environmentПриродообустройствоPrirodoobustrojstvo1997-6011РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева10.26897/1997-6011-2025-5-15-22environment-857Research ArticleМЕЛИОРАЦИЯ, ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО И АГРОФИЗИКАLAND RECLAMATION, WATER ECONOMY AND AGROPHYSICSКартирование и типизация вымочек сельскохозяйственных культур на основе данных космических снимков сверхвысокого пространственного разрешенияMapping and typification of agricultural crop overwetting based on ultra-high spatial resolution satellite imagesОстапчукГ. Б.OstapchukG. B.

Григорий Борисович Остапчук, канд. эконом наук

ID РИНЦ: 1268828

195220, г. Санкт-Петербург, Гражданский пр., 14

Grigory B. Ostapchuk, CSs (Econ)

RSCI ID: 1268828

14, Grazhdanskiy pr., St. Petersburg, Russia, 195220

ost@agrophys.ruФГБНУ «Агрофизический научно-исследовательский институт»РоссияAgrophysical Research InstituteRussian Federation202522122025051522Copyright © Остапчук Г.Б., 20252025Остапчук Г.Б.Ostapchuk G.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://environment.timacad.ru/jour/article/view/857

Цель исследований заключалась в картировании, типизации и оценке характеристик вымочек сельскохозяйственных культур на основе космических снимков сверхвысокого пространственного разрешения. Объектом исследований являлись вымочки сельскохозяйственных культур, расположенные в границах сельскохозяйственных полей Меньковского филиала ФГБНУ «Агрофизический научно-исследовательский институт», Гатчинский район Ленинградской области. Работы включали в себя полевое обследование указанных вымочек, анализ их дешифровочных признаков и оценку их характеристик на основе космических снимков. Основные результаты исследований представлены следующими положениями. Для обнаружения вымочек целесообразно использовать серию архивных космических снимков, сделанных преимущественно в ранневесенний и осенний периоды. Дешифровочные признаки вымочек на космических снимках в зависимости от времени года съемки представлены двумя основными группами: высококонтрастные переувлажненные контуры с признаками скопления воды преимущественно в ранневесенний период и контуры с угнетенной растительностью в вегетационный период. Указанные дешифровочные признаки имеют на космических снимках временный или устойчивый характер. В результате полевого обследования установлено, что вымочки с устойчивым во времени контуром имеют форму котловины, глубину 36 см и более, площадь не менее 0,1 га. Для выяснения вероятной причины возникновения вымочки требуется осуществить картирование закрытых коллекторов внутри ее границ. Выявление на космических снимках высококонтрастной точки или участка вблизи закрытого коллектора в границах контура вымочки может свидетельствовать о наличии неисправности закрытого коллектора в указанном месте или ниже по его трассе. Ключевыми с мелиоративной точки зрения классификационными признаками вымочек на космических снимках являются наличие закрытых коллекторов в границах контура вымочки и устойчивость контура вымочки во времени. Результативность оценки характеристик обследованных вымочек по космических снимкам: формы рельефа и вероятной глубины – 86%; причины возникновения вымочки как результата технической неисправности закрытого коллектора – 50%.

The research aimed to map, classify and evaluate agricultural field overwetting plots and their features using ultra-high spatial resolution satellite images. The object of the research is overwetting plots located within the agricultural fields of Menkovsky branch of Agrophysical Research Institute, Gatchina district of Leningrad region. Study included a field survey of such an overwetting plots, analysis and evaluation of their interpretation characteristics on satellite images. Overall results are as follows. A set of high spatial resolution satellite images mainly taken in early spring and autumn is needed to detect overwetting plots of agricultural field. The visible overwetting plots interpretation characteristics on satellite images are divided depending on time of the year they made into two groups: high contrast counters with signs of water accumulation – in early spring and counters with signs of depressed vegetation – in vegetation period. The overwetting plots contours interpretation characteristics on satellite images have temporary or permanent type; as a result of the field survey it was established that overwetting plots with permanent type of contour have a shape of basin, depth of 36 cm and more and area of at least 0.1 ha. Mapping of the drainage pipes placed inside overwetting plots contour is required to clarify the probable cause of their origin. The presence of the high contrast point or area close to main drainage pipe within the boundaries of overwetting plots contour on satellite images may indicate a malfunction of the closed collector in the specified location or further down its route. Taking into account the melioration tasks, the key classification features of overwetting plots on satellite images are: presence of main drainage pipe within the boundaries of overwetting plots contour and the stability of such contours over time. The evaluation results of the surveyed overwetting plot characteristics on satellite images are as follows: relief forms and probable depth – 86%; the clarifying of the main drainage pipe malfunction as a cause of overwetting plots origin – 50%.

вымочки сельскохозяйственных культурзакрытый трубчатый дренажкосмический снимоккартированиеосушениегидротехническая мелиорацияoverwettings of agricultural cropsclosed drainage pipessatellite imagemappingdrainagehydrotechnical reclamationwater temperatureАвтор признателен ведущему инженеру А.С. Старцеву за помощь в проведении нивелирной съемки.ReferencesДоклад о состоянии и использовании земель сельскохозяйственного назначения Российской Федерации в 2021 году. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2022. 356 с.Report on the status and use of agricultural lands in the Russian Federation in 2021. Moscow: Federal State Bud­getary Scientific Institution “Rosinformagrotech”, 2022. 356 p.Временные рекомендации по реконструкции осушительных систем в Нечерноземной зоне РСФСР. Л.: СевНИИГиМ, 1989. 70 с.Temporary recommendations for the reconstruction of drainage systems in the Non-chernozem of the RSFSR.-L.: SevNIIGiM, 1989. 70 p.Канцибер Ю.А. Особенности мелиоративно-гидротехнических изысканий при реконструкции осушительных систем / Реконструкция мелиоративных систем: сборник науч. тр. / Л.: СевНИИГиМ, 1990. С. 20-27.Kantsiber Yu.A. Features of meliorative and hydraulic engineering surveys in the reconstruction of drainage systems / Reconstruction of melioration systems: collection of scientific papers / L.: SevNIIGiM, 1990. P. 20-27.Канцибер Ю.А., Золотов М.Е. Эффективность реконструкции осушительных систем в Ленинградской области // Реконструкция мелиоративных систем: сборник науч. трудов. Л.: СевНИИГиМ, 1990. С. 54-62.Kantsiber Yu.A., Zolotov M.E. Efficiency of drainage systems reconstruction in the Leningrad region // Reconstruc­tion of melioration systems: collection of scientific papers / L.: SevNIIGiM, 1990. P. 54-62.Маслов Б.С. Вопросы повышения надежности дренажа переувлажненных земель / Б.С. Маслов, Ц.Н. Шкинкис, Х.А. Смилга // Мелиорация и водное хозяйство. Серия 2. Осушение и осушительные системы. Экспресс информация. Вып. 5. 1980. 30 с.Maslov B.S. Issues of increasing the reliability of drainage overwetting lands / B.S. Maslov Ts.N. Shkinkis, H.A. Smilga // Land reclamation and water management. Series 2. Drainage and drainage systems. Express informa­tion. Issue 5. 1980. 30 p.Мейер Г.Я. Применение аэрометодов для картирования закрытых дренажных систем / Г.Я. Мейер, И.М. Кривоносов // Труды лаборатории аэрометодов. Том V.-М. – Л.: Изд-во Акад. наук СССР, 1956. С. 103.Meyer G.Ya. Application of aerial methods for mapping closed drainage systems/ Meyer G.Ya., I.M. Krivonosov // Pro­ceedings of the laboratory of aerial methods. Volume V.-M. – L.: Publishing house of the Academy of Sciences of the USSR, 1956. – P. 103.Allred B., Martinez L., Fessehazion M.K., Rouse G., Williamson T.N., Wishart D., Koganti T., Freeland R., Eash N., Batschelet A., Featheringill R. Overall results and key findings on the use of UAV visible-color, multispectral, and thermal infrared imagery to map agricultural drainage pipes // Agricultural Water Management. 2020. Vol. 232, 106036. DOI: 10.1016/j.agwat.2020.106036Allred B., Martinez L., Fessehazion M.K., Rouse G., Williamson T.N., Wishart D., Koganti T., Freeland R., Eash N., Batschelet A., Featheringill R. Overall results and key findings on the use of UAV visible-color, multispectral, and thermal infrared imagery to map agricultural drainage pipes // Agricultural Water Management. 2020. Vol. 232, 106036. DOI: 10.1016/j.agwat.2020.106036Koganti T, Ghane E, Martinez LR, Iversen BV, Allred BJ. Mapping of Agricultural Subsurface Drainage Systems Using Unmanned Aerial Vehicle Imagery and Ground Penetrating Radar // Sensors (Basel). 2021 Apr 15; 21(8):2800. DOI: 10.3390/s21082800.Koganti T, Ghane E, Martinez LR, Iversen BV, Allred BJ. Mapping of Agricultural Subsurface Drainage Systems Using Unmanned Aerial Vehicle Imagery and Ground Pen­etrating Radar // Sensors (Basel). 2021 Apr 15; 21(8):2800. DOI: 10.3390/s21082800.Остапчук Г.Б. Картирование закрытого трубчатого дренажа по космическим снимкам сверхвысокого пространственного разрешения / Г.Б Остапчук., А.Ф. Петрушин, Е.П. Митрофанов, А.С. Старцев // Агрофизика. 2024. № 1. С. 41-48.Ostapchuk G.B., Petrushin A.F., Mitrofanov E.P., Startsev A.S. Mapping of agricultural closed drainage systems using ultra-high spatial resolution satellite im­ages / G.B. Ostapchuk., A.F. Petrushin, E.P. Mitrofan­ov, A.S. Startsev // Agrophysics. 2024. No. 1. P. 41-48.Петрушин А.Ф. Определение состояния осушительных мелиоративных систем по данным дистанционного зондирования в Северо-Западном регионе Российской Федерации / А.Ф. Петрушин, Ю.Г. Янко, О.А. Митрофанова, Е.П. Митрофанов // Агрофизика № 2, 2023. С. 39-44. EDN: JOVSLTPetrushin A.F., Yanko Yu.G., Mitrofan­ov O.A., Mitrofanov E.P. Determining the state of drainage systems using data of remote sensing in the north-west re­gion of the Russian Federation // Agrophysics, No. 2, 2023. Pp. 39-44. EDN: JOVSLTГеопортал «Роскосмоса». – [Электронный ресурс]. URL: https://www.gptl.ru/ (дата обращения: 09.12.2024). – Режим доступа: по подписке.Roscosmos Geoportal [Electronic resource]. URL: https://www.gptl.ru/ (date of access: 09.12.2024). – Access mode: by subscription.Apollo Mapping. [Электронный ресурс]. URL: https://imagehunter.apollomapping.com (дата обращения: 28.02.2024).Apollo Mapping. [Electronic resource]. URL: https://imagehunter.apollomapping.com (date of access: 28.02.2024).Google Планета Земля. [Электронный ресурс]. URL: https://earth.google.com/ (дата обращения: 28.02.2024)Google Earth [Electronic resource]. URL: https://earth.google.com/ (date of access: 28.02.2024).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.