЦМР в области сельского хозяйства базируется на двух уровнях: региональном и локальном.

ЦМР регионального уровня

Назначение: Региональный уровень не несет детальной информации об особенностях рельефа внутри земельного участка, но предназначен для определения общих особенностей и планирования размещения различных типов культур, а также выявления потенциальной деградации земельных ресурсов. Региональному уровню соответствует ЦМР с шагом сетки от 30-100 м

Карты представляют собой цифровую модель рельефа (матрица высот), где каждой ячейке соответствует значение абсолютного показателя высоты над уровнем моря.

Источник данных для моделирования рельефа регионального уровня: ЦМР SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission.

Пространственное разрешение ЦМР SRTM: Горизонтальное разрешение - 90 м.
Вертикальное разрешение– 1 м.
Абсолютная ошибка в плане – 8.8 м.
Абсолютная ошибка по высоте – 6.2 м.

Источники данных по ошибкам: Farr, T. G., P. A. Rosen, et al. (2007). "The Shuttle Radar Topography Mission." Rev. Geophys. 45(RG2004). Rodriguez, E., C. S. Morris, et al. (2005). "An assessment of the SRTM topographic products." JPL Pub. D31639: 143

Цифровая модель рельефа SRTM, пространственное разрешение 90 м
ЦМР локального уровня

Локальный уровень (ЦМР с шагом сетки 20 м и менее) позволяет достаточно отчетливо проследить геоморфологическую неоднородность внутри угодья и разработать оптимальную стратегию по использованию земельных ресурсов. ЦМР локального уровня могут быть получены в результате топографической съемки местности, космической стереосъемки сверхвысокого разрешения, лазерного сканирования.

Пространственное разрешение ЦМР локального уровня, полученных по данным космической стереосъемки (в зависимости от съемочной системы):

Горизонтальное разрешение – 0.5-2 м.
Точность по высоте – LE90 от 1 м, в зависимости от съёмочной системы, наличия опорных точек и геометрии съёмки.
Точность в плане – CE90 от 4 м, в зависимости от съёмочной системы, наличия опорных точек и геометрии съёмки.

Параметры ЦМР локального уровня, полученных по данным лазерного сканирования (в зависимости от плотности точек):

Точность по высоте – 0.16-0.33.
Точность в плане – 0.2-2 м.
Цифровые модели рельефа по данным лазерного сканирования соответствуют детальности топокарт 1:500-1:5000.

Цифровая модель рельефа, полученная по данным космической стереосъемки, пространственное разрешение 10 м
Расчлененность рельефа и крутизна склонов

Назначение: Расчлененность рельефа наиболее полно характеризуется тремя параметрами – крутизной склонов, горизонтальной и вертикальной расчлененностью. Показатели глубины и густоты расчленения, крутизны поверхности оказывают непосредственное влияние на тип использования земель, а также определяют объемы и направление вещественного переноса, включая поверхностный сток, а также характер развития экзогенных процессов в целом.

Крутизна склонов

Крутизна склонов определяется уклоном. Уклон — отношение превышения местности к горизонтальному проложению, на котором оно наблюдается. Иными словами, величина уклона равна тангенсу угла между величиной подъёма склона и горизонталью (тангенсу угла наклона).

Методика:
SLOPE = arctg(∆Z),
где ∆Z - перепад высот между двумя ячейками растра.

Крутизна склонов (региональный уровень), 90 м
Крутизна склонов (локальный уровень), 10 м
Вертикальное разрешение

Степень вертикального расчленения территории характеризуется глубиной расчленения рельефа, отражающей превышение водоразделов над базисами эрозии внутри элементарных бассейнов. Этот показатель определяется как разность наибольшей и наименьшей абсолютных высот по каждому элементарному бассейну.

Горизонтальное расчленение

Степень горизонтального расчленения – отношение суммы длин водоразделов и тальвегов на определенной территории к площади данной территории.

Продукты морфометрических показателей локального уровня, пригодные для оценки морфометрических неоднородностей в пределах отдельных сельскохозяйственных угодий генерируются по детальным цифровым моделям рельефа. Источниками детальной информации о высотах местности являются стереопары космических снимков, данные лазерного сканирования и наземной топографической съемки масштаба 1: 10 000, 1:25 000.

Категория продуктов «Почвы»

Дифференциация свойств почвенного покрова в значительной степени определяется рельефом местности и его морфометрическими характеристиками. Экологическое значение рельефа обусловлено влиянием топографических факторов, таких как экспозиция и крутизна склонов, расчлененность рельефа, относительная и абсолютная высота. Морфометрия рельефа является одним из ключевых факторов почвообразования, определяющих условия увлажнения почв, а также энергию склоновых процессов, приводящих к деградации земельных угодий и выводу земель из сельскохозяйственного оборота.

Продукты категории «Почвы»:

  • Карты водной эрозии почв
  • Карты гидроморфности почвенного покрова

Карты водной эрозии почв

Направления использования: Информация о локализации эрозионно-опасных участков необходима при планировании противоэрозионных мероприятий и разработки рекомендаций по обработке почвы и внесению удобрений.

Эрозия почвы – процесс разрушения и сноса верхних, плодородных слоев почвы. Интенсивность эрозионных процессов определяется совокупностью факторов – рельеф, механический состав почв, климатические условия.

Водную эрозию подразделяют на линейную эрозию и плоскостной смыв.

Плоскостной смыв представляет собой смыв верхних горизонтов почв на склонах при стекании талых и дождевых вод, образующих при движении сеть мелких струйчатых промоин и рытвин. Такая эрозия малозаметна, но имеет катастрофический характер из-за масштабности проявления, приводит к снижению плодородия почв.

Линейная эрозия — размыв почвы в глубину с образованием рытвин и глубоких промоин, перерастающих в овраги. Эту эрозию вызывают сконцентрированные на узких участках склона значительные водные потоки. Они приводят к полному уничтожению почв.

Геоморфометрический анализ предоставляет возможность рассчитать количественные показатели плоскостной и линейной эрозии почвенного покрова. Энергия склоновых процессов определяется водосборной площадью и уклоном местности. Чем больше удельная водосборная площадь, тем выше вероятность развития эрозии.

Карты водной эрозии почв:

  • карты линейной эрозии
  • карты плоскостного смыва

Карты линейной эрозии

Методика:

Построение карт линейной эрозии основано на расчете индекса мощности линейной эрозии и представляет собой растровое изображение индекса, полученное по цифровой модели рельефа.На картах развитие линейной эрозии отображается по следующим градациям: эрозия отсутствует, низкий потенциал развития, средний потенциал развития, высокий потенциал развития линейной эрозии почв.

Индекс мощности линейной эрозии (Stream Power Index, SPI) рассчитывается по формуле:
SPI = A*tan(β),
где A — удельная водосборная площадь, β—угол наклона земной поверхности.

Авторы метода: Moore, I.D., Grayson, R.B., Ladson, A.R. (1991)

Пространственное разрешение: Карты могут быть сгенерированы с пространственным разрешением от 90 и менее метров в зависимости от детальности исходной ЦМР.

Карты плоскостного смыва

Методика:

Для оценки топографических предпосылок к развитию плоскостного смыва используется индекс LSF (Length_Steepness Factor), вычисляемый по формуле:
LSF = (m + 1)(As/22,13)m(sinβ/0,0896)n,
где As — удельная водосборная площадь, β—угол наклона земной поверхности, m и n — эмпирические коэффициенты.

Авторы метода: Desmet, Govers (1996)

Пространственное разрешение: Продукты могут быть сгенерированы для регионального и локального уровней с пространственным разрешением от 90 метров и менее в зависимости от детальности ЦМР.

Карта плоскостного смыва (региональный уровень), 90 м
Карта плоскостного смыва (локальный уровень), 10 м

Карты гидроморфности почвенного покрова

Назначение: Топографический индекс влажности позволяет оценить геоморфологические предпосылки развития переувлажненных земель, учесть данный фактор при планировании оптимизационных (мелиоративных) мероприятий и размещении сельскохозяйственных культур. Важным аспектом при размещении сельскохозяйственных культур выступает показатель гидроморфности почвенного покрова, который во многом также определяется особенностями рельефа территории. Информация о влиянии рельефа на особенности распределения влаги представляет существенный интерес, так как дает возможность выделить участки потенциального переувлажнения и вымокания посевов.

Топографический индекс влажности (Topographic Wetness Index, TWI) рассчитывается по формуле:
TWI = ln[A/tan(α)],
где A — удельная водосборная площадь, α—угол наклона земной поверхности.

Пространственное разрешение: 90 метров и менее в зависимости от детальности ЦМР.

Карта гидроморфности почвенного покрова, 10 м