Lab
(HydroСПУТНИТ) Satellital Hydrogeology / Спутниковая гидрогеология
Institution: Saint Petersburg Mining University
About the lab
Group for the evaluation of hydrogeological resources with remote sensing technologies, geospatial data mining and modeling of hydrogeological systems.
/
Группа по оценке гидрогеологических ресурсов с помощью технологий дистанционного зондирования Земле, исследования геопространственных данных и моделирования гидрогеологических систем.
/
Группа по оценке гидрогеологических ресурсов с помощью технологий дистанционного зондирования Земле, исследования геопространственных данных и моделирования гидрогеологических систем.
Featured research (3)
Цифровая модель рельефа (ЦМР) - это вид трехмерной математической модели, содержащий информацию о рельефе местности. Калибровка ЦМР обеспечивает точность данных и является обязательным этапом предварительной обработки результатов построения модели. Инфильтрации воды тесно связан с поверхностными процессами, методика определения топографического индекса влажности (ТИВ) в настоящее время определена по ЦМР, поэтому целью данного исследования является построение линейной регрессионной модели корректировки значений ЦМР для расчета ТИВ и выявления участков местности, потенциально подверженных инфильтрации осадков в грунтовые воды в гидрографическом бассейне Ла-Яна. Анализ ЦМР выполнен в комплексах GLO_30, SRTM90_V4, SRTMGL1_003, MERIT_DEM_ v1_0_3 и AW3D30. Были оценены Средняя абсолютная ошибка, Средняя относительная ошибка и корень среднеквадратичной ошибки, в этом случае MERIT_GEM_ v1_0_3 показало самые низкие ошибки настройки. Были рассчитаны значения ТИВ, которые находятся в диапазоне от минимального 8,98 до максимального 21,72, группируя их в категории: низкого (8,98 < 13,23), среднего (13,23 < 17,48) и высокого (17,48 < 21,73), с 8,14%, 81,09% и 10,77% соответственно. Результаты расчета ТИВ подтверждают, что бассейн обладает хорошими условиями для процессов обмена почвенной влагой, из общей площади он имеет квалифицированного среднего потенциала и высокого потенциала, необходимо более эффективное управление районами с высоким потенциалом.
A digital elevation model (DEM) is a type of three-dimensional mathematical model containing information about terrain relief. DEM calibration ensures data accuracy and is an obligatory stage of pre-processing of model building results. Water infiltration is closely related to surface processes, the methodology for determining the topographic wetness index (TWI) is currently determined by DEM, so the purpose of this study is to build a linear regression model to adjust DEM values to calculate TIW and identify terrain areas potentially susceptible to sediment infiltration into groundwater in the La Jana hydrographic basin. DEMs were analyzed in GLO_30, SRTM90_V4, SRTMGL1_003, MERIT_DEM_ v1_0_3, and AW3D30. Mean absolute error, Mean relative error and root mean square error were evaluated, in this case MERIT_GEM_ v1_0_3 showed the lowest tuning errors. TWI values were calculated, which range from a minimum of 8.98 to a maximum of 21.72, grouping them into categories: low (8.98 < 13.23), medium (13.23 < 17.48) and high (17.48 < 21.73), with 8.14%, 81.09% and 10.77%, respectively. The results of TWI calculation confirm that the basin has good conditions for soil moisture exchange processes, out of the total area it has qualified medium potential and high potential, more effective management of high potential areas is needed.
The growing demand for food in the country has demanded an increase in agricultural production levels, and with it, the increase of irrigation systems. Among the most widespread are the central pivot systems, but their large number and variety makes difficult their optimal configuration, generating an overexploitation of the natural resources such as water, undermining the sustainability of agriculture and the country. For this reason, the objective of this research was to implement a software that allows to obtain the best configuration of these equipments, taking into account the crops characteristics, soil features and meteorological information, in order to ensure the maximal performance of these irrigation systems. As a result, a software solution was done, that is capable of performing the calculations such that the value of water delivered by the system is closer to the estimated needs for a crop in each of its phases. To prove this, an experimental study was carried out under field conditions at the Ciego de Avila agricultural enterprise La Cuba; It showed that, with the use of the software, there was a saving of up to 94,5% of the water previously misused. In addition, the quantity of water used allows the plant to be in better conditions to achieve its optimal performance. This solution presents as a benefit, an intuitive and minimalist interface showing the field information in real time.
RESUMEN La creciente demanda de alimentos en el país ha exigido un aumento de los niveles de producción agrícola y con ello, el incremento de los sistemas de riego. Entre los más difundidos se encuentran los de pivote central, pero su gran número y variedad hace difícil su configuración óptima, generando sobre explotación de recursos naturales como el agua y atentando contra la sostenibilidad de la agricultura y el país. Por tal motivo, el objetivo de la presente investigación fue implementar un software que permitiera obtener la configuración apropiada de estos equipos, utilizando información sobre el tipo de cultivo, las condiciones agroclimáticas de la región y del suelo, de manera que se obtuviera su máximo aprovechamiento. Como resultado se logró una aplicación capaz de realizar los cálculos, tal que el valor de agua entregada por el sistema se aproxime más a las necesidades estimadas para un cultivo en cada una de sus fases. Para demostrarlo se realizó un estudio experimental en condiciones de campo en la empresa agropecuaria La Cuba, de Ciego de Ávila; el mismo mostró que, con la utilización del software, hubo un ahorro de hasta un 94,5% del agua mal utilizada anteriormente. Además, el nivel de líquido aportado permite que el sembrado se encuentre en mejores condiciones de alcanzar su rendimiento óptimo. Como valor agregado, el software presenta una interfaz minimalista e intuitiva, que permite la visualización en tiempo real de la información del campo. Palabras clave: Agricultura sostenible, Software de configuración y control, Irrigación, Máquinas de pivote central