ВведениеИнформация о прогнозеурожая и производства сельскохозяйственных культур на больших территориях имеет важное значение для государственных служб, занимающихся импортом и экспортом продовольственных культур, для агентств, занимающихся продовольственной помощью и для международных организаций с мандатом по мониторингу мирового производства продуктов питания и торговли . В 2007 году дисбаланс в мировом производстве сельскохозяйственной продукции из-за неурожая во многих странах Мира вызвал значительный рост цен на сельскохозяйственные продукты. Эти события вызвали широкую озабоченность по поводу глобального сельскохозяйственного производства. Совсем недавно (февраль 2011) Продовольственная и сельскохозяйственная организация (ФАО) предупредила о возможном снижении импорта озимой пшеницы в Китае , что может сильно повлиять на цены на многие сельскохозяйственные товары. Более того, повышенный спрос на молочные продукты, мясо и продукты биотоплива, которые требуют зерновых и масличных культур, будут все больше конкурировать со спросом на продовольственные культуры. На этом фоне необходимость глобальной системы мониторинга для сельскохозяйственного производства является бесспорной и включена в приоритетные темы для GEO . В Европе, необходимость мониторинга сельскохозяйственного производства и прогнозирование урожайности уже давно признано и осуществляется на основе технологии MARS прогнозирования урожая (MCYFS), используемой Объединенным исследовательским центром ЕС (ОИЦ). Сельскохозяйственный мониторинг также встроен в GMES инициативе Европейского союза в качестве одного из основных направлений. Более того, сельскохозяйственный мониторинг также является одним из направлений мониторинга ГМЕС в рамках FP7 проекта geoland2. MCYFS традиционно сосредоточена на Европе, западной части России, странах Магриба и Турции для мониторинга сельскохозяйственного производства, а также отдельных регионов в Африке для обеспечения продовольственной безопасности. В последнее время деятельность MCYFS расширяется на мониторинг сельскохозяйственных культур во всей России, Центральной Азии, Китае и некоторых странах. Это расширение MCYFS по отношению к России, Центральной Азии и Китаю имеет свои последствия, поскольку эти регионы, как правило, характеризуются более континентальным климатом с суровыми условиями зимы и теплым и сухим летом. Особенно зимой, озимые культуры страдают от длительного периода низких температур в зимний период. Особенностью выращивания озимой пшеницы является то, что ее рост начинается осенью и продолжается весной после периода покоя зимой. Таким образом, условия в осенне-зимний период оказывают значительное влияние на специфику роста культуры весной и, таким образом, оказывают значительное влияние на окончательную урожайность сельскохозяйственных культур. В большинстве моделей, используемых для оперативного моделирования роста озимой пшеницы, влияние осени и зимних условий на вегетацию плохо учитывается или не учитывается вообще. Кроме того, модель развития пшеницы, которая используется в MCYFS ( WOFOST ) была откалибрована для европейских условий и не приспособлена для континентального климата. Особенно моделирование повреждения зимой культур в настоящее время должным образом не включены в WOFOST. Эта проблема игнорируются при моделировании в Европе с учетом относительно мягкого климата и моделирование там начинается с 1 января, а не в фактическую дату сева. Помимо того, что относительно небольшое число моделей включает моделирование зимних условий, последствия повреждения морозом также трудно смоделировать на региональном уровне по нескольким причинам:
Данные дистанционного зондирования дают возможность получить информацию о ключевых параметрах роста культур с высоким пространственным разрешением. В этом случае данные дистанционного зондирования могут быть использованы для объективной оценки состояния пшеницы после зимнего периода покоя. Кроме того, данные дистанционного зондирования могут быть использованы для создания маски озимой пшеницы, особенно в районах с относительно однородными почвенно-растительным покровом, как и в случае многих областей России. Целями этого проекта являются адаптация и улучшение существующего подхода MCYFS для применения в регионах с континентальным климатом, с акцентом на озимую пшеницу. Эти усовершенствования должны привести к улучшению количественного прогнозирования урожайности озимой пшеницы. WOFOST будет использоваться в качестве основы для моделирования роста озимой пшеницы. Данные MODIS и MERIS, Terra и Aqua, вместе с данными Ресурс-ДК и КМСС будет использоваться в качестве источника данных дистанционного зондирования, необходимые для моделирования роста урожая в соответствии с соответствующей европейской и российской технологиями их обработки и анализа. Рабочий план проектаНаше исследование будет проходить в три частично перекрывающихся этапов. Первый этап будет включать в себя комплекс работ, направленных на WP2 выбора площадок представитель тестирования и сбора полевых данных и изображений дистанционного зондирования, который будет использован в качестве основы для разработки технологий. Испытательная площадка находится в "Тульской области", который удобно расположен в отношении логистики и инфраструктуры для сбора полевых данных. Одновременно в WP3 и WP4 обзор существующих подходов и методов получения культур параметров и культуры отображение из среднего разрешения дистанционного зондирования данные будут проанализированы (задачи 3.1 и 4.1). Второй этап (оставшихся задач WP3 и WP4) будет извлечь выгоду из этих достижений путем разработки методов озимой пшеницы параметры оценки и культур отображения на основе средне-спутниковые данные разрешения. Полевые данные из WP2 будет играть важную роль в оценке и подтверждении урожая карты и параметров поиска в локальном масштабе. Тем не менее, региональные модели, которые выходят из этих анализ должен также соответствовать общим и экспертных знаний. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы включить и оценить изделия из geoland2 BioPar и УРОЖАЙ услуг на предмет их пригодности и эти выводы будут сообщены geoland2 консорциум для включения в их технологической линии. На третьем этапе (WP5, WP6, WP7) WOFOST модель будет адаптирована для использования урожая параметров на основе данных ДЗЗ. В WP5, распределения соответствующие параметры должны быть определены и (гео-) статистических методов должен быть настроен для работы с региональными изменчивости процессов и материалов, связанных с зимними убить. В WP6 базу данных для моделирования роста WOFOST урожай будет создана для тестовой зоне, а также работоспособность комбинированного моделирования и RS технологии для зимнего мониторинга пшеницы будет оцениваться. Наконец, в WP7 улучшения количественного прогнозирования и качественной оценки воздействия на морозе озимой пшеницы должна быть доказана. Предпочтительно, озимой пшеницы мониторинга службы должны быть запущены параллельно существующей MCYFS того, чтобы продемонстрировать услугу Agri4Cast единицу JRC и оценить их опыт с ним.Рабочие пакетыПроект разделен на шесть тематических рабочих пакетов и три дополнительных рабочих пакетов, связанных с управлением и распространения.WP2: Сбор полевых и спутниковых данныхТульской области была выбрана для сбора данных на местах по нескольким причинам. Во-первых, Тульской области является представителем озимой пшеницы производства региона в центральной части России. Во-вторых, регион находится в непосредственной близости к Москве и Обнинске, где ИКИ и AMI расположены который облегчает проведение полевых опытов. В-третьих, Тульской области характеризуется большим разнообразием почв (от подзолистых почв на севере до chernozemic почв на юге) и большая разница в сельскохозяйственных моделей растительного покрова: относительно небольших полей с расчлененным граничит с севера и крупных месторождений с прямыми границами на юге. Таким образом, три испытательных полигонов хороши представители природное разнообразие условий Тульской области и соседних регионов. Задачи в этой Рабочий пакет:
РП3: Распознавание озимой пшеницыОсновная цель этого Рабочий пакет является создание культуры маски с указанием местоположения озимой пшеницы на полях испытательная площадка для двух сельскохозяйственных сезонов. Близком к реальному времени классификации будет осуществляться с помощью среднего разрешения спутниковых данных (например, MODIS / MERIS типа), но эта классификация будет поддержан информацией о поле границы основе высокое разрешение спутниковых данных (например, Landsat TM, SPOT, Ресурс-ДК) .
WP4: Биофизические параметры посевовОсновная цель этого Рабочий пакет является выбор, калибровки, проверки и применять методологию для получения культур биофизических переменных со спутника временных рядов, как это предусмотрено MERIS, MODIS и КМСС. Упор будет сделан на извлечение урожай листовым индексом путем объединения моделирования радиационного переноса с поиска подходов таблице. Методология, которая будет использоваться на основе методов, разработанных в проекте циклопов и которые также используются в BioPar задачу в geoland2 проекта . Разница между MOCCCASIN и geoland2, является то, что в MOCCCASIN методология доработаны вывести оценки для озимой пшеницы на выбранных местах с озимой пшеницы полях. Задачи в этой Рабочий пакет:
WP5: Модификация WOFOSTОсновная цель этого Рабочий пакет является изменение WOFOST роста сельскохозяйственных культур имитационной модели для использования урожая биофизических переменных основе среднего разрешения данных ДЗЗ, для калибровки модели для русских условиях, расширить модель с компонентом для зимнего убить моделирования и разработки неопределенности, связанные с региональными моделирование озимой пшеницы замерзания использованием ансамбль подход. Задачи в этой Рабочий пакет:
WP6: Создание базы данных для моделированияОсновная цель этого Рабочий пакет является интеграция различных компонентов, разработанных в WP2-5 в озимой пшеницы системы мониторинга для Тульской области. Это будет включать составление базы данных для моделирования WOFOST роста культур, чтобы бежать, интеграция культур маски и RS биофизических параметров в системе, настройка ассимиляции данных, оценки и подтверждения вывода. Задачи в этой Рабочий пакет:
WP7: ДемонстрацияОсновная цель WP7 это запустить параллельно озимой пшеницы системы мониторинга Тульской губернии и базовых подхода, принятого в текущем MCYFS. Конечная цель этой Рабочий пакет должен иметь полу-производственную цепочку, параллельной обработки текущих MCYFS цепи и которые могут быть использованы для оценки зимних убивать и отрастания для тестовой зоне. Отзывы пользователей будет необходимо оценить систему как с европейской стороны (например, Agri4Cast единицу ОИЦ), а также Россия пользователи таких систем. Задачи в этой Рабочий пакет:
Ожидаемый эффект
MOCCCASIN вносит свой вклад в области 9.3.2 "Международное сотрудничество" по теме " SPA.2010.3.2-01 сотрудничества ЕС и России в ГМЕС ". Предложение и поэтому консорциум адреса ЕС-Россия Космическая Диалоги приоритет созданию тематических проектов с упором на сельское хозяйство для обмена знаниями, данными и продукцией. Кроме того, консорциум будет отвечать всем соответствующим цели, которые лежат в основе ПРОСТРАНСТВЕ вызов в целом, и эта деятельность, в частности:
Будьте внимательны! Перевод текста находится в процессе уточнения.
|