Из большинства программного обеспечения пригодного для ГИМ и содержащего обширный аппарат для манипулирования растровыми и векторными материалами, можно подобрать оптимальный состав средств в зависимости от целей и задач мониторинга. Учитывая разноплановый формат поступающих в результате мониторинга материалов вначале следует произвести инвентаризацию средств, а затем скомпоновать из них оптимальный состав.

При работе с растровыми данными необходимо обеспечить одновременную работу со многими изображениями, их преобразования, обработку, манипулирование с цветом, яркостью, масштабом, выборки и т.д.

При работе с векторными материалами важно иметь большие возможности для манипулирования с с точной, линейной полигонной информацией, штриховками, символами, слоями, их комбинациями, сочетаниями, а также ввода записью, удаления материалов.

Обязательно наличие возможностей работы с пространственными базами данных, разными технологиями их ввода, визуализации, просмотра.

Особые требования следует предъявлять к возможности ввода картографических материалов, их редактирования, нанесения условных знаков, загрузке и догрузке основы.

Наконец, программное обеспечение должно предусматривать возможности сопряжения растровых и векторных с базами данных.

Наиболее известные программные средства (Map Info, Arg Info, Arg View, IDRISI – относительно простые и Arg Cad, Auto Cad, ERDAS – относительно сложные) в большинстве своем позволяют выполнить упомянутые выше требования.

Технические средства следует рассматривать в нескольких аспектах: получение информации непосредственно в полевых условиях, аналитической обработки отобранных образцов и автоматизированной компьютерной обработки информации в камеральных условиях. Первый аспект из перечисленных требует наибольших усилий государства для кардинального изменения сложившейся ситуации. Ведь сегодня практически отсутствуют экспрессные полевые передвижные установки для изучения физических, химических, физико-химических и биологических свойств почв, нет возможности изучить непосредственно в поле состав и свойства твердой, жидкой и газообразных фаз.

Не менее сложна задача переоснащения аналитических лабораторий в высокопроизводительными современными приборами.

На рынке представлен широкий спектр такого рода технических средств: мощные мини-ЭВМ. Сегодня становится реальным их укомплектование пакетами прикладных программ, системами управления базами данных, средствами ввода информации, компьютерной графики и картографии.

Дистанционное зондирование

Данные дистанционного зондирования (ДЗ), гармонизированные с ГИС, -- еще одно перспективное направление совершенствование мониторинга земель. Возможности ДЗ для диагностики почв давно изучаются и могут рассматриваться как средство решения задач для ускорения оценок и вовлечения в одновременный анализ значительных территорий.

Спектральная отражательная способность почв является основой их диагностики с помощью ДЗ. Основной вклад в качественные характеристики спектра вносят: содержание органического вещества, грансостав, окислы железа, соли, влажность. Каталогизация спектров для разных условий, формализация зависимостей, автоматические компьютерные методы расчета и диагностики – все эти все эти задачи вполне решаемы.

 Сегодня стало очевидно, что разнообразные средства ДЗ (аэро-, фото, космическая съемки, и материалы телевизионного теплового, микроволнового, радиолокационного и др. видов сканирования), осуществленные сопряженно и на геоинформационной основе, создают благоприятные условия для получения разнообразной информации с высокой оперативностью, разрешающей способностью и в режиме реального времени.

Аэрофотосъемка широко используется в геологии, гидрологии, гидрографии, использовании лесов. В настоящее время накоплено большое количество снимков, различающихся по масштабу спектральной чувствительности, цветопередаче. Разработано много методов дешифрирования таких снимков и даже технология почвенного исследования с помощью материалов аэрофотосъемок. Установлено наиболее информативное время для съемок, оптимальные типы снимков. На аэрофотоснимках достаточно надежно устанавливаются макро- и мезорельеф, неоднородности почвенного покрова, эродированность, засоленность, солонцеватость, степень увлажнения, содержание гумуса, границы почвенных контуров. Все это хорошо дополняет информацию, полученную наземным способом.

Классификация:

- почва как целостный объект непосредственно на снимках не изображается, не изображается строение генетического профиля, не отображаются физические и химические свойства почвенных горизонтов, их мощность и другие характеристики. Даже поверхность почв большей частью закрыта для фотографирования. Только аэрофотоснимки распаханных полей, не покрытые растительностью, содержат непосредственное изображение поверхности почвы. Это не достаточно для определения ее вида и разновидности;

- дешифрирование почв по аэрофотоснимкам производится только косвенно, путем дешифрирования форм рельефа, растительности, геологического строения местности и результатов хозяйственной деятельности.

Таким образом, тон и цвет снимка, размеры и форма выдела, дополненные анализом компонентов ландшафта, также видимых на снимках, являются косвенными и не всегда надежными признаками дешифрирования почв.

Надежность дешифрирования аэрофотоснимков во многом зависит от знаний дешифровщика компонентов ландшафта и полноты сопровождающейся наземной информации.

Космическая съемка почвенного покрова осуществляется со спутников, летающих набольших высотах (свыше 100 км). Для съемки используются фото- и телекамеры, сканеры и радары. Получаемая средне-, мелко- и обзорная информация используется для разработки почвенных карт, либо отдельных их свойств (карта гумусового состояния).

Наибольшего развития достигли методология почвенного картирования по аэро- и космическим снимкам. При этом были реализованы возможности дешифрировать размеры, форму и границы объектов, их контрастность, тональность , цвет и др. характеристики. Анализ почвенных неоднородностей различного происхождения с помощью ЭВМ, способных различать в 2 – 3 раза больше тонов, чем человек, позволил получить разномасштабные почвенные карты, насыщенные разнообразной информацией. Особенного развития достиг математический, логический, статистический и программный аппарат дешифрирования изображения.

В настоящее время особой популярностью пользуется диагностика гумусового состояния почв с учетом ее гранулометрического состава. Индикация содержания гумуса в почве возможна по оптическим ее характеристикам.

Если же произвести в различных диапазонах спектра с учетом различных длин волн, а также добиться стандартных условий съемки, то получится относительно точная индикация содержания гумуса в почве.

Для этого созданы необходимые предпосылки:

- имеются данные гранулометрического состава;

- имеются региональные модели расчетных уравнений;

- имеются космические снимки в необходимой зоне электромагнитного спектра, автоматизированная обработка которых с учетом требований ГИС, не представляет особых трудностей;

- имеется определенный агрофон – пашня.

Другие виды съемок. Наиболее всего исследовано радиолокационное зондирование. Оно позволяет проследить неоднородности различного происхождения в почвенном профиле, связанные с составом, плотностью укладки компонентов почв, влажностью и др. Из указанных возможностей вытекает, что такие процессы как эрозия, переуплотнение, аридизация, гидроморфизация почв могут быть диагностированы с помощью многоканальной радиолокационной съемки, преимущество которой объясняется меньшей зависимостью от погодных условий, состояния агрофона, времени суток. Однако, в разрешающей способности радиолокация уступает другим видам ДЗ.

Преимущества лазерного, теплового, телевизионного, микроволнового зондирования при данных мониторинговых исследованиях изучены недостаточно.

В настоящее время в мире наиболее развит мониторинг с/х посевов. Например, в США функционируют две системы такого мониторинга – USDA и USAID FEWS NET. Подобные системы имеются в Европе, Китае, Австралии, Индии. и др.