Научно-исследовательский институт аэрокосмического мониторинга «АЭРОКОСМОС» успешно завершил НИР, по заказу Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках программы "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы". Тема исследования: «Разработка методов оценивания плодородия и выявления степени деградации почв на основе комплексного анализа многоспектральных оптических и радиолокационных космических изображений».

Научный руководитель НИР – академик БОНДУР В.Г. – директор НИИ «АЭРОКОСМОС»

Приоритетное направление:  Рациональное природопользование

Критическая технология:  Технологии мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации ее загрязнения

Период выполнения: сентябрь 2011 г. – август 2012 г.

Ключевые слова: почвы; плодородие; степень деградации почв; данные дистанционного зондирования

1. Цель исследования

Целью исследований являлась разработка методов оценки состояния посевов и сельскохозяйственных угодий на основе сочетания данных дистанционного зондирования и наземных измерений для анализа эффективности использования земель и принятия управленческих решений на всех организационных уровнях.

2. Актуальность

Актуальность решения задач, связанных с исследованием состояния сельскохозяйственных угодий, обусловлена тем, что в настоящее время на большинстве территорий непрерывно происходят процессы ухудшения состояния земель, т.к. почвенный покров подвержен деградациям и загрязнению, теряет способность к восстановлению своего плодородия. Развитие эрозии, дефляция, засоление, заболачивание, опустынивание, подтопление ведут к снижению естественного плодородия почв, сокращением урожайности, и, как следствие, уменьшению площадей сельскохозяйственных угодий. Для анализа эффективности использования земель и принятия управленческих решений целесообразно использование данных дистанционного зондирования Земли (ДДЗ), которые позволяют получать достоверную и актуальную информацию о состоянии земель на больших площадях.

3.Основные результаты НИР

В результате выполнения НИР были проведены следующие работы и получены следующие основные результаты:

- сделан аналитический обзор информационных источников о состоянии исследований в области применения космических методов и технологий для оценивания плодородия и выявления степени деградации почв, а также почвенных ресурсов и сельскохозяйственной продукции Российской Федерации;

- выделены основные наиболее значимые типы почв и посевов с учётом природно-климатической зональности страны;

- исследована природа плодородия почв и особенности их деградации;

- проанализированы методы оценивания плодородия и выявления степени деградации почв на основе данных дистанционного зондирования.

- выбран комплексный метод, основанный на математическом моделировании с использованием разнодиапазонных космических данных и результатов наземных измерений, который позволит определить значимые характеристики почв и посевов сельскохозяйственных культур, а так же степень деградации почв.

- проведены сбор, систематизация, обработка и анализ данных для проведения исследований в области применения космических методов и технологий для оценивания плодородия и выявления деградации почв.

- разработаны новые методы оценки состояния посевов и сельскохозяйственных земель на основе сочетания данных дистанционного зондирования и наземных измерений;

- создан экспериментальный образец универсального программного комплекса для реализации оценки плодородия и выявления степени деградации земель;

- разработан экспериментальный образец программного комплекса синтеза мультиспектральных изображений дистанционного зондирования;

- разработан проект технического задания на проведение ОКР по теме «Разработка программно-аппаратного комплекса анализа оптических и радиолокационных космических изображений для мониторинга состояния земель»;

- разработаны методические рекомендации по применению оптических и радиолокационных космических изображений для оценки плодородия, состояния посевов и выявлению степени деградации почв;

- разработаны методические рекомендации по применению методов математического моделирования для оценки плодородия и степени деградации почв по космическим данным;

- разработаны рекомендации по использованию результатов проведенных НИР в реальном секторе экономики, а также в дальнейших исследованиях и разработках, в том числе: проведена технико-экономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов; разработаны рекомендации и предложения по использованию результатов проведенных НИР в реальном секторе экономики; разработаны методические рекомендации по применению оптических и радиолокационных космических изображений для оценки плодородия, состояния посевов и выявления степени деградации почв; разработаны методические рекомендации по применению методов математического моделирования для оценки почвенного плодородия и степени деградации почв по ДДЗ; разработан проект технического задания для проведения последующей ОКР (ОТР).

4. Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках исследования, разработки

Подана заявка на получение патента на изобретение "Способ дистанционного определения деградации почвенного покрова".

5.Назначение и область применения результатов НИР

Результаты выполняемой работы предназначены для анализа эффективности использования земель и принятия управленческих решений и будут востребованы организациями Министерства сельского хозяйства РФ, Министерства природных ресурсов и экологии РФ, Росгидромета, МЧС России, а также научными учреждениями РАН и Минобрнауки России, предприятиями реального сектора экономики и международными организациями.

Результаты проведенной НИР могут быть использованы для проведения опытно-конструкторских работ, направленных на разработку программно-аппаратного комплекса мониторинга состояния сельскохозяйственных земель для оценки плодородия почв на основе комплексного анализа оптических и радиолокационных космических изображений, а также при разработке предложений и рекомендаций по внедрению разработанных методов в практику оперативного космического мониторинга состояния сельскохозяйственных земель на территории Российской Федерации.

6. Эффекты от внедрения результатов проекта