Hayfields Mapping in the Floodplain Landscapes of Southern Russia Based on Multi-Temporal Sentinel-2 Data

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The paper proposes a new method for mapping hayfields in floodplain landscapes based on the use of multi-temporal spectral-zonal data of remote sensing of the Earth (ERS) of high spatial resolution (Sentinel-2) using an expert threshold of SBC (spectral brightness coefficient) in the red channel (the maximum composite of values for the vegetation period). period) for freshly cut vegetation adjusted for the values of the maximum composite for the growing season of the NDVI index (Normalized Difference Vegetation Index). The regularities of changes in the values of SBC in the sloping and non-sloped territories in the RGB, NIR channels, as well as the values of the NDVI and NDWI indices were revealed. The mapping of annual sloping areas within the Volga-Akhtuba floodplain in the territory of the Volgograd region was carried out. Here, an average of 12 thousand hectares (8%) of the territory is mowed annually, while most of the area is mowed in August-September (more than 65% of the area). Most sloping areas have an area of 1 to 10 ha. At the same time, over the past 6 years, there has been a tendency to increase both the total annual mowed areas and the areas of hayfields. It was revealed that the main annually mowed areas are concentrated around infrastructure facilities: closer to consumers and transport routes.

About the authors

A. A. Vasilchenko

Federal scientific center of agroecology, complex meliorations and agroforestry of RAS

Author for correspondence.
Email: vasilchenko-a@vfanc.ru
Russia, Volgograd

References

  1. Балдина Е.А., Трошко К.А. Картографирование современного состояния и многолетних изменений в использовании сельскохозяйственных земель в дельте Волги // Геодезия и картография. 2016. № 11. С. 39–46. https://doi.org/10.22389/0016-7126-2016-917-11-39-46
  2. Барталев С.А., Егоров В.А., Жарко В.О., Лупян Е.А., Плотников Д.Е., Хвостиков С.А., Шабанов Н.В. Спутниковое картографирование растительного покрова России // М.: ИКИ РАН, 2016. 208 с.
  3. Брылев В.А., Овчарова А.Ю. Эколого-экономическая оптимизация обводнения Волго-Ахтубинской поймы // Изв. вузов. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. 2013. № 5(177). С. 67–70.
  4. Кривошей В.А. Река Волга (проблемы и решения). 2015. М.: ООО Журнал “РТ”. 92 с.
  5. Кулик К.Н., Манаенков А.С., Есмагулова Б.Ж. Лесная мелиорация пастбищ засушливой зоны РФ и пути повышения ее эффективности // Изв. Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2021. № 3(63). С. 30–40. https://doi.org/10.32786/2071-9485-2021-03-02
  6. Лазарева В.Г., Бананова В.А., Нгуен В. Картирование растительности Сарпинской низменности в пределах Республики Калмыкия методами дистанционного зондирования и ГИС // Успехи современного естествознания. 2017. № 12. С. 178–183.
  7. Лобойко В.Ф., Овчарова А.Ю., Никитина Н.С. Особенности водного режима Нижней Волги и его влияние на состояние северо-западной части Волго-Ахтубинской поймы // Изв. Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее образование. 2018. № 4(52). С. 89–96. https://doi.org/10.32786/2071-9485-2018-04-11
  8. Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Балашов И.В., Барталев С.А., Ефремов В.Ю., Кашницкий А.В., Мазуров А.А., Матвеев А.М., Суднева О.А., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Центр коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных ИКИ РАН для решения задач изучения и мониторинга окружающей среды // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 263–284.
  9. Онаев М.К., Туктаров Р.Б., Тарбаев В.А., Гафуров В.А. Использование спутниковых методов исследований в изучении режима затопления и современного состояния растительного покрова лиманов // Успехи современного естествознания. 2018. № 7. С. 183–188.
  10. Павлова В. Обводнение Волго-Ахтубинской поймы – важнейший проект по оздоровлению Волги // Гидротехника. 2020. № 2(59). С. 36–37.
  11. Хлебникова Т.А., Опритова О.А. Экспериментальные исследования современных программных продуктов для моделирования геопространства // Вестник СГУГиТ. Т. 22. № 1. 2017. С. 119–132.
  12. Шинкаренко С.С., Барталев С.А. Последствия пыльных бурь 2020 г. на юге европейской части России // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 7. С. 270–275. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2020-17-7-270-275
  13. Шинкаренко С.С., Барталев С.А. 2020б Сезонная динамика NDVI пастбищных ландшафтов Северного Прикаспия по данным MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 4. С. 179–194. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2020-17-4-179-194
  14. Шинкаренко С.С., Барталев С.А. Оценка площади опустынивания на юге европейской части России в 2021 г. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 4. С. 291–297. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2021-18-4-291-297
  15. Шинкаренко С.С., Барталев С.А., Берденгалиева А.Н., Иванов Н.М. Пространственно-временной анализ горимости пойменных ландшафтов Нижней Волги // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 1. С. 143–157. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2022-19-1-143-157
  16. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю: 1989. 406 с.
  17. Электронный ресурс https://ozvap.nextgis.com/.
  18. Chen J., Ban Y., Li S. China: Open access to Earth land-cover map // Nature. 2014. V. 514(7523). P. 434. https://doi.org/10.1038/514434c
  19. Karra K., Kontgis C., Statman-Weil Z., Mazzariello J.C., Mathis M., Brumby S.P. Global land use/land cover with Sentinel-2 and deep learning // 2021 IEEE Intern. Geoscience and Remote Sensing Symp. (IGARSS). 2021. P. 4704–4707. https://doi.org/10.1109/IGARSS47720.2021.9553499.
  20. Kuzmina Zh.V., Treshkin S.E., Shinkarenko S.S. Effects of River Control and Climate Changes on the Dynamics of the Terrestrial Ecosystems of the Lower Volga Region // Arid Ecosystems. 2018. V. 8. № 4. P. 231–244. https://doi.org/10.1134/S2079096118040066
  21. Loupian E., Burtsev M., Proshin A., Kashnitskii A., Balashov I., Bartalev S., Konstantinova A., Kobets D., Radchenko M., Tolpin V., Uvarov I. Usage Experience and Capabilities of the VEGA-Science System // Remote Sensing. 2022. V. 14. № 1. P. 77. https://doi.org/10.3390/rs14010077
  22. Solodovnikov D.A., Shinkarenko S.S. Present-Day Hydrological and Hydrogeological Regularities in the Formation of River Floodplains in the Middle Don Basin // Water Resources. 2020. V. 47. № 6. P. 719–728. https://doi.org/10.1134/S0097807820060135

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (1MB)
3.

Download (193KB)
4.

Download (3MB)
5.

Download (504KB)
6.

Download (3MB)
7.

Download (261KB)

Copyright (c) 2023 А.А. Васильченко