Модуль локального уровня ГИС поддержки точного адаптивно-ландшафтного земледелия

DOI: 10.35595/2414-9179-2022-2-28-829-842

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

О.А. Плисенко

Адыгейский государственный университет, НИИ комплексных проблем АГУ, Центр интеллектуальных геоинформационных технологий,
ул. Гагарина, 13, 385000, г. Майкоп, Россия;

Адыгейский научно-исследовательский институт сельского хозяйства РАСН,
ул. Ленина, 48, 385064, п. Подгорный, Майкоп, Россия;

E-mail: olg.plisenko2017@yandex.ru

Т.П. Варшанина

Адыгейский государственный университет, НИИ комплексных проблем АГУ, Центр интеллектуальных геоинформационных технологий,
ул. Гагарина, 13, 385000, г. Майкоп, Россия;

Адыгейский научно-исследовательский институт сельского хозяйства РАСН,
ул. Ленина, 48, 385064, п. Подгорный, Майкоп, Россия;

E-mail: vtp01@mail.ru

Аннотация

Разрабатываемая ГИС представляет собой информационно-математическую модель пространства сельскохозяйственных земель, предназначенную для вычислительного анализа природно-экологических условий иерархии ландшафтных районов (АЛР) региона и адаптации к ним агротехнологий. На локальном уровне каждого фермерского хозяйства или сельскохозяйственной фирмы информация об актуальной продуктивности земель дифференцируется относительно информационно-математической 3D геометрической и структурной модели поверхности рельефа полей. Рельеф представлен системой гомоморфных элементарных поверхностей, каждая из которых квазиоднородна по вертикальной и латеральной структуре природно-экологических условий и отличительна по экспозиции и морфометрическим параметрам. Гомоморфные поверхности соответствуют элементарным ареалам агроландшафта. Разработаны оригинальные алгоритмы расчета в границах элементарных поверхностей морфометрических параметров и экспозиции, местоположения линий тока, в зависимости от типа поверхности, наличия в них особых точек и типа ограничивающих их структурных линий. Обеспечена вычислительная классификация гомоморфных поверхностей по природно-экологическим свойствам, влияющим на процессы почвообразования, положению по отношению к тепло/влагонесущим потокам, градации уклонов, местоположению в пределах склона. Алгоритмы и программные модули информационно-математической автоматизированной визуализации гомоморфных элементарных поверхностей, репрезентативных точек отбора агрохимических проб и линий тока предназначены для интерполяции данных агрохимического анализа по каждой поверхности, модули вычисления морфометрических параметров элементарных поверхностей и экспозиции обеспечивают расчет приходящей в их пределы солнечной радиации. В базе данных разработана схема взаимосвязей объектов элементарных поверхностей в системе поля. Системные мониторинг и анализ закономерности перераспределения вещества и энергии в пределах элементарных поверхностей с соответствующими им почвами, микроклиматом и сельхозкультурой создают возможность программирования пространственно-дифференцированных доз внесения биологически активных веществ в границах поля, прогнозирование их доз в соответствие с климатическими трендами.

Ключ. слова

адаптивно-ландшафтное земледелие, инжиниринговая структура вычислительных данных сельхозземель, гомоморфные поверхности рельефа, репрезентативные точки отбора агрохимических проб, природно-экологическая классификация элементарных ареалов агроландшафтов

Список литературы

  1. Варшанина Т.П., Плисенко О.А. Интегрированная ГИС региона «на примере Республики Адыгея». Москва–Майкоп: Изд. дом «Камертон», 2011. 399 с.
  2. Кирюшин В.И. Разработка и проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия в различных природно-сельскохозяйственных зонах. Известия ТСХА. 2002. Вып. 1. С. 36–53.
  3. Коробков В.Н., Варшанина Т.П., Плисенко О.А. Особенности проектирования базы данных мониторинга земель сельскохозяйственного назначения на примере Республики Адыгея. Ежеквартальный рецензируемый, реферируемый научный журнал «Вестник АГУ». 2020. Вып. 4 (271).
  4. Ласточкин А.Н. Общая технологическая схема геоэкологических исследований на системно-морфологической основе. Прикладная геоморфология на основе общей теории геосистем. СПб, 2008. С. 364–370.
  5. Ласточкин А.Н. Системно-морфологическое основание наук о Земле. Санкт-Петербург: Изд-во СПбГУ, 2002. 762 с.
  6. Плисенко О.А., Варшанина Т.П. Расчет основных геоморфологических параметров элементарных поверхностей рельефа на основе ЦРМ в цифровой платформе точного земледелия Адыгеи. Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 4: Естественно-математические и технические науки. 2021. № 4 (291). С. 125–134.
  7. Ames W.F. Numerical Methods for Partial Differential Equations. 1977.
  8. Florinsky I.V. Accuracy of local topographic variables derived from digital elevation models. International Journal of Geographical Information Science. 1997. Vol. 12 (1). P. 47–62.
  9. Horn B.K.P. Hill shading and the reflectance map. Proceedings of the IEEE. 1981. Vol. 69 (1). P. 14–47.
  10. Tang J., Pilesjö P., Persson A. Estimating slope from raster data—a test of eight algorithms at different resolutions in flat and steep terrain. Geodesy and Cartography. 2013. Vol. 39 (2). P. 41–52. DOI: 10.3846/20296991.2013.806702.
  11. Zhou Q.M., Liu X.J. Analysis of errors of derived slope and aspect related to DEM data properties. Computers & Geosciences. Vol. 30 (4). P. 369.

Для цитирования: Плисенко О.А., Варшанина Т.П. Модуль локального уровня ГИС поддержки точного адаптивно-ландшафтного земледелия. ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Географический факультет МГУ, 2022. Т. 28. Ч. 2. С. 829–842 DOI: 10.35595/2414-9179-2022-2-28-829-842

For citation: Plisenko O.A., Varshanina T.P. Local level GIS module for accurate adaptive landscape farming. InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2022. V. 28. Part 2. P. 829–842. DOI: 10.35595/2414-9179-2022-2-28-829-842 (in Russian)