Инд. авторы:	Воронина П.В., Мамаш Е.А.
Заглавие:	Классификация тематических задач мониторинга сельского хозяйства с использованием данных дистанционного зондирования MODIS
Библ. ссылка:	Воронина П.В., Мамаш Е.А. Классификация тематических задач мониторинга сельского хозяйства с использованием данных дистанционного зондирования MODIS // Вычислительные технологии. - 2014. - Т.19. - № 3. - С.76-102. - ISSN 1560-7534. - EISSN 2313-691X.
Внешние системы:	РИНЦ: 21724828;
Реферат:	eng: We review scientific publications related to MODIS remote sensing data applied to solution of problems of agricultural lands monitoring, forecasting, and control of crop yields as well for the control of agro-climatic conditions for agricultural production. The work consists of three parts: review of thematic tasks of agriculture monitoring, review of mathematical problems which were used to gain knowledge on thematic objectives, and review of MODIS remote sensing data needed for the thematic research problems. The publication is divided into the following subjects: soil properties; seasonal changes in vegetation cover; area and agricultural area; the forecast yield, agro-climatic conditions. This structure is maintained in the entire article. The capabilities of modern technologies on extraction of main information from the remote sensing data were discussed. It is anticipated that the MODIS remote sensing data should be widely used in the researching of land resources, especially agricultural land, various environment parameters for forecasting, along with the information support when solving various tasks in the field of agricultural production. The results of the analysis and generalization of numerous studies were summarized and grouped in the classifier of thematic research problems of agriculture, properties and genesis of soils, and the anthropogenic impacts on non-forestry vegetation. rus: На основе анализа отечественных и иностранных публикаций 2003-2013 гг. рассматриваются данные спектрорадиометра MODIS на предмет их применения в научных исследованиях для решения тематических задач сельского хозяйства. Работа состоит из трёх частей: обзора тематических задач мониторинга сельского хозяйства, обзора математических задач, используемых для получения знаний по тематическим задачам, и обзора спутниковых данных MODIS, необходимых для исследований тематических проблем. На основе проведённого анализа сформирован классификатор тематических задач мониторинга сельского хозяйства с использованием данных дистанционного зондирования MODIS.
Ключевые слова:	Данные дистанционного зондирования; vegetation indexes; remote sensing data; Modis; вегетационные индексы;
Издано:	2014
Физ. характеристика:	с.76-102
Цитирование:	1. Takata Y., Funakawa S., Ishida N. et al. Spatial prediction of soil organic matter in Northern Kazakhstan based on topographic and vegetation information//Soil Sci. and Plant Nutrition. 2007. Vol. 53, No. 3. P. 289-299. 2. Терехов А.Г., Юсупова А.С., Зинченко Е.А., Муратова Н.Р. Оперативная инвентаризация размеров яровых посевов Северного Казахстана на базе спутниковых данных MODIS и IRS LISS//Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2007. Т. 4, № 2. С. 365-371. 3. Nosetto M.D., Jobbagy E.G., Toth T., Jackson R.B. Regional patterns and controls of ecosystem salinization with grassland afforestation along a rainfall gradient//Global Biogeochem. Cycles. 2008. Vol. 22, No. 2. 4. Lei Yu., Wang Zh., Li H. et al. Assessment of nitrate leaching on agriculture region using remote sensing and model//Remote Sensing for Agriculture, Ecosystems, and Hydrology XI the Intern. Society for Optical Eng. Berlin, Germany, 2009. P. 74722A-10. 5. Takata Y. Analysis of spatial and temporal variation of soil organic carbon budget in Northern Kazakhstan//Japan Agricultural Res. Quarterly. 2010. Vol. 44, No. 4. P. 335-342. 6. Терехов А.Г., Кауазов А.М. Методика оценки содержания гумуса в пахотных землях Северного Казахстана на основе спутниковых данных//Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2007. Т. 4, № 2. С. 358-364. 7. McCabe M.F., Gao H., Wood E.F. Evaluation of AMSR-E-derived soil moisture retrievals using ground-based and PSR airborne data during SMEX02//J. of Hydrometeorology. 2005. Vol. 6, No. 6. P. 864-877. 8. Liu J., Zhan X., Jackson T.J. Soil moisture retrieval from WINDSAT using the single channel algorithm toward a blended global soil moisture product from multiple microwave sensors//Atmospheric and Environmental Remote Sensing Data Processing and Utilization IV: Readiness for GEOSS II. The Intern. Society for Optical Eng. San Diego, CA, USA, 2008. P. 70850I-8. 9. Ju W., Gao P., Wang J. et al. Assimilation of remote sensing data into a process-based ecosystem model for monitoring changes of soil water content in croplands//Geoinformatics 2008 and Joint Conference on GIS and Built Environment: Monitoring and Assessment of Natural Resources and Environments. The Intern. Society for Optical Eng. 2008. P. 714517-8. 10. Wang X., Guo N., Zhang K., Zhao H. Estimation of the spring wheat water and chlorophyll content in rainfed agriculture areas of the loess plateau based on the spectral absorption feature of the liquid water and chlorophyll//Geoinformatics 2008 and Joint Conference on GIS and Built Environment: Classification of Remote Sensing Images. The Intern. Society for Optical Eng. 2008. P. 71471F-10. 11. Chen H., Zhang H., Shen S. et al. Construction and validation of a new model for cropland soil moisture index based on MODIS data//Remote Sensing and Modeling of Ecosystems for Sustainability VI. The Intern. Society for Optical Eng. San Diego, CA, USA, 2009. P. 745418-8. 12. Krapez J.-C., Olioso A., Coudert B. Comparison of three methods based on the temperature-NDVI diagram for soil moisture characterization//Remote Sensing for Agriculture, Ecosystems, and Hydrology XI. The Intern. Society for Optical Eng. Berlin, Germany, 2009. P. 74720Y-12. 13. Chen H., Zhang H., Shen S. et al. A real-time drought monitoring method: Cropland soil moisture index (CSMI) and application//Remote Sensing for Agriculture, Ecosystems, and Hydrology XI. The Intern. Society for Optical Eng. Berlin, Germany, 2009. P. 747221-8. 14. Guo L., Bao Y., Bao G., Hai Q. Inner Mongolia soil moisture retrieved from MODIS image and TVDI model//PIAGENG 2009: Image Processing and Photonics for Agricultural Eng. The Intern. Society for Optical Eng. Zhangjiajie, China, 2009. P. 748902-8. 15. Погорелов А.В., Киселёв Е.Н. Моделирование поля влажности почвы на территории Краснодарского края с использованием спутниковых снимков//Вестник Северо-Кавказского гос. техн. ун-та. 2009. № 1. С. 39-43. 16. Gutmann E.D., Small E.E. A Method for the determination of the hydraulic properties of soil from MODIS surface temperature for use in land-surface models//Water Resources Res. 2010. Vol. 46, No. 6. P. W06520. 17. Zhang X., Sun L., Sun R. et al. Study on the late frost monitoring technology for winter wheat by EOS/MODIS data//Remote Sensing for Agriculture, Ecosystems, and Hydrology X. The Intern. Society for Optical Eng. Cardiff, Wales, United Kingdom, 2008. P. 710415-14. 18. Стасюк Н.В., Добрынин Д.В. Оценка динамики опустынивания почвенного покрова низменных территорий Дагестана с использованием космических снимков//Почвоведение. 2013. № 7. C. 778-787. 19. Терехов А.Г., Витковская И.С., Батырбаева М.Ж., Спивлк Л.Ф. Принципы агро-ландшафтного районирования пахотных земель Северного Казахстана по данным Landsat и MODIS//Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7, № 3. С. 292-304. 20. Барталев С.А., Лупян Е.А., Нейштадт И.А., Савин И.Ю. Дистанционная оценка параметров сельскохозяйственных земель по спутниковым данным спектрорадиометра MODIS//Там же. 2005. Т. 2, № 2. С. 228-236. 21. Ramankutty N., Evan A.T., Monfreda C., Foley J.A. Farming the planet: 1. Geographic distribution of global agricultural lands in the year 2000//Global Biogeochem. Cycles. 2008. Vol. 22. GB1003,doi: 10.1029/2007/GB002952. 22. Пьянков С.В., Калинин Н.А., Свиязов Е.М. и др. Мониторинг состояния сельскохозяйственных культур в Пермском крае по данным дистанционного зондирования Земли//Вестник Пермского ун-та. Биология. 2009. № 10. С. 147-153. 23. Шелестов А.Ю., Скакун С.В., Кравченко А.Н., Куссуль Н.Н. Распределённая система спутникового агромониторинга в Украине//Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8, № 1. С. 141-149. 24. Барталёв С.А., Егоров В.А., Ершов Д.В. и др. Спутниковое картографирование растительного покрова России по данным спектрорадиометра MODIS//Там же. 2011. Т. 8, № 4. С. 285-302. 25. Тутубалина О.В. Изучение сезонной динамики растительности Кольского полуострова по снимкам Terra MODIS//Исследование Земли из космоса. 2006. № 1. С. 59-67. 26. Барталёв С.А., Лупян Е.А., Нейштадт И.А., Савин И.Ю. Классификация некоторых типов сельскохозяйственных посевов в южных регионах России по спутниковым данным MODIS//Там же. 2006. № 3. С. 68-75. 27. Шевырногов А.П., Зоркина Т.М., Жукова В.М. и др. Изучение сезонной динамики сельскохозяйственных посевов на территории Хакасии по снимкам Terra MODIS//Сибирский вестник сельскохоз. науки. 2007. № 5. С. 29-35. 28. Сидько А.Ф., Пугачёва И.Ю., Шевырногов А.П. Анализ динамики спектральной отражательной способности посевов сельскохозяйственных культур в период вегетации на территории Красноярского края и Республики Хакасия по наземным и спутниковым измерениям//Исследование Земли из космоса. 2008. № 6. С. 52-59. 29. Пугачёва И.Ю., Шевырногов А.П. Изучение динамики NDVI посевов сельскохозяйственных культур на территории Красноярского края и Республики Хакасия//Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2008. Т. 5, № 2. С. 347-351. 30. Брыксин В.М., Евтюшкин А.В., Кочергин Г.А., Рычкова Н.В. Мониторинг зерновых культур на юге Западной Сибири по данным MODIS и ERS-2//Там же. 2007. Т. 4, № 2. С. 183-188. 31. Chen M., Gao Z., Gao W. Crop classification using MODIS EVI series in North China//Remote Sensing and Modeling of Ecosystems for Sustainability VI. The Intern. Society for Optical Eng. San Diego, CA, USA, 2009. P. 74541D-8. 32. Zhang M., Fan J., Zhu X. et al. Monitoring winter-wheat phenology in North China using time-series MODIS EVI//Remote Sensing for Agriculture, Ecosystems, and Hydrology XI. The Intern. Society for Optical Eng. Berlin, Germany, 2009. P. 747227-6. 33. Зинченко В.Е., Лохманова О.И., Калиниченко В.П. и др. Космический мониторинг земель сельскохозяйственного назначения юга России//Исследование Земли из космоса. 2013. № 3. C. 33-44. 34. Барталёв С.А., Егоров В.А., Лупян Е.А. и др. Распознавание пахотных земель на основе многолетних спутниковых данных спектрорадиометра MODIS и локально-адаптивной классификации//Компьютерная оптика. 2011. Т. 35, № 1. С. 103-116. 35. Барталёв С.А., Лупян Е.А., Нейштадт И.А. Метод выявления используемых пахотных земель по данным дистанционного зондирования со спутников//Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2006. Т. 3, № 2. С. 271-280. 36. Нейштадт И.А. Методы обработки данных спутниковых наблюдений MODIS для мониторинга пахотных земель: Автореф.. канд. техн. наук. Новосибирск: Сибирская гос. геодезическая академия, 2007. 37. Плотников Д.Е., Барталёв С.А., Лупян Е.А. Метод детектирования летне-осенних всходов озимых культур по данным радиометра MODIS//Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2008. Т. 5, № 2. С. 322-330. 38. Повх В.И., Воробейчик Е.А., Беков Б.Р., Шляхова Л.А. Снижение погрешности оценок площадей озимых по данным дистанционного зондирования Земли с учётом структуры сельскохозяйственных угодий//Там же. 2012. Т. 9, № 4. C. 249 39. Казаков С.Г. Использование данных гиперспектрометра MODIS при изучении географии сельского хозяйства Курской области//Учёные записки. Электронный научный журнал Курского гос. ун-та. 2011. № 17. С. 266-270. 40. Савин И.Ю., Барус Б. Оперативный мониторинг площадей посевов риса в Калмыкии на основе данных MODIS//Исследование Земли из космоса. 2009. № 5. С. 66-71. 41. Терехов А.Г. Методика оценки агротехнического уровня возделывания зерновых культур Северного Казахстана и его изменений в период 2000-2009 по данным MODIS//Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8, № 2. С. 233-238. 42. Спивак Л.Ф., Архипкин О.П., Нургалиев С.Г., Шагарова Л.В. Дистанционная оценка площадей зерновых в Казахстане по данным гиперспектрального радиометра MODIS//Исследование Земли из космоса. 2003. № 2. С. 80-84. 43. Спивак Л.Ф., Архипкин О.П., Панкратов В.С. и др. Технология мониторинга паводков и наводнений в Западном Казахстане//Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2004. Т. 1, № 1. С. 279-285. 44. Терехов А.Г. Оценка точности спутниковой технологии определения площади сельскохозяйственных масок в схеме с использованием снимков различного разрешения//Там же. 2009. Т. 6, № 2. С. 459-465. 45. Султангазин У.М., Муратова Н.Р., Терехов А.Г. Использование космического мониторинга в планировании и прогнозировании параметров зернового производства//Там же. 2004. Т. 1, № 1. С. 291-297. 46. Султангазин У.М., Муратова Н.Р., Терехов А.Г. Контроль севооборота пахотных земель Северного Казахстана по данным Terra/MODIS//Там же. 2005. Т. 2, № 2. С. 302-307. 47. Терехов А.Г., Муратова Н.Р. Оценка дат ярового сева в Северном Казахстане по данным Terra/MODIS//Там же. 2005. Т. 2, № 2. С. 312-317. 48. Муратова Н.Р., Терехов А.Г. Опыт пятилетнего оперативного мониторинга сельскохозяйственных угодий Северного Казахстана с помощью спутниковых данных//Там же. 2007. Т. 4, № 2. С. 277-283. 49. Терехов А.Г. Сравнительный анализ информативности спутниковых данных EOS MODIS и RADARSAT-1 в задаче анализа землепользования Северного Казахстана//Там же. 2007. Т. 4, № 2. С. 345-351. 50. Муратова Н.Р., Терехов А.Г. Технология уборки зерновых культур Казахстана в представлении спутниковых данных//Там же. 2007. Т. 4, № 2. С. 269-276. 51. Huang Q., Zhou Q., Zhang L. An overview of crop growing condition monitoring in China agriculture remote sensing monitoring system//Intern. Symp. on Photoelectronic Detection and Imaging 2009: Advances in Imaging Detectors and Appl. The Intern. Society for Optical Eng. Beijing, China, 2009. P. 73840N-8. 52. Potgieter A.B., Apan A., Hammer G., Dunn P. Early-season crop area estimates for winter crops in ne Australia using MODIS satellite imagery//ISPRS J. of Photogrammetry and Remote Sensing. 2010. Vol. 65, No. 4. P. 380-387. 53. Клещенко А.Д., Найдина Т.А. Использование данных дистанционного зондирования для моделирования физиологических процессов растений в динамических моделях прогнозирования урожая//Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8, № 1. С. 170-177. 54. Брыксин В.М. Применение адаптированной модели биопродуктивности EPIC и кос-моснимков MODIS для прогнозирования урожайности зерновых культур на территории Западной Сибири//Вестник Новосибирского гос. ун-та. Информационные технологии. 2007. Т. 5, № 2. С. 20-26. 55. Брыксин В.М., Евтюшкин А.В. Использование модели биопродуктивности EPIC и космоснимков MODIS для прогнозирования урожайности зерновых культур//Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2007. Т. 4, № 2. С. 189-196. 56. Брыксин В.М., Евтюшкин А.В., Рычковл Н.В. Прогнозирование урожайности зерновых культур на основе данных дистанционного зондирования и моделирования биопродуктивности//Изв. Алтайского гос. ун-та. 2010. № 1-2. С. 89-93. 57. Толпин В.А., Барталёв С.А., Бурцев М.А. и др. Оценка состояния сельскохозяйственных культур на основе межгодовой динамики с использование данных MODIS//Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2007. Т. 4, № 2. С. 380-389. 58. Савин И.Ю., Барталев С.А., Лупян Е.А. и др. Прогнозирование урожайности сельскохозяйственных культур на основе спутниковых данных: Возможности и перспективы//Там же. 2010. Т. 7, № 3. С. 275-285. 59. Повх В.И., Гарбузов Г.П., Шляхова Л.А. Оценка структуры посевов подсолнечника в Ставропольском крае по данным дистанционного зондирования спектрорадиометра MODIS//Там же. 2007. Т. 4, № 2. С. 284-289. 60. Куссуль Н.Н., Кравченко А.Н., Скакун С.В. и др. Регрессионные модели оценки урожайности сельскохозяйственных культур по данным MODIS//Там же. 2012. Т. 9, № 1. С. 95-107. 61. Терехов А.Г. Основные элементы продуктивности яровой пшеницы Северного Казахстана сезона 2007 г. в представлении EOS MODIS//Там же. 2008. Т. 5, № 2. С. 364-370. 62. Терехов А.Г. Оценка влияния незерновых культур на спутниковый прогноз урожайности пшеницы в Северном Казахстане//Там же. 2008. Т. 5, № 2. С. 371-375. 63. Султангазин У.М., Муратова Н.Р., Дорайсвами Р., Терехов А.Г. Оценка санитарного состояния сельскохозяйственных угодий с помощью данных дистанционного зондирования//Там же. 2004. № 1. С. 286-290. 64. Wang Z., Shu Y., Zhang S. et al. Evaluating crop land productivity using MODIS derived time serious field greenness and water index in North China plain//Remote Sensing for Agriculture, Ecosystems, and Hydrology XI. The Intern. Society for Optical Eng. Berlin, Germany, 2009. P. 747229-9. 65. Galvao L.S., Formaggio A.R., Breunig F.M. et al. View angle effects on the discrimination of soybean varieties and on the relationships between vegetation indices and yield using off-nadir hyperion data//Remote Sensing of Environment. 2009. Vol. 113, No. 4. P. 846-856. 66. Mei X., Liu H. Study on paddy rice planting area and yield monitoring based on MODIS: A case study of the Jianghan Plain//Intern. Conf. on Earth Observation Data Processing and Analysis (ICEODPA). The Intern. Society for Optical Eng. Wuhan, China, 2008. P. 728550-12. 67. Deng W., Wang W., Liu H. et al. Study on paddy rice yield estimation based on multisource data and the grey system theory//Intern. Symp. on Spatial Analysis, Spatial-Temporal Data Modeling, and Data Mining. The Intern. Society for Optical Eng. Wuhan, China, 2009. P. 749227-9. 68. Ozdogan M., Gutman G. A new methodology to map irrigated areas using multi-temporal MODIS and ancillary data: An application example in the continental US//Remote Sensing of Environment. 2008. Vol. 112, No. 9. P. 3520-3537. 69. Золотокрылин А.Н., Титкова Т.Б., Черенкова Е.А., Виноградова В.В. Сравнительные исследования засух 2010 и 2012 гг. на Европейской территории России по метеорологическим и MODIS данным//Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10, № 1. С. 246-253. 70. Терехов А.Г., Цычуева Н.Ю., Муратова Н.Р. Принципы агроландшафтного районирования пахотных земель степной зоны Северного Казахстана на базе данных MODIS и IRS LISS//Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2007. Т. 4, № 2. С. 372-379. 71. Плотников Д.Е., Барталёв С.А., Жарко В.О. и др. Экспериментальная оценка распознаваемости агрокультур по данным сезонных спутниковых измерений спектральной яркости//Там же. 2011. Т. 8, № 1. С. 199-208. 72. Povkh V., Garbuzov G., Beljaeva I. et al. Detailed monitoring of agricultural production based on the MODIS radiometer data//Proc. of SPIE. The Intern. Society for Optical Eng Remote Sensing for Agriculture, Ecosystems, and Hydrology V. 2004. P. 548-552. 73. Повх В.И., Шляхова Л.А., Воробейчик Е.А. Оценка условий зимовки зерновых культур по спутниковым данным для территории Ростовской области//Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7, № 3. С. 264-268. 74. Классификатор тематических задач оценки природных ресурсов и окружающей среды, решаемых с использованием материалов дистанционного зондирования Земли (лес и лесное хозяйство)//Земля из космоса. 2009. Вып. 1. C. 40-47. 75. Классификатор тематических задач оценки природных ресурсов и окружающей среды, решаемых с использованием материалов дистанционного зондирования Земли (антропогенные объекты)//Там же. 2009. Вып. 2. C. 40-45. 76. Классификатор тематических задач оценки природных ресурсов и окружающей среды, решаемых с использованием материалов дистанционного зондирования Земли (недра)//Там же. 2009. Вып. 3. C. 46-53. 77. Классификатор тематических задач оценки природных ресурсов и окружающей среды, решаемых с использованием материалов дистанционного зондирования Земли (сельское хозяйство)//Там же. 2011. Вып. 9. C. 66-69. 78. Михайлов С.И. Классификатор тематических задач МЧС России, решаемых с использованием данных ДЗЗ из космоса//Там же. 2010. Вып. 4. С. 64-71.