Горохова И.Н., Чурсин И.Н., Хитров Н.Б., Круглякова Н.К. Выделение карбонатных почв на Волго-донской оросительной системе (Волгоградская область) с использованием космической информации // Экосистемы: экология и динамика. № 1. 2023. С. 66-91. | Аннотация | PDF | Ссылка

Исследование направлено на обоснование выделения ареалов карбонатных почв с использованием космической информации высокого разрешения (Pleiades) на территории ключевого участка опытной станции «Орошаемая» Волго-Донской оросительной системы, расположенной в Волгоградской области. Проблема с присутствием карбонатов в почвах связана с тем, что они оказывают как положительное, так и отрицательное воздействие на почвы, поэтому выявление таких почв практически важно. Выделение на космических снимках карбонатных пятен проводилось по точкам поверхностного вскипания почв разной степени от раствора НС1, которое выявлялось контактным способом на с/х полях. Далее осуществлялась установка связи между спектральной яркостью в разных каналах космического снимка в точках вскипания и степенью вскипания почв. Для этого с космических изображений делалась выборка из пикселей, соответствовавших точкам вскипания на поверхности почв на местности, которая использовалась при выделении классов на снимке с помощью алгоритма RandomForest. В результате всех проведенных исследований было определено, что для выделения ареалов карбонатных (вскипающих) с поверхности почв по космической информации оптимально проводить полевые измерения и использовать материалы съемки в засушливый сезон года (май-июль). При обработке снимка следует использовать изображение полей с открытой поверхностью почв и не вовлекать территории за пределами сельскохозяйственного освоения. Необходимо также исключать из выборки точки с луговато- и лугово-каштановыми почвами. Они расположены, как правило, в понижениях рельефа и из-за привнесенных со стороны карбонатов могут создавать помехи в расчетах. Выделение ареалов карбонатных почв лучше всего проводить в рамках отдельного с/х поля или группы схожих по яркости полей. Разброс яркости с/х полей на космическом снимке возникает из-за разного вида использования земель (богара, орошаемое поле). При таком дифференцированном подходе точность классификации карбонатных почв по степени вскипания (нет, слабое, среднее и сильное) на космическом изображении достигает 0.75-0.90, в то время как при обработке ключевого участка целиком, возможно выделение карбонатных почв только с градацией сильное вскипание или нет вскипания с точностью 0.7. Новизна результатов работы заключается в обосновании возможности достоверного выделения поверхностно-карбонатных почв при совместном использовании материалов космической информации высокого разрешения и данных полевых обследований при условии соблюдения определенных требований.

Ключевые слова: карбонатные почвы, вскипание, степень вскипания почв, открытая поверхность, космические снимки, спектральная яркость, точность классификации, Волгоградская область.

Финансирование. Работа выполнена по теме государственных заданий № 0439-2022-0009 «Изучить трансформацию, эволюцию и деградацию почвенного покрова агроландшафтов на разных уровнях организации, включая внутриполевую неоднородность с использованием сочетания наземных обследований и цифровых технологий».

DOI: 10.24412/2542-2006-2023-1-66-91

EDN: CPYWFH