Идентификация сельскохозяйственных культур с использованием радарных изображений

Одной из наиболее важных задач в практической сельскохозяйственной деятельности является идентификация сельскохозяйственных культур, произрастающих на отдельных полях в данный момент и ранее. Для снижения трудоемкости процесса идентификации в последние годы используются данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), в том числе значения индексов, рассчитываемые по ходу периода вегетации. При этом обработка оптических спутниковых снимков и получение достоверных значений индексов зачастую бывает затруднено из-за облачности во время съемки. Для решения этой проблемы в статье предложено использовать в качестве основного показателя, характеризующего сельскохозяйственную культуру, кривую сезонного хода радарного вегетационного индекса с двойной поляризацией (DpRVI). В период 2017-2020 гг. для идентификации культур на опытных полях Дальневосточного научно-исследовательского института сельского хозяйства (ДВ НИИСХ) было получено и обработано 48 радарных снимков Хабаровского муниципального района Хабаровского края со спутника Sentinel-1 (разрешение 22 м, интервал съемки − 12 дней). В качестве основных идентифицируемых культур выступали соя и овес. Также были добавлены пиксели полей, не занятых данными культурами (кормовые травы, заброшенные поля). Были получены ряды значений DpRVI как для отдельных пикселей и полей, так и аппроксимированные ряды для трех классов. Аппроксимация проводилась с использованием функции Гаусса, двойной логистической функции, квадратного и кубического полиномов. Установлено, что оптимальным алгоритмом аппроксимации является использование двойной логистической функции (средняя ошибка составила 4,6%). В среднем, ошибка аппроксимации индекса вегетации для сои не превышала 5%, для многолетних трав – 8,5%, а для овса – 11%. Для опытных полей общей площадью 303 га с известным севооборотом была проведена классификация взвешенным методом k ближайших соседей (обучающая выборка сформирована по данным 2017-2019 гг, тестовая -2020 г.). В результате верно идентифицировано 90% полей. Общая точность классификации по пикселям составила 73%, что позволило выявить несоответствие реальных границ полей заявленным, определить заброшенные и заболоченные участки. Таким образом, установлено, что индекс DpRVI может быть использован для идентификации сельскохозяйственных культур юга Дальнего Востока и служить основой для автоматического классифицирования пахотных земель

Mathematical modeling of the Parker’s instability development of large-scale vibrations of magnetic fields in the sun convective zone

Background and Objectives: The physical mechanism of the generation of a steady wave flow at the photospheric level is studied, which ensures anomalous heating of the solar atmosphere at various stages of the solar activity cycle. Background and Objectives: We study the conditions of stability loss for slow modes of oscillation at various depths of the convective zone and the development of Parker’s instability, which leads to the ejection of magnetic fields into the atmosphere of the Sun. Materials and Methods: Based on the conservative difference scheme, an algorithm for calculating the dynamics of a thin magnetic tube when moving in the convective zone and the solar atmosphere is presented. The equilibrium conditions of the position of the magnetic tube at various depths of the convective zone are determined. The types of linear oscillations of the tube near the equilibrium position were determined: fast (Alfven) and slow (varicose) waves. Results: The physical mechanism for generating weak shock waves at the photospheric level by emerging magnetic fields at the nonlinear stage of development (saturation) of Parker’s instability is determined. Conclusion: The results allow further detailed analysis of wave flow generation in the lower layers of the Sun’s atmosphere at various stages of the cycle activity

Yb,Er:glass Microlaser at 1.5 μm for optical fibre sensing: Development, characterization and noise reduction

A fiber-pumped single-frequency microchip erbium laser was developed and characterized with the aim of using it in coherent Optical Time Domain Reflectometry (OTDR) measurements and sensing. The laser is pumped by a fiber-coupled 976 nm laser diode and provides 8 mW TEM00 single-frequency output power at 1.54 μm wavelength, suitable for efficient coupling to optical fibers. The amplitude and phase noise of this 200 THz oscillator were experimentally investigated and a Relative Intensity Noise (RIN) control loop was developed providing 27 dB RIN peak reduction at the relaxation oscillation frequency of 800 kHz

The rs738409 (I148M) Variant of the PNPLA3 Gene and Type 2 Diabetes in Yakutia

The purpose of our research was to study the association of the PNPLA3 SNP rs738409 (C>G) with type 2 diabetes (T2D) in the Yakuts. The frequency distribution of alleles and genotypes of the PNPLA3 rs738409 SNP was in accordance with HWE. There were no statistically significant differences in the distribution of alleles and genotypes of the PNPLA3 SNP rs738409 (C>G) between T2D patients and non-T2D patients (P>0.05); the G allele and homozygous GG genotype prevailed in both groups. In T2D patients, a high frequency of the G allele (74.1%) was found, with a predominance of the GG genotype (58.5%). We also found that the mutant allele frequency is higher than in the studied populations of the world. Further studies with larger sample size are required to achieve sufficient statistical power to detect the association of the PNPLA3 SNP (rs738409 with the development of T2D in Yakut patients

Phenological shifts of abiotic events, producers and consumers across a continent

Ongoing climate change can shift organism phenology in ways that vary depending on species, habitats and climate factors studied. To probe for large-scale patterns in associated phenological change, we use 70,709 observations from six decades of systematic monitoring across the former Union of Soviet Socialist Republics. Among 110 phenological events related to plants, birds, insects, amphibians and fungi, we find a mosaic of change, defying simple predictions of earlier springs, later autumns and stronger changes at higher latitudes and elevations. Site mean temperature emerged as a strong predictor of local phenology, but the magnitude and direction of change varied with trophic level and the relative timing of an event. Beyond temperature-associated variation, we uncover high variation among both sites and years, with some sites being characterized by disproportionately long seasons and others by short ones. Our findings emphasize concerns regarding ecosystem integrity and highlight the difficulty of predicting climate change outcomes. The authors use systematic monitoring across the former USSR to investigate phenological changes across taxa. The long-term mean temperature of a site emerged as a strong predictor of phenological change, with further imprints of trophic level, event timing, site, year and biotic interactions.Peer reviewe