Голозубов Олег Модестович

Рассмотрены структура и функции информационной системы «Почвенно-географическая база данных России» (ИС ПГБД РФ), реализуемой на платформе факультета почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова. Изложено современное состояние национальных баз данных по почвенным ресурсам и формирование на их основе международных информационных систем. Созданная информационная система состоит из трех разделов. Первый раздел включает разномасштабные почвенные карты и карты природных условий территории РФ. Второй раздел представлен природно-атрибутивной базой данных, в основе которой лежит почвенный разрез с сопутствующими аналитическими характеристиками. В третьем разделе с помощью программных средств собранная разносторонняя информация о почвенном покрове становится основой для моделирования пространственного распределения различных показателей, проведения расчетов в прикладных проектах для широкого круга пользователей.

Информационная система ПГБД РФ позиционируется как экспертно-аналитический центр, который выступает в качестве координатора и обеспечивает функционирование распределенной сети, а также разработку и распространение соответствующих международному уровню стандартов описания, хранения, представления почвенной информации и обмена данными за счет использования специализированных программ, адаптированных к региональным особенностям. Кроме того, предназначение центра — это осуществление связи между первичными цифровыми ресурсами природно-почвенной информации, локализованными в различных организациях, региональных центрах агрохимической службы, и федеральными ведомствами, аккумулирующими информацию, необходимую для принятия управленческих решений.

Впервые апробирована методика ФАО в рамках проекта по созданию Глобальных карт питательных веществ и их балансов (Global Soil Nutrient and Nutrient Budget Maps) для картографирования содержания гумуса в почвах на региональном уровне на примере Брянской области (РФ) с пространственным разрешением 250 м/пиксель. Карта создана в программной среде R с использованием материалов Агрохимслужбы за 2017–2022 гг., данных дистанционного зондирования Земли, общедоступных баз данных и почвенных карт. Для моделирования за точки пробоотбора были выбраны центроиды участков, с которых отбирались смешанные образцы Агрохимслужбой. Оценка значимости предикторов проведена при помощи алгоритма Boruta, используемого обычно как начальный этап для случайного леса. Создание картографической модели проводилось методом квантильной регрессии на основе случайного леса при помощи пакета caret. Коэффициент эффективности моделирования (МЕС) составил 55%, коэффициент детерминации (R2) — 0,57. Карта отражает актуальные сведения и может быть использована для мониторинга содержания органического вещества в почве и оценки состояния пахот ных почв Брянской области.

Проведен сравнительный количественный анализ масок пахотных земель Брянской области экспертным методом с использованием архива материалов дистанционного зондирования Земли Google Earth. Одна из масок с пространственным разрешением 250 м/пиксель экспортирована в рамках проекта ФАО GSNmap и является продуктом глобальной карты земельного покрова, предоставляемой службой Copernicus Global Land Service, основанной на спутниковых снимках PROBA-V. Вторая маска создана на базе глобальной карты почвенного покрова Land Use/Land Cover (LULC), основанной на спутниковых данных Sentinel-2, и экспортирована с пространственным разрешением 250 м/пиксель. Величина общей точности, рассчитанная на основании визуальной интерпретации 900 случайно выбранных земельных угодий Брянской области, для масок ФАО составила 88,11% для общей точности и индекс каппа 0,68, и LULC — 88,00% и 0,67 соответственно. Сравнительный анализ масок ФАО и LULC установил их сходство в 81%. Проведенное исследование свидетельствует о высокой достоверности масок пахотных земель Брянской области, основанных на спутниковых данных PROBA-V и Sentinel-2.