Діагностика еродованих чорноземів південних за допомогою багатоспектральних супутникових зображень «Ландсат-8».

Abstract

Детальні карти ґрунтів, які використовуються для планування і проведення агротехнічних і меліоративних робіт та організації раціонального режиму використання території потребують оновлення. Сучасний етап картування ґрунтів може бути здійснено лише з використанням ГІС-технологій та дистанційних методів, за допомогою яких можливо максимально адекватно відобразити просторову структуру ґрунтового покриву, з виділенням меж окремих ґрунтових різновидів та ступеню еродованості. Незважаючи на існування прямих дистанційних методів дослідження оптичних характеристик поверхні ґрунтів за допомогою супутникових зображень, необхідно вивчати й стан сільськогосподарської рослинності, який віддзеркалює певні властивості ґрунту. Метою досліджень була розробка методичного підходу до ідентифікації еродованих чорноземів південних через оцінку відбивної здатності посівів соняшнику, який є найбільш поширеною сільськогосподарською культурою в регіоні. Попередніми підсупутниковими обстеженнями виділено на двох ключових ділянках контури еродованих ґрунтів і впродовж 2017-2019 рр., за результатами багатоспектрального сканування поверхонь агроландшафтів сканером OLI, який знаходиться на борту американського супутника Ландсат-8, були проведені дослідження відбивної здатності посівів соняшнику. За результатами аналізу відбивної здатності на етапах «початку бутонізації», «бутонізації» та «цвітіння» виявлено, що на еродованих ґрунтах (на схилах) величина вегетаційного індексу GNDVI суттєво менша ніж на нееродованих (на вододілах), що свідчить про дефіцит азоту. Це віддзеркалюється в обсягах фотосинтетично активної біомаси, що фіксується збільшеними значеннями вегетаційних індексів NDVI та EVI. Для дистанційної ідентифікації еродованих південних чорноземів з метою їх картування, рекомендовано використовувати зображення сканера OLI відбивної здатності посівів соняшнику в фази наростання фотосинтетично активної біомаси з подальшим часовим та просторовим аналізом значень вегетаційних індексів GNDVI, NDVI та EVI.

Detailed maps of the soils that used for planning and carrying out of agrotechnical and amelioration and the rational use of the territory require immediate updates. The current stage mapping of soils can be carried out only with the use of GIS-technologies and remote methods, which most adequately reflect the spatial structure of the soil, highlighting the boundaries of the individual soil types and the diagnosis, in particular the degree of erosion. Despite the existence of direct methods for studies of the optical characteristics of the surface of the soil using satellite images, for distant learning, in particular, with the purpose of mapping, it is necessary to study the condition of agricultural vegetation, which reflects certain soil properties. The purpose of the research was to develop a methodological approach to the identification of eroded chernozems southern by assessing the reflectivity of sunflower crops, which is the most common crop in the region. Previous studies allowed to identify two key areas of the contours of eroded soils and, in 2017-2019, the results of multispectral surface scans of agro-landscapes by an OLI scanner aboard on the Board of the USA satellite Landsat-8, studies were conducted reflectivity of sunflower crops. Quantitative analysis of the reflectivity of sunflower crops showed that on the slopes with the eroded chernozem southern, the magnitude of the vegetative index GNDVI at the principal growth stage – «Inflorescence emergence» and «Flowering emergence» are significantly less han in watersheds with soils no eroded, indicating nitrogen deficiency in these soils. In turn, this reflected in the amounts of photosynthetic active biomass at these stages of organogenesis, which recorded increased values of vegetation indices NDVI and EVI. Therefore, for remote identification of eroded chernozem southern with the aim of mapping, it is possible to use the image scanner OLI reflectance of sunflower crops in the phase of increase of the photosynthetic active biomass with the subsequent temporal and spatial analysis of the values of the vegetation index GNDVI, NDVI and EVI.