# Картографирование сельскохозяйственных угодий средствами ГИС для мониторинга использования природных ресурсов

Polina Lemenkova

► To cite this version:

Polina Lemenkova. Картографирование сельскохозяйственных угодий средствами ГИС для мониторинга использования природных ресурсов. Actual Problems of the Conservation and Development of the Biological Resources, Ural State Agrarian University (UrGAU), Feb 2015, Yekaterinburg, Russia. pp.226-229, ⟨10.6084/m9.fishshare.7211804⟩. ⟨hal-02017855⟩

HAL Id: hal-02017855

https://hal.science/hal-02017855

Submitted on 13 Feb 2019

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

<figure><img src="image_1.png" /></figure>
П. А. Леменкова,
аспирант

(Карлов университета в Праге (Чехия),
Институт экологических исследований)

КАРТОГРАФИРОВАНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ
СРЕДСТВАМИ ГИС ДЛЯ МОНИТОРИНГА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ

Ландшафтно-почвенное разнообразие типов. Распространенение доминиру-
ющих типов почв и растительности иллюстирирует их адаптацию к актуальным
климатическим условиям среды обитания. Ареалы региона Мечек включают в себя
уникальные биогеографические зоны с редкими эндемическими охраняемыми ви-
дами растительности Карпатского бассейна. Окрестности Мечек характеризованы
смешанным составом почв и типов естественного растительного покрова. Домини-
рующими лесами на склонах Мечекской возвышенности являются буково-дубовые
смешанные леса. Почвы окрестности холмов Мечек являются довольно богатыми
по содержанию минеральных и питательных веществ, что обусловлено в первую
очередь благоприятными эколого-географическими условиями местности, его гео-
морфологическими и климатическими факторами. Различные экологические фак-
торы (например, увлажнение, режим осадков, химический состав и др.) благопри-
ятно воздействуют на почвенный режим и состав. Показано [1, 2], что недавние
климатические изменения, связанные с повышением температуры, изменением
режима осадков сильно воздействуют на гидрологический режим почв (текстура,
структура, увлажненность, химический состав), что непосредственно влияет на со-
стояние и рапространение посевых культур.

1. Проблема экологических изменений аграрных ландшафтов. Главной со- временной проблемой аграрных районов Венгрии является аридификация и опу- стынивание [3], что хорошо иллюстрируется повышением среднегодовых темпа- туер в стране, а также понижением годичного количества осадков. В свою очередь, измененный гидрометеорологический баланс приводит к эволюции ландшафтов и их динамике [4]. Помимо естественных климатических акторов, воздействующих на состояние и распространение ландшафтов, существует также антропогенный фактор изменения окружающей среды. Так, реструктуризация земель и повышение пахотных площадей, а также индустриализация за период с 1960-х гг. в результате изменили облик ландшафтов к 2000 гг.

2. Цель исследования. Целью работы является применение средств ГИС и дан- ных дистанционного зондирования Земли (спутниковые снимки Ландсат ТМ) для мониторинга сельскохозяйственных угодий и изучения экологического состояния аграрных земель методами визуализации и картографирования. Область исследо- вания локализована в пределах Мечекского горного массива, юго-восточная Вен- грия, в пределах координат 46°6'0" с. ш. 18°50" в. д.

3. **Методы.** Методологически данное исследование включает в себя следую-
щие шаги: 1) сбор данных; 2) препроцессинг и предварительная обработка дан-
ных; 3) создание цветных композитов из спектральных каналов снимков Ландсат;
4) классификация; 5) пространственный анализ; 6) интерпретация результатов;
7) финальное ГИС-картографирование.
Ключевой метод, принятый в работы, — кластерная классификация. Этот метод основан на главном принципе дистанционного зондирования о ринципиальной различимости спектральных яркостей пикселов на снимке, отображающий разные типы поверхности и растительного покрова Земли. Мультиспектральная кластеризация — это итерационный процесс, анализирующий спектральные яркости пикселов и группирующий их в соответствии со значениями по классам согласно данному числу. Группировка пикселов проводится в соответствии с их сходностью значений: сопоставимость значений яркостей пикселов в пределах одной группы больше, чем между пикселами соседних групп. Классификация была проведена в полуавтоматическом режиме, доступном в среде ILWIS GIS, что позволило провести пространственный анализ (рис. 1).

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Рис. 1. Результат картографирования сельскохозяйственных угодий Юго-Восточной Венгрии по спутниковому снимку Landsat TM, 1992</figcaption></figure>

### 4. Результаты.
В результате классификации были идентифицированные типы сельскохозяйственных земель на основе геопространственно-временного анализа.

Для классификации типов земного покрова пикселы на растрровом снимке были идентифицированные для каждой категории и сгруппированные в следующие категории земель: озимая пшеница; ячмень; маис; силосная кукуруза; подсолнечник; сахарная свекла; другие посевные; картофель; водные площади; площади без с/х культур; луга; другие ландшафтные типы. Спутниковые снимки покрывают идентичную территорию на разные даты: 1992 и 2006 гг. соответственно. Объективная методология кластерной классификации, встроенная в инструментарий ILWIS GIS, была применена для картографирования и отображения типов земного покрова. Созданные классы типов растительности были идентифицированы с тематическими ареалами посевных для картографирования. Тематическое картографирование является финальным этапом работы и включает в себя стандартный картографиче-
ский набор операций: построение легенды, выбор и тестирование шрифтов, координатной сетки и общее оформление. Тематическое картографирование включает в себя результаты классификации, иллюстрирующие результаты геопространственного анализа на 1992 и 2006 гг соответственно (рис. 1 и 2).

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Рис. 2. Результат картографирования сельскохозяйственных угодий Юго-Восточной Венгрии по спутниковому снимку, 2006</figcaption></figure>

**Заключение.** В результате работы распределены ареалы сельскохозяйственных ландшафтов и различных культур посевых в предгорьях холмов Мечек в 1992 и 2006 гг. Типы растительного покрова были интерпретированы на основе ассоциации пикселей в различные тематические классы: растительность, различные категории сельскохозяйственных земель аграрного назначения и антропогенных территорий. Детализируя технические аспекты картографического отображения почвенно-растительного покрова, в частности распознавания различных посевых культур по спутниковым снимкам (пшеница, ячмень, маис, подсолнечник, сахарная свекла, картофель), это работа вносит вклад в развитие сельскохозяйственного экологического мониторинга.

Финансовая поддержка исследования была осуществлена стипендией (тип В)
Балаши Института, Будапешт, Венгрия. реф. No. МÖВ/154-2/2011.

## Литература

1. Birkás M. & Gyuricza Cs. 2004. Relationship between land use and climatic impacts // Birkás M. & Gyuricza Cs. (eds), Soil management – Tillage effects – Soil water, Szent István University, Gödöllő. P. 10–47.

2. *Makra L.* 20th century variations of the soil moisture content in East-Hungary in connection with global warming / L. Makra, J. Mika, S. Horvath. *Physics and Chemistry of the Earth* 2005. Vol. 30. P. 181–186.
3. Kertész A. 1999. Aridification – Climate Change in South-Eastern Europe / A. Kertész, J. Mika. Phys. Chem. Earth (A). № 24 (10). P. 913–920.

4. Huszar T. 1998. Climate Change and Soil Moisture: A Case Study. I'll: S1464-1895(99)00134. P&s. / T. Huszar, J. Mika, D. Loczy, K. Molnar, A. Kertész. Gem. Earth (A). 1999. Vol. 24. № IO. P. 905–912.

УДК 632.51 (470.53)

С. В. Лихачев,

кандидат сельскохозяйственных наук,
доцент кафедры экологии

(Пермская государственная сельскохозяйственная академия)

ЗАСОРЕННОСТЬ ПОСЕВОВ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ
НА РАЗНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ АГРОМИКРОЛАНДШАФТА

Агрофитоценоз является искусственно созданным сообществом, созданным по
заранее намеченному плану, предусматривающему доминирование культурных
растений, которое поддерживается искусственно в относительно равновесном со-
стоянии [1, 2]. Вместе с тем это измененные деятельностью человека экосистемы,
в которых действуют все природные экологические законы [3]. Сегетальные виды
это нежелательный, но одновременно неотъемлемый компонент любого современ-
ного агрофитоценоза.

На территории Среднего Урала, в исследованиях, проведенных А. С. Третьяко-
вой [4], обнаружено 167 сорных видов из 125 родов, входящих в 30 семейств. При-
чем большинство таксономических единиц являются одно- и маловидовыми. Боль-
шая часть сегетальных видов встречается в посевах зерновых культур (144 вида),
преимущественно в посевах яровых – 139 видов.

По мнению некоторых авторов, распределение сорных видов в пределах не-
большой территории определяется экологическими, ценотическими и случайными
факторами и в меньшей степени культурным видом, хотя проявление активности
сегетала будет в наибольшей степени зависеть от доминанта. Следовательно, для
устранения пятнистости засорения необходимо выравнивать эдафические условия
на всей территории агрофитоценоза [5]. М. В. Марков [6] рассматривает видовой
состав, структуру, взаимосвязь растений друг с другом и со средой, динамику сооб-
ществ, подчеркивая при этом особенности местообитания агрофитоценоза. Число
особей на единицу площади – плотность, которая зависит от агроприемов и опре-
деляет площадь питания отдельного растения. Решающее значение в структуре фи-
тоценоза играют количественные отношения между видами, а также их фитоцено-
тическая мощь.

Одним из условий, который определяет уровень важнейшей триады факторов (температура, освещенность, влажность), является орографический [7]. Продуктивность сегетальных видов в агрофитоценозах неодинакова на различных элементах ландшафта, что необходимо учитывать при формировании и внедрении адаптивно-ландшафтных систем земледелия [8, 9, 10].