Публикации автора

Цель работы - создание экспертной системы, которая на основе алгоритма нечеткой логики позволяет оценить эффективность вспашки почвы от ее агротехнических характеристик. Экспертная система оценки эффективности вспашки почвы разработана с использованием Fuzzy Logic Toolbox в MatLab. Пакет позволяет создавать системы нечеткого логического вывода, включая проектирование и моделирование. Результаты визуализируются через Rule Viewer и Surface Viewer, отображающие диалоговые окна и поверхности отклика. С помощью редактора Fuzzy Inference System Editor была создана экспертная система на основе алгоритма Мамдани для оценки эффективности вспашки почвы. Входные параметры: «грубая вспашка», «равномерность», «глыбистость», «свальный гребень», «глубина» (оценка от 0 до 10). В отношении этих величин заданы функции принадлежности и три правила соответствия, определяющие значение эффективности вспашки почвы от входящих характеристик. Система тестировалась через Rule Viewer, показывая зависимость величины эффективности вспашки от входящих параметров. Поверхность отклика обнаруживает ступенчатую структуру и резко возрастает при увеличении глыбистости выше 7 и свального гребня выше 5. Разработан пользовательский интерфейс, реализующий систему нечеткой логики для оценки экологического риска на основе экспертных оценок показателей качества окружающей среды. Система интегрируется в Simulink и может работать как независимое приложение. Интерфейс интуитивно понятен и позволяет вводить данные и получать результаты быстро. Алгоритмы нечеткой логики позволяют обрабатывать неточные данные, обеспечивая надежные прогнозы и рекомендации по агротехническим процессам. Интеграция с Simulink способствует комплексному подходу к управлению сельскохозяйственными процессами. Система легко расширяется за счет модулей и адаптируется к условиям и требованиям, улучшая оценку и прогнозируя в контексте мелиорации.

Целью исследования являлось изучение пространственного распределения поверхностной температуры поля на сельскохозяйственных территориях, отличающихся по засушливости. Объектом исследования являлись почвы полей, расположенных в правобережье и левобережье Саратовской области, в районах, различающихся по аридности. Данные о влажности почвы и о значениях вегетационных индексов относились к июлю 2024 г. В качестве исходных материалов для задач дистанционного зондирования применялись мультиканальные снимки, полученные спутником Landsat 8. Обработка космоснимков и картографирование полученного материала проводились с помощью программного комплекса QGIS (версия 3.28.0). Статистическая обработка полученных данных реализована в программном комплексе Statistica (версия 10). Данные инфракрасного канала были обработаны с помощью модуля RS&GIS с целью определения температуры поверхности территории. Для оценки уровня аридности территории применялся стандартизованный индекс различий увлажненности. Понижение индекса NDMI соответствует увеличению аридности климата. Установлено, что аридность районов Саратовской области увеличивается при переходе с севера на юг. Температура поверхности земли распределяется неравномерно из-за полива и удобрения почв, рельефа местности, различий в культуре и других факторов, таких как солнечная инсоляция и движение воздушных масс. Взаимосвязь между температурой поверхности агроценоза и стандартизованным индексом различий увлажненности соответствует критерию нормального распределения. Корреляция оценивалась с помощью критерия Спирмена, и статистически значимые значения отклонялись от нулевой гипотезы о равенстве коэффициента корреляции нулю. Показано, что аридность и средняя температура поверхности земли увеличиваются с севера на юг. Непостоянное распределение температуры поверхности в сельскохозяйственных угодьях объясняется поливом, удобрением почв, особенностями рельефа и типом растительности. Температура поверхности сельскохозяйственных угодий линейно уменьшается с ростом стандартизованного индекса различий увлажненности.

Целью работы являлось изучение пространственного распределения объемной влажности поля методом дистанционного зондирования Земли. Материалом исследований явились спутниковые космоснимки Landsat_8_9, на основе которых были построены карты распределения вегетационных индексов, а также распределение объемной влажности поля. В качестве объекта исследования было выбрано поле вблизи пос. Степное левобережья Саратовской области. Обработка матрицы высот и картографирование полученного материала проводились с помощью кроссплатформенной программной системы QGIS. Были изучены особенности распределения нормализованного вегетационного индекса растительности, нормализованного разностного индекса, почвенно-скорректированного вегетационного индекса. Регрессионный анализ зависимости объемной влажности от величины нормализованного вегетационного индекса растительности позволил построить картограмму распределения влажности за период с 2022 по 2024 г. В 2022-2023 гг. нормализованный относительный индекс растительности показывал высокий уровень активности растительного покрова благодаря благоприятным погодным условиям, достаточным осадкам и питательным веществам в почве. В 2024 г. значения нормализованного вегетационного индекса растительности снизились до отрицательных, что связано с понижением среднесуточной температуры во время сева. Значения почвенно-скорректированного вегетационного индекса для Саратовского Заволжья за исследуемый период снижались за счет проводимых агротехнических мероприятий. Влажность почвы за наблюдаемый период имеет тенденцию к возрастанию.

Целью работы являлось определение объема мелового карьера методом дистанционного зондирования. Материалом исследований явились спутниковые космоснимки Landsat_8_9, на основе которых была построена цифровая модель рельефа карьера. В качестве объекта исследования был выбран завод «Красный Октябрь» г. Вольска. В работе представлены результаты исследований мелового карьера, расположенного на территории этого завода. Обработка матрицы высот и картографирование полученного материала проводились с помощью кроссплатформенной программной системы QGIS (version 3.32.0). Для разбиения и картографирования толщин карьера применялась программа SAGA-GIS (version 9.2.0). Были изучены особенности морфологии карьера, построена картограмма распределения толщин составляющих его сегментов. Полученные данные позволили определить глубину и объем карьера, а также средние значения крутизны и экспозиции склона соответственно. Проведенные исследования позволили определить высокую степень выработанности изучаемого карьера. Геоинформационные технологии в настоящее время предоставляют необходимые программные средства для оценки ресурсного потенциала месторождений полезных ископаемых, а их дистанционность и низкая себестоимость делают их востребованными инструментами исследований промышленной экологии. Результаты работы актуальны для круга задач инженерной экологии, связанных с рациональным использованием природных ресурсов и обеспечением устойчивого эколого-экономического развития.

Цель работы - оценка вегетационной активности сельскохозяйственных полей Ровенского района Саратовской области с помощью преобразования tasseled cap. Объектом исследования являются почвы полей, расположенных вблизи пос. Краснополье Ровенского района Саратовской области. Данные о влажности почвы и о значениях вегетационных индексов относились к периоду с 01 июля по 01 августа 2024 г. В качестве исходных материалов для задач дистанционного зондирования применялись мультиканальные снимки, полученные спутником Landsat 8. Обработка космоснимков и картографирование полученного материала проводились с помощью программного комплекса QGIS (версия 3.28.0). Построение картограмм и расчет частотных гистограмм для главных компонент преобразования tasseled cap проводились с помощью программы SAGA GIS (версия 9.2.0). Построены картограммы распределения трех главных компонент Greeness, Brightness и Wetness, расположенных внутри периметра изучаемой территории, где находятся сельскохозяйственные угодья, различающиеся по фенофазе развития растений. При этом имеются как поля с открытой почвой, так и поля, занятые сельскохозяйственными культурами в разных фазах вегетации, при которых присутствуют зрелая, перезревшая, увядающая формы сельскохозяйственной продукции, а также открытая почва, различающаяся по яркости. Установлено, что территория изучаемых сельскохозяйственных угодий обладает неоднородностью в отношении вегетационной активности и представлена как участками с открытым почвенным слоем разного состава и влагосодержания, так и растениями, находящимися в разных фазах вегетационного процесса: зрелая, перезревшая, увядающая формы сельскохозяйственной продукции. Данное агроценотическое разнообразие связано с проводимыми на территории данных сельскохозяйственных угодий мелиоративными мероприятиями. Эффективность главных компонент преобразования tasseled cap в отношении степени открытости почвы полей снижается в следующем порядке: Greeness - Wetness - Brightness.