Оцінка стану різних сільськогосподарських культур з використанням фрактального аналізу

Abstract

Відсутність загальних підходів до оцінки стану сільськогосподарських культур за даними ДЗЗ показує, що задача оцінки змін їх стану є до кінця не вирішеною. Предметом дослідження є оцінка стану сільськогосподарських культур різних типів з використанням фрактального аналізу. Об'єктом дослідження є космічні знімки супутника Sentinel-2 сільськогосподарських культур різних типів. Метою є розгляд можливості використання фрактального аналізу космічних знімків сільськогосподарських культур різних типів для визначення змін їх стану. Отримані наступні результати. Проведена оцінки стану різних сільськогосподарських культур (кукурудзи, соняшника, пшениці, ячменя і гречки) на протязі всього періоду вегетації з використанням фрактального аналізу їх космічних знімків. Основою фрактального аналізу космічних знімків є побудова поля фрактальних розмірностей. Показано, що нормальний стан сільськогосподарських культур характеризується збільшенням середніх і мінімальних фрактальних розмірностей (ФР) на початкових фазах вегетації, досягненням найбільших значень ФР на середніх фазах вегетації і знову зменшенням ФР на пізніх фазах вегетації. Визначено, що за величиною середніх ФР можна розподілити полія, засіяні гречкою і кукурудзою та поля, засіяні соняшником, пшеницею і ячменем. Між собою поля, засіяні гречкою і кукурудзою можна розділити за тривалістю найбільших значень ФР, а поля, засіяні соняшником, пшеницею і ячменем між собою за величиною середніх ФР і тривалістю їх найбільших значень розділити практично не можливо. Висновки. Проведені дослідження показали, що фрактальний аналіз космічних знімків дозволяє проводити моніторинг стану сільськогосподарських культур різних типів.

Absence general approaches to estimation the state of agricultural cultures from Earth remote sensing (ERS) data shows that the task of estimation changes their state is not decided to the end. The subject of the study in the article is estimation of the state of different type agricultural cultures with use fractal analysis. The object of the study is the spaces pictures satellite Sentinel-2 of different type agricultural cultures. The goal is consideration possibility the use fractal analysis of spaces pictures of different type agricultural cultures for determination changes their state. The following results were obtained. Conducted estimations the state of different agricultural cultures (corn, sunflower, wheat, barley and buckwheat) during all period vegetation with the use fractal analysis their spaces pictures. Construction the field of fractals dimensions is basis fractal analysis of spaces pictures. It is showed that the normal state agricultural cultures is characterized by the increase middle and minimum fractals dimensions (FD) on the initial phases vegetation, by achievement the most values FD on the middle phases vegetation and again by diminishing FD on the late phases vegetation. It is certain that the size middle FD it is possible to distribute the fields by buckwheat and corn and the fields by sunflower, wheat and, barley. Between itself the fields by buckwheat and corn it is possible to divide on duration the most values FD, and the fields by sunflower, wheat and barley between itself to divide the size middle FD and duration their most values practically not possibly. Conclusions. The conducted researches showed that the fractal analysis of spaces pictures allowed to conduct monitoring the state of different type agricultural cultures.