Исследование динамики спектральной яркости посевов сельскохозяйственных культур в период вегетации на территории Красноярского края

Abstract

На основании анализа дистанционных полевых и космических измерений спектральных коэффициентов яркости (СКЯ) посевов сельскохозяйственных культур в период вегетации показана возможность оценки структурных изменений, происходящих в растениях исследуемых посевов в ближней инфракрасной области спектра (λ = 760 − 820 нм). Создана электронная база скор¬ректированных спектральных данных СКЯ исследуемых посевов сельскохозяйственных культур. Показано, что динамика значений СКЯ отражает картину морфофизиологических изменений посевов в период их вегетации. Отсутствие или избыток влаги в растениях приводит к структурным изменениям фитоэлементов растений, что существенно сказывается на их отражательной способности, особенно в ближней инфракрасной области спектра. Данная тенденция наблюдалась одновременно на всех полях в период их исследований. Установлено, что в выделенных классах имеется возможность использования тонких спектральных отличий для изучения пространственного распределения различных видов растительности и ее экологического состояния. Показано, что выделенные контрасты могут быть эффективно использованы для получения полезной информации при обработке космических изображений, которым присущ высокий уровень естественных помех (изменение оптической толщины атмосферы, облачность, изменение угла визирования сканера, изменение высоты Солнца, высокая неоднородность подстилающей поверхности).

Based on the analysis of remote field and satellite measurements of agricultural crops spectral brightness during vegetation period, the possibility was demonstrated of estimating the structural changes in the near infrared zone (.= 760.820nm) of the plants of the crops being studied. The electronic data base was made containing the corrected spectral brightness data of the studied agricultural crops. It was shown that the dynamics of spectral brightness values reflects the pattern of morphophysiological changes in the crops during their vegetation period. The lack or excess of moisture in plants leads to structural changes in plant phytoelements, which has a considerable effect on their reflectance, especially in the near infrared spectrum region. This trend was observed simultaneously for all studied fields during the period of research. It was stated that, with regard to the classes singled out, it is possible to use subtle spectral differences for studying spatial distribution and ecological state of various types of vegetation. It was shown that the distinguished contrasts can be effectively used for getting useful information when processing satellite images that have a high level of natural interference (alteration of atmosphere optical thickness, cloudiness, alteration of scanner viewing angle, sun height variation, high inhomogeneity of underlying surface).