AGRIS - 

2023

Zver'kov, M.S. | Smelova, S.S. | Bulgakova, T.G.

The research purpose was to perform information modeling (creation of a "digital twin") of a section of the hydro-reclamation system located in the floodplain of the Oka River on the territory of the Kolomna City District of the Moscow Region, in the environment of the Google Earth and QGIS geo-information system, and to assess its technical and environmental condition. The changes in the hydro-reclamation system state were monitored by decrypting a number of satellite images. The most variable estimates were those of changing the land area with a critical depth of groundwater at the initial stage of the growing season and the degree of availability of irrigation equipment for the system. The established groups of technical and environmental conditions allow formulating a hypothesis about the differential vector of the life cycle stage of the hydro-reclamation system for the period from 2011 till 2023 for the worse. A high risk of exclusion of the studied lands from the category of irrigated ones has been identified. The accuracy of such an assessment according to GOST R 70611-2022 depends on how much the initial information reveals the indicators of technical and environmental condition, as well as on the presence of retrospective information about the object. As a result of information modeling of the reclamation facility, a group of its technical and environmental state has been established. The assessment by remote methods cannot be final, and the formulated hypothesis about the vector of changing the life cycle stage of the hydro-reclamation system serves as a marker for making necessary decisions regarding the need for its detailed on-site investigation. | Цель исследований – выполнить информационное моделирование (создание "цифрового двойника") участка гидромелиоративной системы, расположенной в пойме реки Оки на территории Коломенского городского округа Московской области, в среде геоинформационной системы Google Earth и QGIS, и дать оценку ее технического и экологического состояния. Динамику состояния гидромелиоративной системы отслеживали путем дешифрирования ряда спутниковых снимков. Наиболее вариативными были оценки изменения площади земель с критической глубиной залегания грунтовых вод на начальном этапе вегетационного периода и степень обеспеченности системы техникой для полива. Установленные группы технического и экологического состояния позволяют сформулировать гипотезу о векторе изменения стадии жизненного цикла гидромелиоративной системы за период с 2011 по 2023 гг. в худшую сторону. Выявлен высокий риск исключения изученных земель из категории орошаемых. Точность подобной оценки по ГОСТ Р 70611-2022 зависит от того, насколько исходная информация раскрывает показатели технического и экологического состояния, а также от наличия ретроспективной информации об объекте. В результате информационного моделирования мелиоративного объекта установлена группа его технического и экологического состояния. Оценка дистанционными методами не может быть окончательной, а сформулированная гипотеза о векторе изменения стадии жизненного цикла гидромелиоративной системы служит маркером для принятия необходимых решений в отношении необходимости ее детального натурного обследования.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Minaev, N.V., Russian State Agrarian Univ., Moscow

The identification of factor and indicational features, which are characterized by the high informativity and field of view in relation to the soil cover organization, plays a very important role in the soil mapping. Such characteristics are more common for Unmanned Aerial Vehicles (UAV), which include spectrazonal imagery and digital elevation model (DEM) with ultrahigh spatial resolution, necessary for obtaining fine and large scale images. However, the agrogenic micro- and nanotopography is considered as a noise during the studies of the soil cover topographic differentiation under the conditions of plowland, as the genetic soil properties correlate with natural micro- and mesotopography. A filtration algorithm for the land surface roughness, which is not related to the spatial organization of the objective soil properties, is suggested in the paper. The stages of linear dimension identification for self-similar structures of the glacial and agrogenic topography based on two-dimensional Fourier decomposition are demonstrated using the example of a field topography digital model for the area of 125 hectares. Filtering in the frequency domain allowed restoring the natural field topography and substantiating the effective resolution of the DEM and the size of the area to calculate local morphometric specificities of the topography for digital soil mapping. | В задачах почвенной картографии важную роль играет выявление факторно-индикационных характеристик, обладающих высокой информативностью и обзорностью относительно организации почвенного покрова. В детальном и крупном масштабах этими свойствами обладают материалы съемки с беспилотных летательных аппаратов, включающие спектрозональные изображения и цифровую модель высот местности сверхвысокого пространственного разрешения. Однако в условиях пашни агрогенный нано- и микрорельеф выступает в качестве шума при изучении топографической дифференциации почвенного покрова, поскольку генетические свойства почв связаны с микро- и мезорельефом естественного происхождения. Предлагается алгоритм фильтрации неровностей земной поверхности, не связанных с пространственной организацией целевых почвенных свойств. На примере цифровой модели рельефа поля площадью 125 га (Владимирское ополье) демонстрируются этапы идентификации линейных размеров структур рельефа гляциального и агрогенного происхождения на основе двухмерного разложения Фурье. Фильтрация в частотной области позволила восстановить естественный рельеф поля и обосновать эффективное разрешение цифровой модели рельефа и размеры окрестности для расчета локальных морфометрических характеристик рельефа в целях цифровой почвенной картографии.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2016

Koshelev, A.V., All-Russia Research and Development Inst. of Land and Forest Improvement, Volgograd

The investigations of the soil cover were carried out in 2015 on the index site which was located in the Volgograd region. To develop a digital map of soil contours on the territory of the index site the soil map of the Volgograd region in scale 1:400000 (1985) digitized from original hard copy was used. Relief is a determining factor in the mapping of soil which conditions the spatial regularities of soil cover. To display the characteristics of the relief Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) digital elevation model (DEM) were used. A discrepancy of soil contours with the contours of horizontals was found out when imposing horizontals on the digital map of soil contours. It should be explained by generalization of contours in the transition from large scale to medium one in the classical soil mapping, i.e. there happens a separation of the soil contours from the relief contours and their subjective transformation. By using of DEM and method of plastic shading, and deciphering of satellite images the adjustment of the soil map of study site, the identification of the current state of soil cover, the determination of the actual boundaries of soil contours and the calculation of the area of soil sites were carried out. There were the soil complexes of gullies and ravines network allocated and the river network applied on a digital soil map which allowed adjusting of the contour of the alluvial soils. The medium-scale digital map of structure of soil cover developed on the basis of DEM and the method of plastic shading displays more objectively the information on the soil cover of the index site. | Исследования почвенного покрова проводили в 2015 г. на ключевом участке, находящемся в Волгоградской области. Для создания цифровой карты почвенных контуров на территорию ключевого участка была использована оцифрованная с бумажного оригинала почвенная карта Волгоградской области М 1:400000 (1985 г.). Рельеф является определяющим фактором при картографировании почв, он обусловливает пространственные закономерности почвенного покрова. Для отображения характеристики рельефа использовали цифровую модель рельефа. При наложении горизонталей на цифровую карту почвенных контуров, выявили несоответствие почвенных контуров с контурами горизонталей. Это объясняется генерализацией контуров при переходе от крупного масштаба к среднему в классической почвенной картографии, то есть происходит отделение почвенных контуров от контуров рельефа и их субъективное преобразование. В результате использования цифровой модели рельефа, метода пластики рельефа и дешифрирования космоснимков удалось произвести корректировку почвенной карты тестового участка, выявить современное состояние почвенного покрова, определить современные границы почвенных контуров и рассчитать площади почвенных выделов. На цифровой карте были выделены комплексы почв овражно-балочной сети и нанесена гидрографическая сеть, которая позволила скорректировать контур аллювиальных почв. Полученная среднемасштабная цифровая карта структуры почвенного покрова, составленная на основе цифровой модели и метода пластики рельефа, более объективно отображает информацию о почвенном покрове ключевого участка и повышает объективность и эффективность принимаемых решений при разработке проектов адаптивно-ландшафтного обустройства и оптимизации агроландшафтов.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2013

Alejnikov, A.F., Siberia Physical and Technical Inst. of Agrarian Problems, Novosibirsk Region (Russian Federation) | Pal'chikova, I.G. | Obidin, Yu.V. | Smirnov, E.S. | Glyanenko, V.S. | Chuguy, Yu.V., Russian Academy of Sciences. Siberian Branch, Novosibirsk (Russian Federation). Technological Design Institute of Scientific Instrument Engineering

A digital video recorder has been developed to perform the color test for evaluating meat freshness and quality characteristics (NOR, PSE, DFD). Structural arrangement features of the experimental colorimetric installation have been examined. Image acquisition and digital image processing are used for finding visual attributes of meat samples. Algorithms and program design for processing meat images have been developed. One of the features of the algorithm developed is a thresholding procedure, which eliminates low-informative points from the selected image area, when the point attributes are outside the limits of the thresholds specified. With the help of a special program, the mean values of the brightness, dominant wavelength (color) and saturation for the marked image zone have been found. These values can be used for recognizing meat quality characteristics. Results from the analysis of more than 150 meat samples by the calorimetric method are given. A necessity of data collection for finding the correlation score between calorimetric evaluations of meat quality and conventional organoleptic ones has been proved. | Разработана цифровая видеорегистрирующая система для реализации цветового метода оценки свежести мяса с признаками PSE (бледное, мягкое, водянистое), NOR (нормальное) и DFD (темное, жесткое, сухое). В экспериментальной колориметрической установке для определения визуальных характеристик образцов используется принцип получения и цифровой обработки изображений. Разработано специализированное программно-алгоритмическое обеспечение обработки полученных изображений мясного сырья с различными признаками. Использована процедура пороговой обработки, которая из полного изображения удаляет малоинформативные точки, параметры которых выходят за пределы заданных порогов. Алгоритмически и программно определены средние значения светлоты, доминирующей длины волны (тона) и насыщенности выделенной области цифрового изображения, которые могут быть использованы при установлении критериев сортировки мясного сырья. Предварительные эксперименты по экспресс-анализу мясного сырья цветовым методом проведены на более чем 150 образцах. Дальнейшие исследования будут ориентированы на сбор статистического материала и определение степени корреляции колориметрических оценок с общепринятыми органолептическими оценками качества мясного сырья.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2013

Pron'ko, N.A. | Korsak, V.V., The N.I. Vavilov Saratov State Agrarian Univ.

On the basis of analysis of advantages and opportunities of GIS-technologies the promising directions for their use in irrigated agriculture and melioration complex of the Volga region are identified and described. The 3 most important areas of GIS (geoinformation system) applications are proposed and justified, including monitoring of irrigated lands, the system of decision-making on management of irrigated lands, the selection of the promising areas for irrigation. The description of the systems of the local integrated geoinformational monitoring of irrigated lands is done. Those systems have been developed and implemented in two major irrigated farms in the Saratov region. The results of research aimed at the development of GIS decision support system for managing irrigated agriculture in the Volga region are given. This GIS includes a system of integrated local GIS-monitoring and information and advising systems for management the nutrient and water regimes of irrigated crops. The application of the proposed GIS ensures improvement of the quality management of reclaimed agricultural governmental lands of the large irrigated farms in the region. A description of the developed system of GIS analysis methods and techniques raster algebra adapted to soil and climate, environmental and reclamation conditions of the Volga region and the information model of the territory is done. They improve the scientific basis for the selection of suitable land irrigation and the quality of design-state irrigation systems and some irrigated areas in the region. For example by using GIS in the Pitersky district of the Saratov region the areas of lands available, completely suitable and sufficient and relatively suitable for irrigation are determined. | На основе анализа преимуществ и возможностей геоинформационных технологий определены и описаны перспективные направления их применения в орошаемом земледелии и мелиоративном комплексе Поволжья. Предложены и обоснованы 3 наиболее важных сферы применения геоинформационной системы (ГИС), в т. ч. мониторинг поливных земель, системы поддержки принятия решений по управлению орошаемыми землями, выбор перспективных для ирригации территорий и участков. Приведено описание систем локального комплексного геоинформационного мониторинга орошаемых земель, разработанных и внедренных в двух ведущих поливных хозяйствах Саратовской обл. Изложены результаты исследований, направленные на создание ГИС поддержки принятия решений по управлению орошаемым земледелием Поволжья, включающей в себя систему комплексного локального геоинформационного мониторинга и информационно-советующие системы по управлению питательным и водным режимами поливных культур. Применение разработанной ГИС обеспечивает повышение качества управления эксплуатацией мелиорированных с.-х. угодий крупных поливных хозяйств региона. Описаны разработанная система применения адаптированных к почвенно-климатическим, экологическим и мелиоративным условиям Поволжья способов геоинформационного анализа и методов растровой алгебры, а также информационная модель территории, способствующие повышению научной обоснованности выбора пригодных для ирригации земель и качества проектирования оросительных систем и отдельных орошаемых участков в регионе. Например, с использованием ГИС в Питерском районе Саратовской обл. определены площади неэродированных, плодородных, обеспеченных водными и трудовыми ресурсами земель, то есть полностью пригодных для орошения, достаточно пригодных и относительно пригодных.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation