CC BY
54
стояния атмосферы и времени суток, покрывает весь земной шар, поступает регулярно, имеет разрешение от 12,5-25 км (для SSMЛ и МТВЗА-ОК) до 5 км. Сущность этого метода в следующем: появление снежного покрова на поверхности земли приводит к изменению радиояркостных температур во всех каналах за счет поглощения и рассеяния излучения в слое снега, и на основании этого существует возможность определения высоты снежного покрова и его водного эквивалента.
Используя один из вышеперечисленных методов можно определить высоту снежного покрова и рассчитать его влагозапас. При наличии этих данных задача прогноза объема половодья сводится, по существу, к определению количества талой воды, которое будет поглощено почвой, задержано на поверхности речного бассейна и испарится в процессе снеготаяния. Для решения этой задачи необходимо привлечение архивных данных о прохождении половодий прошлых лет, высоте снежного покрова, осадках периода снеготаянья, осеннем увлажнении почвы.
Список литературы:
1. Быков Н.И., Попов Е.С. Наблюдения за динамикой снежного покрова (методическое руководство). - Красноярск, 2011. - 64 с.
2. Долгих Н.А., Данекин А.И., Носенко О.А. Использование данных SSMЛ для определения границы и высоты сезонного снежного покрова с целью мониторинга опасных гидрологических процессов на реках Европейской части // Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса. -2004. - № 4.
УЧЕТ ВЛИЯНИЯ ВЛАЖНОСТИ ПРИ ДЕШИФРИРОВАНИИ ПОЧВ
© Сартин С.А.*, Маркова А.Г.*, Рудер В.П.*, Шоканова Д.К.*, Щукина В.Н.*
Северо-Казахстанский государственный универсиет, Республика Казахстан, г. Петропавловск
В статье рассматривается зависимость спектральных характеристик почвы от влажности, что позволит при наличии достоверных данных полевых исследований с высокой точностью определить как генетический тип, так и отдельные свойства почв.
Ключевые слова влажность, спектральные характеристики, почва, ДЗЗ, спутниковые снимки.
* Старший преподаватель кафедры «Физика», кандидат физико-математических наук.
* Магистрант. " Студент.
Почва - важнейшее звено биогеохимического круговорота, место аккумуляции воды на просторах суши, питающее влагой растительную среду и поддерживающее влагооборот. Поэтому исследование плодородия почв актуально в наше время интенсивного использования природных ресурсов. Почвенный покров любой природной зоны в той или иной степени неоднороден. Изучению неоднородностей и контрастности почвенного покрова уделяется значительное внимание при любых почвенно-картографических и земельно-оценочных работах.
В качестве факторов, оказывающих влияние на анализ почв, наиболее часто выделяют влажность, структурное состояние, гранулометрический состав, валовое содержание железа, содержание органического вещества, содержание легкорастворимых солей, карбонатов, минералогический состав.
Рассмотрим необходимость учета влияния одного из этих факторов -влажности почвы.
Увлажнение почвы влияет на отражение почвами световой энергии. Отражение света почвой необходимо рассматривать как комбинированное явление. Любая почвенная поверхность далека от идеальной, зеркальной. Интенсивность отражения зависит от почвенной структуры, от пористости, а также от степени увлажнения. Влажность почвы (т.е. содержание Н2О) - величина переменная, зависящая от количества осадков, от температуры воздуха и почвы, от водопроницаемости и ее водоудерживающей способности. На спектральную отражательную способность почв влияет разная степень их увлажнения [1].
ь%
20
16 -
10
о -I-,-,-
4600 61ЭО X, А
Рис. 1. Сравнение отражательной способности чернозёма в зависимости от влажности
Спектральный состав излучений, отражаемых гумусовыми горизонтами, после увлажнения практически не меняется и отличия заметны только для некоторых почв своеобразного состава и окраски. Произведенные исследования и приведенный ниже график позволяет сделать вывод, что влажность почвы оказывает существенное влияние на отражательную способность чернозема (рис. 1). Для построения ниже указанного графика исполь-
зовалась почва с различным уровнем влажности. Прослеживается влияние влажности на отражательную способность почвы, с повышением содержания влаги кривая понижается, в то время вид самой кривой сохраняется.
Вызывает интерес то обстоятельство, что степень влияния увлажнения на отражение отличается в различных почвах. Почвы нижних горизонтов под влиянием увлажнения подвержены большей степени изменения отражательной способности, чем поверхностный слой почвы.
В процессе исследования почв по спектральным характеристикам важно изменение кривой по профилю, а не ее сдвиг по яркости.
При визуальном анализе данных космо- и аэросъемке сухие почвы будут сильно отличаться от влажных. Вследствие чего карта яркости почв является относительным показателем содержания гумуса и влажности почвы. Это видно на примере рис. 2, более темный цвет на легенде соответствует высокой степени плодородности почвы и влажности на поле в момент совершения снимка.
Рис. 2. Карта яркости почвы
Необходимо выделить на поле опорные участки, на информацию о яркости которых следует ориентироваться при работе с космоснимками, по этим образцам проведя градацию окраски по влажности и гумусу [6].
Влажность почвы необходимо учесть и при определении окраски почвы. Оценка цвета почвы на глаз в полевых условиях не всегда однозначна. Влажные почвы обычно кажутся более темными, чем сухие, а оттенки цвета зависят от высоты стояния солнца над горизонтом, расположенной рядом растительности и других факторов. Следовательно, необходимы объективные способы понимания и оценки цвета почвы и ее горизонтов [2].
Следует привести примеры влияния влажности на окраску почвы:
Специфическую снежно-белую окраску имеет во влажном состоянии вивианит, характерный для болотных почв.
Зеленая (оливковая) окраска формируется в почвах избыточного увлажнения, содержащих особые зеленоватые глинистые минералы с высокой насыщенностью железом, такие, как нонтронит.
Синяя, сизая, зеленоватая, оливковая окраска в почвах всегда связана с переувлажнением почвенной массы. Она является результатом процесса оглеения во всех его вариантах либо оливизации.
Таким образом, можно сделать вывод, что учет влияния увлажненности при изучении почвенного покрова существенно повысит качество анализирования почв. Для более полноценного учета влияния влажности при дешифрировании почвенного покрова следует комбинировать несколько способов исследования почв, получения данных [4].
Исследование почвенного покрова с применением данных дистанционного зондирования затруднено, так как почва на космоснимках непосредственно не отображается. Однако опыт исследований почвенного покрова Республики Казахстан по данным ДЗЗ показывает, что при наличии достоверных данных полевых исследований можно с высокой точностью определить как генетический тип (подтип, разновидность), так и отдельные свойства почв (содержание гумуса, влажность, содержание карбонатов, засоленность, механический состав) [5].
Ниже представлены результаты тестирования алгоритмов дистанционного зондирования в условиях натурного эксперимента с использованием аэрокосмических и наземных радио и геофизических измерений (рис. 3).
Весовой способ определения влажности заключается в том что образец земли взвешивают, затем прогревают в течении нескольких часов до 100105 градусов, и взвешивают уже сухую почву, тем самым определяя процентное содержание влаги. Самолетный радиометрический способ заключается в анализировании данных на аэроснимках. Сущность нейтронного способа заключается в том, что изучаемое вещество подвергается облучению потоком нейтронов, путем анализа сигналов определяют влажность.
Рис. 3. Самолетная радиометрия влажности почв и сравнение влажности полученной разными способами
Анализируя график видно, что существует разброс данных полученных разными способами, при этом вид кривой практически сохраняется. На практике можно использовать усредненные значения этих данных [3].
Рассматривание методики определения влажности почвы с помощью аэро- и космических снимков в сочетании с наземными наблюдениями в отдельных опорных точках с известными координатами, позволит получать более точные данные в краткие сроки и работать с более объективной информацией. Это касается исключения влияния влажности на окраску почвы, ее отражательную способность и другое.
Список литературы:
1. Кирьянова Е.Ю., Савин И.Ю. Линия почв как индикатор неоднород-ностей почвенного покрова.
2. Орлов Д.С. Спектральная отражательная способность почв и их компонентов / Д.С Орлов, Н.И.Суханова, М.С. Розанова - М.: Издательство МГУ; 2001. - 176 с.
3. Миронов В.Л., Комаров С.А., Евтюшкин А.В., Рычкова Н.В., Комплексный эксперимент по измерению влажности почв на территории Алтайского полигона // Исследование Земли из Космоса. - 1998. - N 2. - С. 81-89.
4. http://geopriroda.ru/ground/229-okraska-pochv.html.
5. http ://www. gis-terra.kz/services/nauch/pochva.
6. www.agrosektor.kz/agro/realnoe-zemledelie/item/2011-07-12-06-17-05.html.
