способ определения состояния почвы, подверженной деградации

Формула изобретения

Способ определения состояния почвы, подверженной деградации по аэрокосмическим снимкам, включающий аэрокосмическую съемку поверхности открытых участков почвы в ранний весенний или поздний осенний период, преобразование полученного изображения, оценку фототона этих площадей по 256 уровневой шкале серого цвета, выделение контуров по уровням шкалы серого цвета, вычисление площадей выделенных контуров, привязку обработанного изображения к почвенной карте и его трансформацию, отличающийся тем, что оценку деградации почв проводят по содержанию гумуса в почвенном покрове контуров, которое определяется по формуле Г=К_max е^-0 '^0276f, где Г - процентное содержание гумуса в почвенном покрове, К_max - коэффициент, учитывающий тип почвы, f - текущее значение уровня серого цвета по аэрокосмическому фотоснимку, тип почвы определяется по аэрокосмической почвенной фотокарте, полученной после привязки к почвенной карте изображения и его трансформации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области исследования земной поверхности, в частности, с помощью аэрокосмических снимков.

Из литературных источников [1, 2, 3, 4] известны методы аэрокосмического мониторинга экосистем, исследования состояния природных объектов и изучения состояния почв, здесь приведены статистические данные и аналитические зависимости для дистанционной индикации содержания гумуса в почве [1, с.80], они выделяют пять [1, с.88], [4, с.100] градаций состояния гумуса по оптической плотности и подтверждают экспоненциальный характер зависимости оптической плотности фотоизображения от содержания гумуса в почве.

Известен способ оконтуривания территорий растительных покровов по космическим снимкам, включающий радиолокационное зондирование с летательного аппарата в СВЧ-диапазоне, сопоставление характеристик отраженного сигнала с характеристиками зондируемого объекта и суждение по результатам сравнения о состоянии растительного покрова, при этом для каждого объекта растительного покрова определяют его объем, формирующий отраженный радиосигнал, а сопоставление характеристик этого сигнала осуществляют с характеристиками указанного объема объекта (SU 1379758, G 01 V 9/00, 07.03.1988). Недостатком этого способа является то, что определяются только объемные характеристики объектов исследований.

Известен способ оконтуривания территорий защитных лесных насаждений по космическим снимкам, включающий космическую фотосъемку с учетом фаз вегетации растительности, выделение аномальных по степени спектральной яркости площадей, проведение по ним наземных исследований, оценку состояния объектов растительности и оконтуривание территорий по результатам оценки (RU 2211465, G 01 V 9/00, 27.08.2003). Недостатком этого способа является необходимость дополнительного наземного исследования после каждой съемки.

Задачей изобретения является обеспечение дистанционного мониторинга состояния почвенного покрова не находящегося под лесом на основании аэрокосмической информации (фотоснимков, телевизионных изображений).

Сущность изобретения заключается в выполнении аэрокосмической съемки поверхности открытых участков почвы в ранний весенний период или поздний осенний период, в преобразовании полученного изображения, оценке фототона этих площадей по 256 уровневой шкале серого цвета, выделении контуров по уровням шкалы серого цвета, вычислении площадей выделенных контуров, привязке обработанного изображении к почвенной карте и его трансформация, оценку процентного содержания гумуса в почвенном покрове контуров проводят по формуле Г=К_max е ^-0,0276f, где Г - процентное содержания гумуса в почве; K_max - коэффициент, учитывающий тип почвы; f - текущее значение уровня серого цвета по аэрокосмической информации.

Результат в способе достигается следующим образом.

Используется аэрокосмическая съемка открытых участков поверхности почвы в масштабе 1:25000-1:200000 в ранний весенний период до появления травянистой растительности или в поздний осенний период после проведения полевых работ. Осуществляется преобразование изображения в формат данных для обработки на электронно-вычислительной машине сканированием аэрокосмических фотоснимков или изображений, полученных в электронном виде. На полученных изображениях выделяют уровни серого цвета этих поверхностей по шкале от 0 до 255. Далее производят разделение общей площади на контуры, соответствующие выделенным уровням фототона, и вычисляют их площади. Производят сопряженный анализ фотоизображения с топографической и почвенной картами, и выполняют трансформацию, наносят атрибутивную информацию. Далее определяют тип почвы для каждого выделенного контура и оценивают содержания гумуса (в процентах) в почвенном покрове контуров по формуле Г=К_max е^-0,0276f.

Коэффициент, учитывающий тип почвы (К_max), находящейся в воздушно-сухом состоянии, представлен в таблице 1.

По содержанию гумуса и форме контуров оценивают степень деградации почв.

Таблица 1
Почвы	Кmax
Черноземы обыкновенные	65,78
Каштановые суглинистые	57,40
Светло-каштановые супесчаные	45,75
Бурые пустынно-степные	55,06
Бурые лугово-степные	65,78
Серо-бурые пустынные супесчаные	40,30
Серо-бурые пустынные солонцеватые суглинистые	59,95
Сероземы малокарбонатные	49,07
Лугово-сероземные орошаемые	41,53
Солончаки	38,03
Солончаки соровые	41,53
Лугово-болотные	59,95
Аллювиально-луговые	69,14
Серо-бурые пустынные супесчаные и пески	42,85
Аллювиально-луговые и лугово-сероземные орошаемые	39,13

Результатом является определение состояния почвенного покрова, не находящегося под лесом, на основании аэрокосмической информации.

В целом, предложенный способ перспективен, т.к. позволяет без дополнительных наземных исследований определить степень деградации почв, тенденции развития ситуации, координаты деградационно-опасных зон.

Литература

1. Виноградов Б.В. Аэрокосмический мониторинг экосистем. М.: Наука. 1984. С.79.

2. Сергеев Г.А., Янтуш Д.А. Статистические методы исследования природных объектов. Л.: Гидрометеоиздат. 1973. С.112,119.

3. Андроников В.Л. Аэрокосмические методы изучения почв. М.: Колос 1979. С.75, 98, 113.

4. Виноградов Б.В. Дистанционные индикаторы опустынивания и деградации почв. Почвоведение, 1993, №2. С. 98-102.