Як сучасні технології допомагають відстежувати вплив аграрних плівок на довкілля

Дослідники аналізують сучасні методи картографування пластикових покриттів у сільському господарстві та пропонують шляхи вдосконалення технологій.

Джерело: phys.org

Деталі:

Сільськогосподарські плівки відіграють важливу роль у підвищенні продуктивності земель, проте їхнє масове використання викликає значні екологічні занепокоєння. Для вирішення цих проблем точне картографування аграрних плівок є ключовим для стратегічного планування у сільському господарстві та оцінки впливу на довкілля.

Новітнє дослідження, проведене Інститутом географічних наук та природних ресурсів Китайської академії наук, аналізує сучасні методи картографування аграрних плівок та визначає майбутні напрями розвитку у сфері великомасштабного та високоточного моніторингу.

Виклики картографування аграрних плівок

Попри численні спроби картографування пластикових теплиць (PGs) та полів із мульчувальною плівкою (PMF), ця задача залишається складною через низку факторів:

• Різноманітність типів плівок та їхніх оптичних характеристик
• Відмінності у часових періодах покриття
• Складність спектрального аналізу, адже плівка часто змішується з ґрунтом або рослинністю

Зі зростанням попиту на стале сільське господарство точне та масштабоване картографування стало нагальною потребою.

Дослідження трендів у картографуванні сільськогосподарських плівок

Науковці провели бібліометричний аналіз, який показав, що інтерес до теми картографування аграрних плівок стрімко зростає. Кількість публікацій на цю тему зросла в десятки разів з 2000 до 2023 року, що свідчить про зростаюче значення цієї проблематики.

Дослідники також візуалізували еволюцію даних дистанційного зондування, які використовуються для картографування аграрних плівок. Було виявлено такі тенденції:

• Високоякісні оптичні знімки (QuickBird, WorldView) забезпечують точність, але підходять лише для локального аналізу
• Середньо- та низькороздільні супутникові зображення (Landsat, Sentinel-2) застосовуються для масштабного довготривалого моніторингу
• Радарні дані (Radarsat-2) дозволяють проводити аналіз у складних погодних умовах

Нові методи картографування: які працюють найкраще

Науковці також провели порівняння різних методів картографування. Дослідження показало, що:

• Контрольовані методи класифікації (supervised classification) забезпечують найвищу точність
• Глибоке навчання на основі високоякісних знімків значно покращило точність картографування, проте застосовується здебільшого для локальних територій
• Об'єктно-орієнтована класифікація (Object-Based Classification) дозволяє покращити розрізнення аграрних плівок завдяки аналізу просторових та часових характеристик

Майбутнє великомасштабного картографування аграрних плівок

Науковці підкреслюють, що для ефективного моніторингу аграрних плівок у майбутньому потрібно:

• Об'єднати різні типи даних (оптичні, радарні, багатоспектральні)
• Розширити бази зразків для тренування алгоритмів класифікації
• Розробити алгоритми, що враховують типи плівок і період їхнього використання
• Створити довготривалі набори даних для аналізу змін у використанні аграрних плівок

Довготривалі високоточні карти аграрних плівок можуть стати потужним інструментом для ефективного управління земельними ресурсами та екологічного контролю.

Довідково:

Точне та своєчасне картографування аграрних плівок допоможе планувати сталий розвиток сільського господарства, регулювати землекористування та розробляти ефективні екологічні політики.