​​​
Количество спутников на орбитах увеличивается с каждым месяцем. Благодаря сигналам, поступающим с космических аппаратов, можно легко связаться с человеком в любой точке земного шара, узнать свое местоположение или уточнить прогноз погоды. Спутниковые данные активно используются и в науке, в том числе в областях, которые, на первый взгляд, далеки от космоса. Одна из таких – экологический мониторинг и рациональное природопользование. К примеру, ученым Красноярского научного центра СО РАН спутниковая информация помогает предсказывать пожары в лесах края и наблюдать за состоянием сельхозугодий. 

 
ПРЕДУПРЕДИТЬ ЛЕСНОЙ ПОЖАР

mZd1bhzHwJw.jpgО том, как с помощью спутниковых данных красноярские ученые следят за лесными пожарами, рассказывает кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией космических систем и технологий ФИЦ КНЦ СО РАН  – Олег Якубайлик. 

 
Спутники передают на землю данные, полученные при съемке земной поверхности в различных спектральных диапазонах: видимом, ультрафиолетовом, инфракрасном. Особое значение для обнаружения пожаров имеет инфракрасное излучение, или как его еще называют – тепловое. Оно отчетливо фиксирует зоны с повышенной температурой. Основываясь на таких данных, ученые выясняют, действительно ли скачок температуры связан с пожаром.

После обработки первичных спектральных изображений исследователи получают производную информацию, например, спектральные индексы. В частности, аэрозольный индекс позволяет оценивать количество пыли и частиц в атмосфере и отслеживать задымленность территорий. По спутниковым снимкам хорошо видны события в масштабе нескольких тысяч километров, когда дым от пожаров в Эвенкии достигает Красноярска или городов в европейской части России. 

 
Для анализа влияния пожаров на тайгу наблюдают за возгораниями в режиме реального времени. Важная составляющая – послепожарные изображения гарей. С их помощью можно точно оценить площадь выгораний. Изображения, сделанные в различных спектральных диапазонах, позволяют обнаруживать факт наличия пожара спустя годы после самого возгорания. Визуально такой участок уже может быть «зеленым» - поросшим травой и кустарниками, и не определяться как послепожарный. Благодаря спутниковым данным ученые также отслеживают успешность и сроки возобновления леса. К примеру, в одном из последних исследований при помощи данных дистанционного зондирования земли ученые показали, что возобновление лесов в сибирских регионах занимает десятки лет. 

 
Сегодня основное внимание ученых сконцентрировано не на единичных случаях лесных пожаров, а на многолетних особенностях их распространения. Имея долговременную статистику, можно выделить наиболее пожароопасный сезон или участок, на который нужно обратить внимание. Подобная информация позволит предупредить катастрофические ситуации. Например, зная, что на определенной территории высока вероятность пожара в какой-то временной отрезок, для минимизации последствий можно сформулировать рекомендации по применению особых мер. Анализ многолетних данных позволяет влиять на оперативность мероприятий, связанных с ликвидацией пожаров и минимизацией ущербов.
 
СОБРАТЬ УРОЖАЙ ВОВРЕМЯ 

 
Шевырногов.jpg 
Дистанционное зондирование открывает аграриям недоступные ранее возможности. О том, как спутниковые данные применяют для раннего прогнозирования урожайности зерновых культур, рассказывает Анатолий Шевырногов, доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией экологической информатики Института биофизики КНЦ СО РАН. 

 
Идея раннего прогнозирования урожайности на основе дистанционного зондирования основывается на измерении спектральной отражательной способности посевов в течение вегетационного периода. Полученные данные показывают, как изменяется количество фотосинтезирующих пигментов, содержащихся в растении. Данные для таких работ берутся как со спутников, так и с дронов. У каждого из этих методов есть свои ограничения. Качество спутниковых снимков зависит от погоды и прозрачности атмосферы. У дронов ограничена дальность съемки. Объединяя два способа, можно получить точную информацию, как для больших территорий, так и для локальных участков.

Отражательная способность растений связана с состоянием растений и их реакцией на изменения в окружающей среде – засуху, позднюю весну, вредителей. Все эти факторы влияют на количество отраженного растениями света. Он регистрируется при помощи спутника, либо беспилотного летательного аппарата. В ходе исследований учеными было замечено, что значения спектров отражения связаны с урожайностью в конце вегетационного периода. Стоит уточнить, что одномоментное измерение спектра малоинформативно. Для того чтобы получить достоверный прогноз урожайности, нужно следить за изменчивостью растений, особенно в первой половине вегетационного периода. 

 
Еще одно перспективное использование дистанционного зондирования в сельском хозяйстве – расчет объемов внекорневой подкормки растений. Внесение в почву минералов и витаминов может проводиться многократно в течение одного вегетационного периода. При этом стоимость удобрений достаточно высока. Чтобы не тратить средства и силы, можно со спутника или дрона получать данные, которые будут показывать проблемные территории, нуждающиеся в «помощи». На таких участках уменьшен рост злаковых, и вегетационный индекс будет сильно выделяться. Такой подход с определением зон усиленного внимания позволит значительно экономить ресурсы. 

 
Предсказание урожайности помогает просчитывать логистические и управленческие решения, к примеру, по распределению урожая в зависимости от его количества и экономической ситуации. Это «взгляд в будущее», который помогает обеспечить продовольственную безопасность. Дифференцированное внесение удобрений тоже оправданно с экономической точки зрения. Проводить работы по определению и анализу отражательной способности растений необходимо для того, чтобы сельхозпроизводители могли более эффективно и экономично использовать свои ресурсы. 

 
Источник: www.ksc.krasn.ru

Источники

"Макроскоп" для Земли: как ученые исследуют поверхность планеты из космоса
Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ksc.krasn.ru), 12/05/2021
Дроны и спутники помогают красноярским ученым прогнозировать пожары и урожайность
Gorodskoyportal.ru/krasnoyarsk, 13/05/2021
Ученые Сибири предскажут урожайность с помощью спутников и дронов
Российская газета. СФО (rg.ru), 13/05/2021
Красноярские ученые применяют спутниковые данные для раннего прогнозирования урожайности зерновых культур
Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 13/05/2021
Информация со спутников помогает ученым из Красноярска предсказывать лесные пожары
РИА ФАН (riafan.ru), 13/05/2021
Информация со спутников помогает ученым из Красноярска предсказывать лесные пожары
Russian.city, 13/05/2021
Информация со спутников помогает ученым из Красноярска предсказывать лесные пожары
News-Life (news-life.pro), 13/05/2021
Информация со спутников помогает ученым из Красноярска предсказывать лесные пожары
Russia24.pro, 13/05/2021
Ученые Сибири предскажут урожайность с помощью спутников и дронов
АгроВестник (agrovesti.net), 13/05/2021
Ученые Сибири предскажут урожайность с помощью спутников и дронов
Аграрные новости (agronovosti.ru), 13/05/2021
Ученые Сибири предскажут урожайность с помощью спутников и дронов
ГИС Ассоциация (gisa.ru), 14/05/2021
В России разработали новую методику прогнозирования урожая при помощи спутников и дронов
Сделано в России (madeinrussia.ru), 14/05/2021
Красноярские ученые разработали механизм, который защитит продовольственную безопасность России
Сделано в России (madeinrussia.ru), 15/05/2021

Похожие новости

  • 15/12/2020

    Циклодроны и циклокары — будущая основа российской аэромобильности

    ​Как скоро тяжелый монотонный труд сельского работника на ниве станет только фитнесом и будет продолжаться по желанию? Какова бюрократическая ситуация вокруг инициативы заменить рутинную работу на программу для робота? Наконец, кто на всем этом будет летать?  Интервью с руководителем проектной группы физико-технического направления Фонда перспективных исследований Яном Чибисовым.
    957
  • 08/04/2021

    Ученые Красноярского научного центра СО РАН расскажут школьникам про профессии будущего и первые шаги в науку

    Краевой фонд науки подвел итоги конкурса по организации проведения мероприятий по профессиональной ориентации молодежи. Два проекта ученых КНЦ СО РАН, нацеленных на привлечение школьников в науку, получили поддержку фонда.
    573
  • 30/12/2020

    Топ-30 разработок сибирских ученых в 2020 году

    ​На портале «Новости сибирской науки» можно познакомиться с инновациями и последними достижениями сибирских ученых. Сегодня мы предлагаем вашему вниманию Топ-30 сообщений о наиболее значимых и интересных научных разработках 2020 года, размещенных на нашем сайте.
    6301
  • 09/02/2021

    В день российской науки красноярские ученые рассказали о важных итогах работы прошлого года

    В 1999 году был подписан указ Президента РФ о праздновании дня российской науки. Его отмечают 8-го февраля, в день создания Российской академии наук. Традиционно в этот день академические институты открывают свои двери для всех желающих, ученые рассказывают о результатах последних исследований.
    547
  • 04/08/2021

    Первый юбилей: Федеральному исследовательскому центру в Красноярске 5 лет

    ​​​1 августа исполнилось 5 лет с момента создания Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН». При создании центра многие институты и подразделения испытывали опасения, связанные с созданием столь крупной организации.
    446
  • 30/06/2020

    Красноярские ученые рассказали о почвах основных земледельческих зон края

    В Красноярском научном центре СО РАН прошел открытый полевой семинар, где специалисты Красноярского научно-исследовательского института сельского хозяйства ФИЦ КНЦ СО РАН рассказали гостям из Красноярского государственного аграрного университета, Красноярского аграрного колледжа, а также научным сотрудникам институтов физики и биофизики о почвах, распространённых в основных сельскохозяйственных зонах края, необходимости их изучения, связи почвоведения с другими направлениями аграрной науки и о том, насколько важны знания о качественных показателях земельных ресурсов для получения высокого и качественного урожая.
    1501
  • 25/12/2020

    В Красноярском крае разработана уникальная безотходная технология переработки масличных культур

    ​​​​Красноярский государственный аграрный университет и опытное производственное хозяйство «Солянское» в Рыбинском районе при поддержке средств гранта Министерства науки и высшего образования РФ разработали и реализовали уникальную технологию безотходного производства растительного масла из рапса, рыжика и горчицы.
    598
  • 29/10/2020

    Урожай на миллионы: ученые Красноярского научного центра СО РАН подводят итоги сельскохозяйственного сезона

    ​Голод является одной из серьезнейших мировых проблем. На сегодняшний день, по данным ООН, с недоеданием сталкивается около одного миллиарда человек в мире. В связи с этим, увеличение урожайности сельскохозяйственных культур и повышение их качества относятся к глобальным приоритетам.
    447
  • 13/10/2020

    И быстрых разумом Ньютонов…

    ​Первую в мире вакцину от коронавируса под названием «Спутник V» создали наши, российские ученые. И сколько бы там ни говорили скептики по поводу того, что наука, мол, у нас в загоне, что лучшие отечественные умы утекают за рубеж, – факт остается фактом.
    959
  • 16/02/2021

    День российской науки — 2021

    Традиционно в честь Дня российской науки сибирские институты проводят просветительские мероприятия для студентов, школьников и всех, кто желает узнать чуть больше о большой науке. ​«Этот год был объявлен годом науки и технологий.
    7064