«Перспективы использования космической информации в интересах агроэкспертизы» Институт космических исследований РАН 2011 семинар-совещание агроэкспертов. - презентация

1 «Перспективы использования космической информации в интересах агроэкспертизы» Институт космических исследований РАН 2011 семинар-совещание агроэкспертов НП «ЦИТО-Агроэкспертиза» Москва

2 Некоторые возможности современных методов спутникового мониторинга

3 Картирование используемых пахотных земель Ежегодно обновляющаяся карта пахотных земель.

4 Получение различных вегетационных индексов - Прямая оценка состояния растительности Строятся на основе измерений в различных спектральных каналах с учетом особенностей поглощения и отражения растительности: Индексы зелености; Индексы эффективности использования света; Почвенные индексы; Индексы содержания влаги; И др.

5 Состояние растительности в Краснодарском крае на начало 43 недели 2011 года ( )

6 Контроль временной динамики состояния растительности Среднемноголетнее значение сезонного максимума Среднемноголетняя дата сезонного максимума Значение сезонного максимума 2010 Значение промежуточного минимума 2010 Среднемноголетнее значение минимума Дата сезонного максимума 2010

7 Технология оценки состояния культур на основе сравнения с «нормальным» развитием Краснодарский край (2010 г.) – отсутствие отклонений от нормы Республика Татарстан (2010 г.) – отклонения от нормы, связанные с засухой Разработана технология построение «норм» на основе анализа данных долговременных спутниковых наблюдений. Для построения «норм» использовался специально подготовленный архив очищенных ежедневных данных прибора MODIS. В архиве собраны данные по всей территории России и пограничным странам за период с 2000 по настоящее время. норма 2010 г. норма 2010 г.

8 Оценка урожайности и урожая с учетом анализа спутниковых данных Оценка урожая с использованием статистических и метео данных Спутниковый мониторинг посевов уточнение площадей пострадавших культур Уточненная оценка урожая прогнозирование урожайности оценка площадей посевов

9 Анализ состояния отдельных полей Контроль вида культур на отдельном поле Озимые зерновые Яровые зерновые Соя Многолетние травы Однолетние травы Отклонение от нормального хода развития посевов (гибель озимых культур) Отклонение от нормального хода развития посевов (гибель посевов от засухи ) -18% Контроль развития культур в разные годы (плодородие) норма Погибшие озимые Погибшая кудьтура Развитие озимых на выбранном поле в разные годы

10 Спутниковый сервис Вега и его возможности

11 ВЕГА - это основанный на спутниковых технологиях сервис для анализа состояния растительности и ее оперативного мониторинга. В основе сервиса - архивы данных о состоянии растительности на территории России и близлежащих стран, полученные на основе спутниковых данных. По любому району в архивах имеются оперативные данные и данные с начала 21-го столетия. Данные сервиса ВЕГА обновляются ежедневно

12 TERRA/AQUA-MODIS Оптический сенсор Пространственное разрешение 250 м Периодичность съемки и поставка данных: ежедневно ЕЖЕДНЕВНЫЕ ВЕГЕТАЦИОННЫЕ ИНДЕКСЫ ( гг.) НА ВСЮ ТЕРРИТОРИЮ РОССИИ ЕЖЕГОДНО ОБНОВЛЯЕМЫЕ НА ВСЮ ТЕРРИТОРИЮ РОССИИ КАРТЫ (250 м): Landsat-5 и Landsat-7 Оптические сенсоры Пространственное разрешение м Периодичность съемки, сутки: 16 Поступление в сервис ежедневно в режиме online СИНТЕЗИРОВАННЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ ( гг.) НА ВСЮ ТЕРРИТОРИЮ РОССИИ (на в доступе находится более сцен) ЕЖЕГОДНО ОБНОВЛЯЕМЫЕ ПО ОТДЕЛЬНЫМ РЕГИОНАМ ПОД ЗАКАЗ КАРТЫ (30 м). ОБЪЕМ НАКОПЛЕННЫХ СПУТНИКОВЫХ ДАННЫХ СОСТАВЛЯЕТ БОЛЕЕ 50 ТЕРРАБАЙТ Спутниковые данные сервиса ВЕГА

13 БАЗОВЫЕ ТЕМАТИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ СЕРВИСА НА ОСНОВЕ ДАННЫХ СРЕДНЕГО РАЗРЕШЕНИЯ (250м) Карты растительного покрова на территории России. Обновляется ежегодно. Карты используемых сельскохозяйственных земель. Обновляются ежегодно. Карты озимых культур. Обновляются 3-4 раза в год. Карты полей, находящихся под паром. Обновляются один раза в год

14 Карта используемых пахотных земель, полученная при совместном использовании данных среднего и высокого разрешения (Landsat м) ТЕМАТИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ СЕРВИСА НА ОСНОВЕ LANDSAT-TM (30м)

15 МЕТЕОИНФОРМАЦИЯ Сервис предоставляет доступ к архивам метео информации за период год.

16 Статистические данные В архивах сервиса имеются: статистические данные на уровне регионов России начиная с 2000 года выборочные статистические данные по отдельным административным районам и конкретным полям.

17 База данных объектов наблюдения В БД сервиса в настоящее время накоплено более объектов наблюдения. Сервис позволяет вести накопление данных по произвольным объектам

18 База данных по сельскохозяйственным палам Сельскохозяйственные палы на территории Краснодарского края за период с по

19 Данные, получаемые из различных информационных систем Совмещение данных ВЕГА с информацией о кадастровом учете

20 Система WEB – интерфейсов для анализа данных

21 Автоматически формирующиеся бюллетени о состоянии растительности в отдельных регионах

22 Автоматически формирующиеся предупреждения об отклонениях в развитие посевов

23 ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСВА СЕРВИСА ВЕГА Позволяет получить однородную сопоставимую информацию для всех с/х угодий на территории России и сопредельных стран Обеспечивает весь необходимый инструментарий для работы с информацией Обеспечивает возможность работы с историческими данные для оценки истории использования отдельных полей (2000 года) Обеспечивать возможность получения оперативной информации (не реже чем раз в неделю)

24 Использование спутникового сервиса Вега в агростраховании (возможности и примеры)

25 Детальный анализ при наступлении страхового случая Фермер декларирует уменьшение урожайности риса до 26 ц/га в результате воздействия локального вихря 12 августа 2010 года. У соседей урожайность той же культуры составила около 70 ц/га. Страховая компания обратилась с просьбой проанализировать развитие посевов на основе спутниковых данных и сделать экспертное заключение.

26 Анализ начала вегетации

27 Состояние посевов в середине сезона

28 10 августа августа 2010 Анализ события 12 августа

29 23 августа 2010 года26 августа 2010 года11 сентября 2010 года Сброс воды и уборка

30 На основании проведенного по спутниковым данным анализа состояния посевов было сделано следующее заключение: Посев риса на полях фермера был проведен на дней позднее, чем на полях соседних хозяйств; Посевы развивались быстрее, чем обычно, что может свидетельствовать о высоких дозах внесения азотных удобрений; Состояние посевов до 12 августа 2010 года и после этой даты практически не изменилось; В целом, в середине сезона вегетации, состояние посевов было не хуже, чем на полях соседей; Сброс воды и уборка риса была проведена на дней раньше, чем на полях соседних хозяйств. Таким образом, судя по спутниковому анализу состояния посевов, метеорологические условия 12 августа не могли привести к значительному падению урожайности риса. Судя по состоянию посевов, технология возделывания риса в сезоне 2010 года на полях фермера значительно отличалась от используемой соседними хозяйствами. Результаты анализа

31 Детальный анализ при наступлении страхового случая (озимая пшеница ) ООО «___» декларирует уменьшение урожайности озимой пшеницы до 35% в результате воздействия атмосферной засухи летом 2009 года. Страховая компания предоставила для анализа границы проблемных полей с озимой пшеницей, а также расположенных в том же районе полей с озимой рожью, на которых в 2009 г. был получен нормальный урожай. С помощью информации сервиса «Вега» проведен анализ ситуации.

32 Облачность над полями ООО «_______» Столбики высотой 1 индицируют дни со сплошной облачностью, высотой 2 - с кучевой облачностью. Красные столбцы (высотой 3) индицируют дни, когда на ближайшей метеостанции были зафиксированы осадки. хозяйства наиболее длительный период без облачности наблюдался с 7 по 17 июня (за исключением 11 июня). Вывод: вероятность атмосферной засухи на территории хозяйства в июне-августе 2009 года мала.

33 Озимая пшеница перед уходом под снег (поле 2.12) Пшеница осенью 2008 года начала рост почти на месяц позже, чем осенью 2001 и 2005 годов. В результате перед установлением снежного покрова состояние озимой пшеницы на этом поле было в два раза хуже, чем в 2005 и 2001 годах г г г.

34 Озимая пшеница после зимовки (поле 2.12) Весной состояние посевов в 2009 году было также намного хуже, чем в 2002 и 2006 годах. Развитие посевов в первой половине вегетационного сезона шло замедленно по сравнению с сезонами 2002 и 2006 годов, но уборка была проведена приблизительно в одни и те же сроки. Судя по спутниковым данным на середину сезона вегетации общая фитомасса посевов на поле в 2009 году была значительно ниже, чем в 2002 и 2006 годах. Урожайность озимой пшеницы на поле в 2009 году оценивается на 25-30% ниже урожайности в 2002 и 2006 годах г г г.

35 Результаты анализа полей озимой пшеницы Красным цветом отмечены посевы в плохом состоянии, желтым – в среднем и зеленым – в хорошем состоянии. состояние посевов полекультурадата всходовперед зимойпосле зимысередина сезона 1_2пшеница2_окт 1_3пшеница2_окт 1_4пшеница1_окт 1_6пшеница2_окт 1_7пшеница4_сент 1_9пшеница4_сент 1_10пшеница1_окт 1_12пшеница1_окт 1_13пшеница1_окт 1_14пшеница2_окт 1_16пшеница2_окт 1_17пшеница2_ноя 2_17пшеница2_окт 2_16пшеница2_окт 2_18пшеница3_окт 2_1пшеница2_окт 2_13пшеница2_окт 2_12пшеница2_окт 3_7пшеница2_окт 3_14пшеница2_окт

36 Заключение на основе анализа спутниковых данных Вероятность атмосферной засухи в июне-августе 2009 года на территории хозяйства невысока; Низкая урожайность озимой пшеницы обусловлена поздними сроками сева, недостаточной развитостью посевов перед зимним периодом покоя и, как результат, их плохим состоянием весной и в середине сезона вегетации.

37 Оценка реальной площади застрахованных посевов Оперативная оценка риска гибели посевов Оценка потерь урожая от воздействия неблагоприятного фактора Мониторинг состояния застрахованных посевов в течение сезона вегетации Предварительная оценка вероятности гибели посевов на конкретном поле Заблаговременный прогноз урожайности Индексное страхование на основе спутниковых данных

38 Спасибо за внимание!

39 Российская академия наук Материалы подготовлены Институтом космических исследований Российской академии наук заместитель директора ИКИ РАН д.т.н. Лупян Евгений Аркадьевич тел.: