УДК 332.37

МОНИТОРИНГ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ПО СПУТНИКОВЫМ ДАННЫМ SENTINEL-2 НА ПРИМЕРЕ РАЙОНА РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ 

MONITORING OF THE USE OF THE ROSTOV REGION AGRICULTURAL LAND BY THE SENTINEL-2 SATELLITE DATA

Вишнякова Мария Александровна, ФГБОУ ВО «Государственный университет по землеустройству» (105064 Россия, г. Москва, ул. Казакова., д. 15)

Сыч Мария Ивановна, ФГБОУ ВО «Государственный университет по землеустройству» (105064 Россия, г. Москва, ул. Казакова., д. 15) 

Vishnyakova M.A., mariaisme@mail.ru

Sych M.I., sychmascha@yandex.ru

Аннотация. В статье рассматривается мониторинг земель в целях предотвращения опасных социальных и экономических последствий, вызванных неправильным использованием земель. В ходе исследования определяется возможность использования Sentinel-2 для мониторинга использования сельскохозяйственных земель на примере участка в Ростовской области. Для достижения указанной цели производится анализ публичной кадастровой карты, а также определяется индекс NDVI и отслеживается его сезонная динамика. Возможности Sentinel-2 достаточно обширны и позволяют применять его при оценке рациональности использования сельскохозяйственных земель. 

Summary. The article deals with land monitoring in order to prevent dangerous social and economic consequences caused by improper use of land. The study finds the possibility of using Sentinel-2 for monitoring the use of agricultural land based on the analysis of a site in the Rostov region. To achieve this goal, the public cadastral map is analyzed, and the NDVI index is determined and its seasonal dynamics is monitored. The capabilities of the Sentinel-2 satellite are quite extensive and allow it to be used in assessing the rational use of agricultural land.

Ключевые слова: земля, землепользование, мониторинг земель, Sentinel-2, показатель NDVI, публичная кадастровая карта.

Keywords: land, land use, land monitoring, the NDVI index, public cadastral map. 

Земля – один из важнейших компонентов окружающей среды, важнейший природный ресурс, на протяжении всей истории используемый людьми для удовлетворения разнообразных потребностей – размещения жилых и производственных объектов, ведения сельского хозяйства, получения доступа к другим природным объектам.

В России, как и во всех странах, земли являются неизменным ресурсом удовлетворения жизненно важных потребностей. В данный момент стоит необходимость создать такой регламент, при котором хозяйственное использование земельных угодий, удовлетворение всех общественных запросов не будут вести к снижению полезных качеств земли, их деградации, уменьшению площадей и, как результат, вызывать опасные социальные и экономические последствия и угрозу устойчивому развитию общества.

В решении данной задачи главная роль возлагается на мониторинг земель.

Мониторинг земель – это система наблюдений за состоянием земельных ресурсов для своевременного определения изменений, их оценки, прогнозов, предупреждения и устранения последствий негативных изменений. Объектами государственного мониторинга земель являются все земли в Российской Федерации. В зависимости от целей наблюдения и наблюдаемой территории государственный мониторинг земель может быть федеральным, региональным и местным. Государственный мониторинг земель проводится по регламентам федеральных, региональных и местных программ. Регламент государственного мониторинга земель устанавливается Правительством Российской Федерации.

Новизна выбранной темы заключается в том, что был выбран участок на юге России, а именно в Ростовской области. В ходе исследования берутся данные именно Sentinel-2, а обычно для подобных исследований мониторинга земель использовались данные MODIS для среднего разрешения. Преимущество его в том, что данные обновляются каждый день, но разрешение 250 метров. Это не всегда подходит. Для целей, которые были поставлены в исследовании достаточно новых данных Sentinel-2 с более высоким разрешением, данные которого поступают каждые 5-10 дней. Sentinel-2 доступен бесплатно, можно легко и быстро скачать в интернете, что ощутимо упрощает работу.

Мониторинг земель, а именно мониторинг выбранного тестового участка Ростовской области, необходимо проводить еще чаще. Многие земли без установленных категорий земель используются, а это нарушает закон: Федеральный закон от 24 июля 2002 г. N 101-ФЗ «Об обороте земель сельскохозяйственного назначения».

Данная тема исследования имеет свою актуальность в настоящий момент потому, что по кадастровой карте не всегда понятно, каким образом используются те или иные земли. Однако, в связи с новым законом это принимает особое значение. Поскольку неиспользуемые земли планируется изымать у собственника. Проведя исследование на примере территории Ростовской области, необходимо проанализировать их рациональное использование и предложить свои варианты работ с неиспользуемыми земельными участками.

Цель исследования: определить возможность использования Sentinel-2 для мониторинга использования сельскохозяйственных земель на примере участка в Ростовской области.

Проанализировав 53 участка Ростовской области, можно отметить, что половина из них без установленной категории земель (рисунок 1). Согласно приказу Федеральной службы земельного кадастра от 15.06.2001 № П/119, пункт 6.2.13 говорит о том, что, если категорию земли невозможно определить, то в документах Государственного кадастра недвижимости отмечают, что она не установлена. Подразумевается, что явление это временное, так как в соответствии с ФЗ 172 все земли должны иметь свою категорию.

В ст.8 и ст.14 ФЗ 172 определяется порядок отнесения и перевода в категорию. Если категория не установлена – это значит, что участок не имеет назначения и ВРИ, поэтому до определения целевого использования не разрешено использовать эту землю. Нельзя заключать сделки, оформлять правоустанавливающие документы. Запрещено и непосредственное использование участка: строительство, фермерство, другая деятельность. На деле такие участки умудряются продавать, используя различные уловки. Единственный выход – добиться присвоения участку нужной категории. Процесс этот трудный и зависит от множества факторов.

В соответствии со ст. 103 ЗК РФ в случае отсутствия принадлежности участка, его относят в категорию земель запаса. Практически все участки отличаются границами на снимке и Публичной Кадастровой Карте. Более 20 участков относятся к сельскохозяйственной категории земель. Имеются участки, относящиеся к категории земель: «Земли промышленности, энергетики, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики, земли для обеспечения космической деятельности, земли обороны, безопасности и земли иного специального назначения.»

Показатель NDVI посевов может быть оценен в разных масштабах: от обследования малой делянки посева с помощью портативных приборов до оценки растительности на региональном уровне с применением дистанционного зондирования.

Если NDVI ниже 0,15 — вероятно, на участке все растения погибли. Обычно такие показатели соответствуют вспаханной почве без вегетации. Данного показателя за 2016 и 2018 год не наблюдалось, что в свою очередь говорит о том, что на полях скорее всего находилась какая-то растительность.

0,15−0,2 результаты — тоже низкий показатель. Это может говорить о том, что растения вошли в зимовку на ранней фенологической фазе, до кущения. Такой показатель за 2016 и 2018 год наблюдался только в апреле. Также такой показатель может наблюдаться и для открытой поверхности почвы.

0,2−0,3 — относительно хороший показатель. Вероятно, растения успели войти в фазу кущения и возобновляют вегетацию. Полей с этим показателем достаточно много.

0,3−0,5 — хороший показатель. Высокие значения NDVI могут говорить о том, что растения ушли на зимовку на поздней стадии развития.

Выше 0,5 — аномальный показатель после зимовки.

Вывод такой — если вы видите аномально низкие или аномально высокие значения NDVI, то есть те, которые сильно отличаются от показателей всего поля, то необходимо проверять этот участок.

В середине сезона по индексу NDVI можно понять, как развиваются растения на поле. Если значения индекса средние и высокие (0,5−0,85), как имеются в исследовании по Ростовской области Красносулинского и Каменского района, то, вероятнее всего, на участке растения развиваются хорошо. Если индекс низкий — похоже, на участке растениям чего-то не хватает, например, влаги или питательных элементов.

В конце сезона по индексу NDVI можно определять, какие поля готовы к уборке урожая — чем ниже индекс, тем ближе к созреванию участок поля. Оптимальное значение индекса в таком случае — 0,3−0,35. Поля и с данным индексом также встречаются на тестовом участке в основном, в конце вегетационного периода.

Пример результатов NDVI за 08.04.2016 года, представлен на рисунке 2.

Таким образом, на Публичной Кадастровой Карте (ПКК) не всегда содержится нужная и корректная информация. При этом основными причинами ошибок на ПКК являются:

• Отсутствие регистрации;
• Давно было проведено межевание и по устаревшему законодательству;
• Недавно проведено межевание;
• Межевание никогда не проводилось;
• Отсутствует разграничение;
• Технические ошибки ЕГРН.

Похожая ситуация, скорее всего, наблюдается и на региональном и на местном уровнях. Что затрудняет контроль за использованием земель сельскохозяйственного назначения. В то же время длительное неиспользование земель или использование земель неустановленной категории может привести к их изъятию у собственника. Поэтому необходимо выявлять земли, потенциально попадающие под изъятия и помещать эту информацию в открытом доступе. 

1. Проведя анализ Публичной Кадастровой Карты, было обнаружено отсутствие информации для тестового участка Ростовской области, 36 % исследуемого участка используется без установленной категории земель, 49 % земли заняты под сельскохозяйственное назначение, 6% земель отведено на населенные пункты и 9% под промышленность.
2. По результатам анализа сезонной динамики NDVI было определено, что 29% полей за 2016 и 2018 год вообще не использовалось, 49% использовалось только в один год, а 23% было использовано в оба года.
3. При сравнении результатов анализа Публичной Кадастровой Карты и сезонной динамики NDVI, было выявлено 15 полей 28%, которые не использовались в 2016 и в 2018 году. Но только 4 из них без установленной категории земель, все остальные поставлены на учет (рисунок 3.16). Эти поля могут быть потенциально изъяты из-за нерационального использования земель Ростовской области. Из оставшихся 38 полей 14 используются, но их категория на Публичной Кадастровой Карте не установлена.

Возможности Sentinel-2 позволяют применять его при оценке рационального использования сельскохозяйственных земель, при этом Росреестру необходимо своевременно проверять данные на Публичной Кадастровой Карте. Sentinel-2 обладает высокой частотой сьемки, но и это не всегда помогало скачать снимки за весь вегетационный период из-за высокой облачности, поэтому в 2016 году было проанализировано 4 снимка, а в 2018 году 5 снимков. 

Литература

1 «Земельный кодекс Российской Федерации» от 25.10.2001 N 136-ФЗ

2. Федеральный закон от 16 июля 1998 г. N 101-ФЗ «О государственном регулировании обеспечения плодородия земель сельскохозяйственного назначения»
3. Федеральный закон от 24 июля 2002 г. N 101-ФЗ «Об обороте земель сельскохозяйственного назначения»
4. № 101-ФЗ, статья 6. Использование земель сельскохозяйственного назначения
5. Доклад о состоянии и использовании земель сельскохозяйственного назначения Российской Федерации в 2016 году. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2018. 240 с.
6. Schrijver R., Poppe K., Daheim C. Precision agriculture and the future of farming in Europe // Scientific Foresight Study. Brussels, EuropeanUnion, 2016. 38.
7. Hmiminaa G. et al. Evaluation of the potential of MODIS satellite data to predict vegetation phenology in different biomes: An investigation using ground-based NDVI measurements // Remote Sensing of Environment. Vol. 132. 2013. pp. 145–158. https://doi.org/10.1016/j.rse.2013.01.010.
8. Jiang Z., Huete A. R., Chen J., Chen Y., Li J., Yan G., Zhang X. Analysis of NDVI and scaled difference vegetation index retrievals of vegetation fraction // Remote Sensing of Environment.2006. Vol. 101. pp. 366–378.