Математичне моделювання врожайності олійних культур на Півдні України за даними аерокосмічного моніторингу

Анотація

Мета. Розробити математичні моделі врожайності основних олійних культур, вирощуваних на Півдні України, з використанням даних аерокосмічного моніторингу їх посівів. Оцінити достовірність і точність моделей, визначити лімітувальні фактори та можливості їх науково­практичного використання. Методи. Дослідження виконано з використанням даних середньомісячної величини нормалізованого диференційного вегетаційного індексу (НДВІ) за 2021–2022 рр. для посівів олійних культур (ріпаку озимого та соняшнику), розташованих на Півдні України (у Херсонській, Одеській, Миколаївській, Запорізькій, Дніпропетровській, Кіровоградській областях). Дані супутникового моніторингу отримано на платформі GIMMS Global Agricultural Monitoring System, NASA. Використано знімки Terra MODIS NDVI у поєднанні з маскою посівів культур GDA Crop Specific Masks. Математичну обробку результатів і побудову моделей здійснювали за алгоритмами лінійної регресії, достовірність і точність моделей оцінювали за показниками F­ та P­статистики. Побудову моделей, графічну роботу виконували в Python 3.13. Результати. Розроблено регресійні моделі врожаю ріпаку озимого та соняшнику за величиною НДВІ. Установлено, що вони мають високу адекватність (коефіцієнт детермінації для ріпаку озимого — 0,61, соняшнику — 0,70) і точність (середня абсолютна похибка для ріпаку озимого — 0,13 т/га, або 5,6%, для соняшнику — 0,16, або 7,8%. Проте варто зазначити, що, попри високу точність, моделі мають лімітоване практичне значення, оскільки деталізована статистична оцінка підтверджує недостатній рівень математичної надійності моделі для ріпаку озимого (P­статистика для моделі ріпаку озимого — 0,13, соняшнику — 0,007 за мінімально необхідного рівня P < 0,05). Висновки. За параметрами сезонної динаміки величини супутникового НДВІ розроблено математичні моделі врожайності основних олійних культур, вирощуваних на Півдні України. Вони мають високу адекватність і точність, проте модель для ріпаку озимого має суто теоретичне значення через недостатній рівень надійності передбачень.