1. По сути было поставлено три вопроса.
1) Является ли NDVI показателем уровня деградации
Для ответа на этот вопрос я делал рисеч по статьям. Сформировалась база статей, в
которых NDVI описывается как один из параметров, по которым можно говорить о
деградации почв и земель.
Вот несколько источников:
Деградация почв определяется как долгосрочное ухудшение в
функционировании и продуктивности экосистемы и измеряется в терминах
первичной нетто-производительности. Дистанционно измеряемый
Нормализованный Дифференцированный Вегетационный Индекс (NDVI) используется
для приблизительной оценки; его отклонения от нормы могут служить индикатором
деградации или улучшения почвы, если учтены другие факторы (климат, почва,
рельеф и землепользование). Эффекты от дождя могут учитываться по эффективности
использования дождя (NDVI на миллиметры осадков) и остаточным тенденциям NDVI;
температурные эффекты – по эффективности использования энергии (выводимой из
ежегодной суммы температур). Перевод NDVI в термины первичной нетто-
продуктивности позволяет провести экономическую оценку; на деградацию земли
указывает понижающая тенденция первичной нетто-продуктивности с поправкой на
климат, а на улучшение – повышающая.
Источник: (Глобальная оценка деградации и улучшения земель (Global Assessment of Land
Degradation and Improvement) ФАО) (http://pandia.ru/text/78/308/82542-6.php)
ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ ДЕГРАДИРОВАННЫХ ПОЧВ АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук
Кривальцевич Сергей Викторович
При этомследуетотметитьцелесообразностьиспользо- ванияв условиях почвенной
эрозиистепных ландшафтовюга Украиныдля картированиярастительногопокроване
стандартногонормализованноговегетационногоиндекса(NDVI),амодифицированного
почвенно-скорректированноговегетационногоиндекса(MSAVI) Fv,которыйможетбыть
рассчитан по формуле Источинк:Дистанционнаяоценкарискадеградацииземельс
использованиемкосмических снимкови геопространственногомоделирования М.А.
Попов,С. А. Станкевич,А.А.Козловаhttp://www.dopovidi.nas.gov.ua/2012-06/12-06-16.pdf
ЭКСПЕРТНАЯ ОЦЕНКА ДЕГРАДАЦИИ СТЕПНЫХПОЧВПузаченкоЮ.Г. Институтпроблем
экологиии эволюцииим.А.Н.СеверцоваРАН
Источник:
http://2sc.unccd.int/fileadmin/unccd/upload/documents/Background_documents/Background_
Paper_Russian_FINAL.pdf
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ДЕГРАДАЦИИПОЧВЫНА ОСНОВЕ ДАННЫХ
ДОЛГОСРОЧНЫХНАБЛЮДЕНИЙ РихтерА.А.ШахраманьянМ.А.КазарянМ.Л. Мурынин А.Б.
С использованием космических изображений возможно изучение различных форм деградации
почв. Одним из главных признаков деградации почв является уменьшение их репродуктивности.
В работе исследована технологическая деградация почвы, как наиболее актуальная ее форма.
На основе космических данных рассчитаны различные вегетационные индексы и индексы
подстилающей поверхности за тридцатилетний период наблюдений. Разработан метод оценки
степени деградации почв, базирующийся на вегетационных индексах и индексах подстилающей
поверхности. Идея методики состоит в оценке реакции растительности на внешние факторы на
примере температуры окружающей среды как природного и необходимого для
жизнедеятельности условия. Расчет степени деградации почв проводится для участков
интенсивного антропогенного воздействия. Особое внимание уделяется исследованию такой
формы деградации, как замусоривание территорий. В рамках этой задачи были проведены
расчеты по тестовым объектам захоронения отходов Московской области.Источник:
http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=37698
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ГЕОПРОСТРАНСТВЕННОГОАНАЛИЗА ДЕГРАДАЦИИ ЛЕСНОЙ
РАСТИТЕЛЬНОСТИ ПОГИПЕРСПЕКТРАЛЬНЫМДАННЫМДИСТАНЦИОННОГОАВТОРЕФЕРАТ
диссертациина соискание ученойстепеникандидататехнических наукМИТРОФАНОВ
ЕВГЕНИЙ МИХАЙЛОВИЧИсточник:
http://www.miigaik.ru/nauka/dissertacionyy_sovet/zasedaniya/20131125142611-3528.pdf
МониторингземельМалоузенскойсистемылиманногоорошения Саратовский
государственныйаграрныйуниверситетимениН.И.Вавилова,г.Саратов Топильский
Антон,молодойспециалистНаучныйруководитель:ТуктаровБари Искяндярович,Д.с.-
х.н,профессор. http://ify2011.ulstu.ru/sites/default/files/Topilskiy_A.pdf
ИСПОЛЬЗОВАНИЕВРЕМЕННЫХ РЯДОВВЕГЕТАЦИОННОГОИНДЕКСА NDVIДЛЯ
МОНИТОРИНГА РАСТИТЕЛЬНОГОПОКРОВА СТЕПНОЙ ЗОНЫ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ Авторы
МихайловН. Н. МихайловаЛ. А. ХарламоваН. Ф. ЛхагвасурэнЧ. Журнал Научные
ведомостиБелгородскогогосударственногоуниверситета.Серия:Естественныенауки
http://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-vremennyh-ryadov-vegetatsionnogo-indeksa-ndvi-
dlya-monitoringa-rastitelnogo-pokrova-stepnoy-zony-zapadnoy-sibiri
Land DegradationAssessmentUsingResidual TrendAnalysisof GIMMS NDVI3g,Soil Moisture
and Rainfall inSub-SaharanWestAfricafrom1982 to 2012 Yahaya Z. Ibrahim1,*, HeikoBalzter
1,†, Jörg Kaduk1,† and ComptonJ.Tucker
AreasaffectedbylanddegradationinSub-SaharanWestAfricabetween1982 and2012 are
identifiedusingtime-seriesanalysisof vegetationindexdataderivedfromsatellites.The
residual trend(RESTREND) of aNormalizedDifference VegetationIndex (NDVI) time-seriesis
definedasthe fractionof the difference betweenthe observedNDVIandthe NDVIpredicted
fromclimate data.It has beenwidelyusedtostudydesertificationandotherformsof land
degradationindrylands.The methodworksonthe assumptionthatanegative trendof
vegetationphotosyntheticcapacityisan indicationof landdegradationif itisindependentfrom
climate variability.Inthe past,manyscientistsdependedonrainfall dataasthe major climatic
factor controllingvegetationproductivityindrylandswhenapplyingthe RESTRENDmethod.
Источник:file:///C:/Users/2/Downloads/remotesensing-07-05471-v2.pdf
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛЛАНДШАФТА И КОСМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ
http://csr.spbu.ru/pub/3/Ch4.pdf
Деградацияземельимеетмногоопределений(см.Winslow etal.,2004).Наиболее
последнее представлениеобэтомпонятиисфокусированона определенииегозначенияс
точкизрения продуктивности,всоответствиис которымпонятие «деградация» сопряжено
3. с понятием«убывающейпродуктивности». http://cac-program.org/files/sacac/SACAC-
01_research-prospectus_rus.pdf
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ИНДЕКСА ВЕГЕТАЦИИ (NDVI) ДЛЯОПРЕДЕЛЕНИЯБИОЛОГИЧЕСКОЙ
ПРОДУКТИВНОСТИ ФИТОЦЕНОЗОВАРИДНОЙ ЗОНЫНА ПРИМЕРЕ РЕГИОНА ЧЕРНЫЕ ЗЕМЛИ
http://ichbe.sgu.ru/sites/ichbe.sgu.ru/files/opyt_primeneniya_indeksa_vegetacii_ndvi.pdf
В определенноймере индикаторамиоголенно- стиландшафтногопокроватакже могут
служитьвегетационные индексы(NDVI,SAVI,EVIит.д.),отрицательные значениякоторых
соответствуютоткрытымучасткамповерхностииводоемам
http://www.ssc.smr.ru/media/journals/izvestia/2013/2013_3_2341_2345.pdf
МЕТОДИКА КОМПЛЕКСНОЙ ДИАГНОСТИКИ АНТРОПОГЕННОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ОСОБО
ОХРАНЯЕМЫХ ПРИРОДНЫХТЕРРИТОРИЙ Д.Н.Андреев1http://www.geo-
vestnik.psu.ru/files/vest/351_Andreev.pdf
ПАСТБИЩНАЯДИГРЕССИЯВ СТЕПЯХ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ МОНГОЛИИ
http://www.csbg.nsc.ru/uploads/dissertation/2016/Urtnasan.pdf
http://volgniigim.ru/Reklama/metod_ukaz_po_primeneniju_distanc_metodov.pdf
ДокладКуста Г.С. http://www.slideshare.net/LandDegradation/ss-47111995
Исследование трансформациирастительностиврайонах Тазовскогополуостровапо
данным космическойсъемкиС.Г. Корниенко,кандидаттехнических наукК.И.Якубсон,
кандидат технических наукИнститутпроблемнефтиигаза РАН
http://www.ibrae.ac.ru/docs/4/46-57.pdf
Современные концепциидистанционногозондирования http://www.bestreferat.ru/referat-
288308.html
Trendanalysisof MODIS NDVItime seriesfordetectinglanddegradationandregenerationin
Mongoliahttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140196314001797
http://www.isric.org/isric/webdocs/docs/ISRIC_Report_2006_01.pdf
MappingLand DegradationPatternsUsingNDVIasa Proxy
http://www.tropentag.de/2012/abstracts/links/Waswa_NZzG0JcS.pdf
NDVIas indicatorof degradation http://www.fao.org/docrep/015/i2560e/i2560e07.pdf
The use of the NormalizedDifference VegetationIndex (NDVI) toassesslanddegradationat
multiple scales:areviewof the currentstatus,future trends,andpractical considerations
http://www.stapgef.org/stap/wp-content/uploads/2015/05/Final-report-The-use-of-NDVI-to-
assess-land-degradation-G.-Yengoh-et-al..pdf
Land DegradationandRiskMappingin Turkey(TULADA)
http://www.profor.info/sites/profor.info/files/docs/Tukery-landdegradation.pdf
Assessingthe effectsof human-inducedlanddegradationinthe formerhomelandsof northern
SouthAfricawitha 1 km AVHRRNDVItime-series
http://gea.unsl.edu.ar/Degradacion/wessels%20et%20al%20-
%20degradation%20and%20NDVI%20in%20South%20Africa%20-%20RSE.pdf
Trendanalysisof MODIS NDVItime seriesfordetectinglanddegradationandregenerationin
Mongolia
https://www.researchgate.net/publication/266221527_Trend_analysis_of_MODIS_NDVI_time_
series_for_detecting_land_degradation_and_regeneration_in_Mongolia
Assessingthe effectsof human-inducedlanddegradationinthe formerhomelandsof northern
SouthAfricawitha 1 km AVHRRNDVItime-series
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425704000653
Seasonal andlong-termvegetationdynamicsfrom1-kmGIMMS-basedNDVItime seriesatMt.
Kilimanjaro http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425716301006
4. An evaluationof time-seriessmoothingalgorithmsforland-coverclassificationsusingMODIS-
NDVImulti-temporal data
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425715302443
Temporal changesof NDVIforqualitative environmental assessmentof mangroves:Shrimp
farmingimpacton the healthdecline of the aridmangrovesinthe Gulf of California(1990–2010)
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140196315300744
Remote sensingof vegetationdynamicsindrylands:Evaluatingvegetationoptical depth(VOD)
usingAVHRRNDVIand insitugreenbiomassdataoverWestAfricanSahel
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425716300852
MODIS NDVIbasedmetricsimprove habitatsuitabilitymodellinginfragmentedpatchy
floodplains http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352938515000099
Systemdynamicsmodelingof the influence of the TN/TPconcentrationsinsocioeconomicwater
on NDVIinshallowlakes
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925857414002833
The use of time-integratedNOAA NDVIdataandrainfall toassesslandscape degradationinthe
arid shrublandof WesternAustralia
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425702001992
Assessingthe effectsof human-inducedlanddegradationinthe formerhomelandsof northern
SouthAfricawitha 1 km AVHRRNDVItime-series
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425704000653
Human-inducedvegetationdegradationandresponseof soil nitrogenstorage intypical steppes
inInnerMongolia,China
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140196315300215
Hotspotsof human-inducedbiomassproductivitydecline andtheirsocial–ecological types
towardsupportingnational policyandlocal studiesoncombatinglanddegradation
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921818114001398
Human-inducedgrasslanddegradation/restorationinthe central TibetanPlateau:The effectsof
ecological protectionandrestorationprojects
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925857415300835
Limitsto detectabilityof landdegradationbytrendanalysisof vegetationindexdata
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425712002581
Chapter11.3 – Land DegradationinRangelandEcosystems
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780123948472000176
Discriminationbetweenclimate andhuman-induceddrylanddegradation
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140196303001216
Quantificationof abovegroundrangelandproductivityandanthropogenicdegradationonthe
ArabianPeninsulausingLandsatimageryandfieldinventorydata
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425710002890
Dynamicof grasslandvegetationdegradationanditsquantitativeassessmentinthe northwest
Chinahttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1146609X13002002
Can human-inducedlanddegradationbe distinguishedfromthe effectsof rainfall variability?A
case studyinSouthAfrica
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014019630600190X
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S187802961300352
6
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001670611630013
9. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003442571300447
1
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030324341400224
4
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003442571630013
X
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030324341300080
9
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030324341500003
3
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014019631100391
0
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S187802961630005
6
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003442571300022
9
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003442570400065
3
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014019631400179
7
По результатам, из этих статей были сделаныследующие выводы:
Существуют подходы позволяющие использовать индекс NDVI в качестве
показателя дегардации почв и земель.
Чаще всего использует NDVI3g, для нашей территории целесообразнее
использовать данные программы MODIS
Данный подход применим только внутри одного типа использования земель
(Land Use Cover Classification)
При учете изменения индекса NDVI в качестве количественной характеристики
дегарадции, следует вводить поправки на различные сторонние источники
соответствующего спектральногоизлучения, например atmospheric fertilizers.
10. При использовании данного подхода стоит учитывать флуктуационные
природные колебания, а также другие природные циклы, которые могут
оказывать весомое влияние (до 10-15%) на индекс NDVI
Для анализа целесообразно проводить внутригодовое усреднение снимком в
бесснежные периоды, по максимально большому количеству снимков.
Соответственно, что было сделано после этого:
Отобранны космоснимки MODIS для южных регионов России
(Волгоградская область, Ростовская область, Саратовская область,
Воронежская облатсь, Астраханская область, республика Калмыкия), по 2
снимка в каждом месяце с мая по октябрь, за 2007 и 2014 года.
Было проведено внутригодовое усреднение по снимкам.
К данным NDVI были добавленны пространственные данные рельефа,
осадков и температуры по данным радарной съемки территории.
На этом этапе мы провели анализ из пункта 2 (насколько сильно
измененеие NDVI связано с этими факторами)
Значение изменения NDVI точек нормально распределены.
Соответственно мы применили регрессионный анализ, для выявления
взаимосвязей.
2) Связаны ли изменения NDVI с климатическим фактором и фактором
рельефа?
Nodes Importance Importance V4 V5
perc_transformed 0.0905 0,0905 perc 0,0905
alt_transformed 0.3693 0,3693 alt 0,3693
tmax_transformed 0.5402 0,5402 tmax 0,5402
Correlations
ndvi alt perc tmax
ndvi Pearson Correlation 1 -,074**
-,031**
,171**
Sig. (2-tailed) ,000 ,000 ,000
N 774282 774282 774282 774282
alt Pearson Correlation -,074**
1 ,446**
-,734**
Sig. (2-tailed) ,000 ,000 ,000
N 774282 774282 774282 774282
perc Pearson Correlation -,031**
,446**
1 -,594**
Sig. (2-tailed) ,000 ,000 ,000
N 774282 774282 774282 774282
tmax Pearson Correlation ,171**
-,734**
-,594**
1
Sig. (2-tailed) ,000 ,000 ,000
11. N 774282 774282 774282 774282
**. Correlation is significantatthe 0.01 level (2-tailed).
Model Summary
Model R R Square
Adjusted R
Square
Std. Error of the
Estimate
1 ,206a
,043 ,043 487,719
a. Predictors:(Constant), tmax, perc, alt
ANOVAa
Model Sum of Squares df Mean Square F Sig.
1 Regression 8176166660,15
9
3
2725388886,72
0
11457,482 ,000b
Residual 184177346408,
613
774278 237869,791
Total 192353513068,
772
774281
a. DependentVariable:ndvi
b. Predictors:(Constant),tmax, perc, alt
Coefficientsa
Model
Unstandardized Coefficients
Standardized
Coefficients
t Sig.B Std. Error Beta
1 (Constant) -4675,083 19,956 -234,268 ,000
alt ,802 ,012 ,110 67,027 ,000
perc 10,919 ,141 ,107 77,515 ,000
tmax 27,146 ,157 ,315 173,052 ,000
a. DependentVariable:ndvi
По результатам были сделаны следующиевыводы:
Вклад климатического фактора и фактора рельефа в изменение индекса NDVI не
значителен, или не был выявлен при таком подходе.
Наибольшую корреляцию, как и наибольшие коэффицент бета регрессии
соответствует параметру максимальная температура в точке.
Соответственно, что было сделано после этого:
12. Далее была проведена корректировка LUCC карт из базы данных OSM по
снимкам LandSat для выявления, и удаления из анализа территорий с
измененным землепользованием.
Оставшиеся точки были разделены на две группы – там где изменение
индекса составило менее 15% в меньшую сторону, или произошло
увеличение значения индекса, считались недеградированными.
Далее, была определена доля деградированных земель внутри каждого
муниципального района.
Далее это значение было сопоставлено с изменением социальных,
экономических и демографических данных, по информации федеральной
статистики по муниципальным районам, между 2014 и 2007 годом.
3) Связано ли изменение NDVI с социальными,
демографическими и экономическими факторами?
В приложении Ecxel с данными:
1) Во вкладке словарь– там общий наборпеременных,которыеможновключатьванализ.
Их получилосьслишкоммного,и я даже не знаю что выбрать. А также расшифровка
используемых мнойаббревиатур.
2) Если у вас установленпакетанализаданных в excel, выможете вовкладке «Модель»
подобратьлюбые интересующие параметры(тамвыбираетеивсе само заполняетсяв
нужномпорядке,где выделеножелтым)
3) Во вкладке «Корреляция» корреляционнаяматрицамеждувсемипараметрамимежду
собой.
4) Во вкладке «Корреляциятолькодег» - я выбрал толькокорреляционныйстолбецдлядоли
деградированных земель,иотранжировал поубыванию.Выдержканиже:
По результатам были сделаны следующиевыводы:
Выводы я честно говоря еще не делал. Надо бы обсудить вместе.
