Preview

Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева

Расширенный поиск

Идентификация масштабных уровней организации рельефа пашни

https://doi.org/10.19047/0136-1694-2019-96-3-21

Полный текст:

Аннотация

В задачах почвенной картографии важную роль играет выявление факторно-индикационных характеристик, обладающих высокой информативностью и обзорностью относительно организации почвенного покрова. В детальном и крупном масштабах этими свойствами обладают материалы съемки с беспилотных летательных аппаратов, включающие спектрозональные изображения и цифровую модель высот местности сверхвысокого пространственного разрешения. Однако в условиях пашни агрогенный нано- и микрорельеф выступает в качестве шума при изучении топографической дифференциации почвенного покрова, поскольку генетические свойства почв связаны с микро- и мезорельефом естественного происхождения. В статье предлагается алгоритм фильтрации неровностей земной поверхности, не связанных с пространственной организацией целевых почвенных свойств. На примере цифровой модели рельефа поля площадью 125 га (Владимирское ополье) демонстрируются этапы идентификации линейных размеров структур рельефа гляциального и агрогенного происхождения на основе двухмерного разложения Фурье. Фильтрация в частотной области позволила восстановить естественный рельеф поля и обосновать эффективное разрешение цифровой модели рельефа и размеры окрестности для расчета локальных морфометрических характеристик рельефа в целях цифровой почвенной картографии.

Об авторах

Н. В. Минаев
РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева
Россия

127550, Москва, ул. Тимирязевская, 49



А. А. Никитин
Сколковский институт науки и технологий
Россия

143026, Москва, ул. Нобеля, 3



Д. Н. Козлов
Почвенный институт имени В.В. Докучаева
Россия

Даниил Николаевич Козлов

119017, Москва, Пыжевский пер., 7, стр. 2



Список литературы

1. Алифанов В.М., Гугалинская Л.А. Палеокриогенез и структура почвенного покрова Русской равнины // Почвоведение. 1993. № 7. С. 6575.

2. Ведюшкин М.А. О фрактальном подходе к описанию пространственной структуры растительных сообществ // Проблемы мониторинга и моделирования динамики лесных экосистем. М.: Изд-во АО “Журнал Экос-информ”, 1995. С. 182-201.

3. Дэвис Дж.С. Статистический анализ данных в геологии. Т. 2. М.: Недра, 1990. 427 с.

4. Еременко Е.А., Панин А.В. Ложбинный мезорельеф Восточно-Европейской равнины: монография. М.: МИРОС, 2010. 192 с.

5. Захаров В.С. Самоподобие структур и процессов в литосфере по результатам фрактального и динамического анализа: Дис. ... д. геол.-минерал. наук. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2014. 281 с.

6. Кирюшин В.И., Кирюшин С.В. Агротехнологии. СПб.: Изд-во Лань, 2015. 464 с.

7. Котлов И.П., Пузаченко Ю.Г. Структура рельефа Русской равнины как ландшафтообразующего фактора. Ландшафтное планирование: общие основания. Методология, технология / Тр. междунар. шк-конф. “Ландшафтное планирование”. М.: Изд-во Геогр. фак. МГУ, 2006. С. 166-172.

8. Макеев А.О., Дубровина И.В. География, генезис и эволюция почв Владимирского ополья // Почвоведение. 1990. № 7. С. 5-26.

9. Пузаченко Ю.Г., Онуфреня И.А., Алещенко Г.М.Анализ иерархической организации рельефа // Изв. РАН. Сер. геогр. 2002. № 4. С. 29-38.

10. Рубцова Л.П. О генезисе почв Владимирского ополья // Почвоведение. 1974. № 6. С. 17-27.

11. Савин И.Ю., Вернюк Ю.И., Фераслис И. Возможности использования беспилотных летательных аппаратов для оперативного мониторинга продуктивности почв // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2015. Вып. 80. С. 95-105.

12. Шинкевич М.В., Воробьева Н.Г., Алтынцев М.А., Попов Р.А., Арбузов С.А., Флоров А.В. Оценка точности плотной цифровой модели поверхности и ортофотопланов, полученных по материалам аэрофотосъемки с БЛА серии Supercam // Геоматика. 2015. № 4. С. 37-41.

13. Якушев В.П., Лекомцев П.В., Матвеенко Д.А., Петрушин А.Ф., Якушев В.В. Применение дистанционного зондирования в системе точного земледелия // Вест. РАСХН. 2015. № 1. С. 23-25.

14. Advances in Digital Terrain Analysis / Zhou, Qiming; Lees, Brian; Tang, Guo-an (Eds.). 2008, XIV, 462 p.

15. Akar A. Evaluation of accuracy of dems obtained from uav-point clouds for different topographical areas // Int. J. Eng. Geo. Vol. 2 (3). 2017. P. 110117. DOI: 10.26833/ijeg.329717.

16. Brogi C., Huisman J.A., PMzold S., von Hebel C., Weihermuller L., Kaufmann M.S., van der Kruk J., Vereecken H. Large-scale soil mapping using multi-configuration EMI and supervised image classification // Geoderma. Vol. 335. 2019. P. 133-148. DOI: 10.1016/i.geoderma.2018.08.001.

17. Capolupo A., Pindozzi S., Okello K., Fiorentino N., Boccia L. Photogram-metry for environmental monitoring: The use of drones and hydrological models for detection of soil contaminated by copper // Sci. Total Environm. 2015. Vol. 514. P. 298-306.

18. De Reu J., Bourgeois J., Bats M., Zwertvaegher A., Gelorini V., De Smedt P., Chu W., Antrop M., De Maeyer P., Finke P., Van Meirvenne M., Verniers J, Crombe P. Application of the topographic position index to heterogeneous landscapes // Geomorphology. Vol. 186. 2013. P. 39-49.

19. Florinsky I.V. Digital Terrain Analysis in Soil Science and Geology (Second Edition). Academic Press. 2016. 506 p.

20. Gruijter J.J. de, McBratney A.B., Minasny B., Wheeler I., Malone B.P., Stockmann U. Farm-scale soil carbon auditing // Geoderma. 2016. No. 265. P. 120-130. DOI: 10.1016/i.geoderma.2015.11.010.

21. Guenette K.G., Hernandez-Ramirez G. Tracking the influence of controlled traffic regimes on field scale soil variability and geospatial modeling techniques // Geoderma. 2018. Vol. 328. P. 66-78. DOI: 10.1016/i.geoderma.2018.04.026.

22. Eltner A., Baumgart P., Maas H.-G., Faust, D. Multi-temporal UAV data for automatic measurement of rill and interrill erosion on loess soil. Earth Surface Processes and Landforms. 2014. No. 40 (6). P. 741-755. DOI: 10.1002/esp.3673.

23. Eltner A., Maasa H.-G, Faus D. Soil micro-topography change detection at hillslopes in fragile Mediterranean landscapes // Geoderma. Vol. 313. 2018. P. 217-232. DOI: 10.1016/i.geoderma.2017.10.034.

24. Nex F., Remondino F. UAV for 3Dmapping applications: a review // Appl. Ge-omat. 2014. Vol. 6(1). P. 1-15. DOI: 10.1007/S12518-013-0120-x.

25. Marijan Car, Danijela Juric Kacunic, Meho-Sasa Kovacevic. Application of Unmanned Aerial Vehicle for Landslide Mapping // New Technologies in Engineering Geodesy and Multisensor Systems. 2016. TS 6. P. 549-560.

26. Minasny B., McBratney A. Digital soil mapping: A brief history and some lessons // Geoderma. 2016. Vol. 264. P. 301-311

27. Pierrot-Deseilligny M., De Luca L., Remondino F. Automated image-based procedures for accurate artifacts 3D modeling and orthoimage generation // Geoinforms FCE CTU J. 2011. Vol. 6. P. 291-299.

28. Ruzgiene B., Berteska T., Gecyte S., Jakubauskiene E., Aksamitauskas V.C. The surface modelling based on UAV Photogrammetry and qualitative estimation // Measurement. 2015. Vol. 73. P. 619-627. DOI: 10.1016/i.measurement.2015.04.018.

29. Turcotte D. Fractals and chaos in geology and geophysics. NX.: Cambridge University Press. 1992. 221 p.

30. Zeybeka M., §anlioglu I. Point cloud filtering on UAV based point cloud // Measurement. 2019. Vol. 133. P. 99-111. DOI: 10.1016/i.measurement.2018.10.013.

31. Wieland R., Dalchow C. Detecting landscape forms using Fourier transformation and singular value decomposition (SVD) // Computers & Geosciences. Vol. 35. Issue 7. 2009. P. 1409-1414.

32. Weiss A.D. Topographic position and landforms analysis // Poster Presentation. ESRI Users Conference. San Diego. CA (2001). URL: http://www.iennessent.com/downloads/tpi-poster-tnc18x22.pdf.

33. Woodget A.S., Carbonneau P.E., Visser F., Maddock I.P. Quantifying submerged fluvial topography using hyperspatial resolution UAS imagery and structure from motion photogrammetry // Earth Surf. Process. Landforms 40. P. 47-64 (2015). DOI: 10.1002/esp.3613.


Для цитирования:


Минаев Н.В., Никитин А.А., Козлов Д.Н. Идентификация масштабных уровней организации рельефа пашни. Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2019;(96):3-21. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2019-96-3-21

For citation:


Minayev N.V., Nikitin A.A., Kozlov D.N. The scale levels identification for the plowland topography organization. Dokuchaev Soil Bulletin. 2019;(96):3-21. (In Russ.) https://doi.org/10.19047/0136-1694-2019-96-3-21

Просмотров: 147


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0136-1694 (Print)
ISSN 2312-4202 (Online)