Содержание
Введение …………………………………………………………………….. 3
Основные особенности лесотаксационного дешифрирования космических снимков ……………………………………………………... 5
Литература …………………………………………………………………. 11
Введение
Дешифрирование космических снимков - чтение, расшифровка, интерпретация фотографических и телевизионных снимков, выполненных в различных интервалах видимой зоны спектра и инфракрасных (ИК) снимков в диапазоне 1,8-14 ммк. Съемка из космоса производится с пилотируемых космических кораблей и автоматических станций на высотах от 150 до 1000 км с околоземных орбит и на значительно более удаленных расстояниях с космических кораблей и аппаратов, предназначенных для изучения других планет, например "Зонд", "Аполлон" и др. Разрешение на местности для фотографических снимков колеблется от 40 до 300 м и более, при разрешающей способности снимков для объектов среднего контраста от 20 до 30 мм. Разрешение на местности телевизионных снимков значительно ниже, оно составляет в среднем 1-3 км. Пространственное разрешение ИК снимков составляет 10-15 км при чувствительности к температурным перепадам от ± 1 до ± 10°.
Вследствие разнообразия информации, которую содержат космические снимки, применяется специализированное дешифрирование космических снимков: геологическое, океанографическое, гидрологическое, географическое и др. Масштабы снимков, используемых для геологического дешифрирования, различны: от 10-6 до 10-8. В зависимости от масштаба съемки, площадь местности, охватываемая одним кадром, изменяется от нескольких тысяч км 2 до целых континентов. Дешифрирование космических снимков производится визуально по контактным и увеличенным снимкам и инструментальным способом. В последнем случае используются как простые стереоскопы, так и универсальные стереофотограмметрические приборы. Признаки, используемые при дешифрировании космических снимков, в основном те же, что и при дешифрировании аэрофотоснимков. Различия заключаются в том, что на космических снимках происходит генерализация и уменьшение детальности изображения объектов, интеграция отдельных черт строения в крупные системы, видимые на космических снимках, но не улавливаемые на аэрофотоснимках.
Основные особенности лесотаксационного дешифрирования космических снимков
Для применения в практике лесного хозяйства в настоящее время доступны космические сканерные снимки сверхвысокого (менее 1 м), очень высокого (1-10 м), высокого (10-40 м), среднего (150 м) и низкого (1 км) пространственного разрешения, получаемые в различных спектральных зонах.
Для лесотаксационного дешифрирования используют снимки сверхвысокого, очень высокого и высокого разрешения.
Снимки низкого и среднего разрешения применяют в охране лесов от пожаров, а также для обобщенного мелкомасштабного картографирования. По их данным дешифрируют границы ландшафтов и местностей, их основные элементы, выделяют площади с растительностью, не покрытые лесом и нелесные земли.
На космических снимках (КС), как и на АФС, прямыми признаками дешифрирования являются цвет (тон), структура и текстура изображения, а основными косвенными - ландшафтные, основанные на приуроченности лесов и их отдельных типов к определенным формам рельефа, положенные в основу ландшафтного метода дешифрирования.
Ландшафтный метод предусматривает обязательное изучение и установление пространственных взаимосвязей между природными территориальными комплексами, расположенными в непосредственном соседстве. Такие взаимосвязи, отраженные в текстуре изображения, дают возможность с достаточной полнотой охарактеризовать всю территорию.
Изучение и картографирование ландшафтов больших территорий на основе дешифрирования космических снимков проводится в определенной последовательности:
1. На снимках поднимается гидрографическая сеть и все водные объекты.
2. Проводятся границы между крупными ландшафтными единицами, которые контролируются по топографическим и тематическим картам.
3. Проводят детальное выделение тематических контуров с учетом предварительного ландшафтного разделения изучаемой территории.
4. По космическим снимкам с разрешением 10 м и лучше определяют преобладающие и составляющие породы, тип леса или группы типов леса и класса бонитета, дешифрируют группу или класс возраста преобладающей породы. Для их определения используют главным образом морфологические признаки дешифрирования: контурную структуру и текстуру изображения, просматриваемость полога в глубину и др. При этом класс бонитета устанавливают по установленному типу леса или группе типов леса.
5. Определяют относительную полноту визуально стереоскопическим способом на основе приобретенного во время дешифровочных тренировок опыта, или инструментально путем измерения сомкнутости непосредственно по увеличенному снимку или его изображению на экране компьютера. При ее определении учитывают, что сомкнутость полога на космических снимках чаще всего совпадает с полнотой.
6. Остальные таксационные признаки по КС определяют на основании различных взаимосвязей: средняя высота - по классу (группе) возраста, классу бонитета и преобладающей породе; средний диаметр - по средней высоте, с учетом возраста и полноты; запас на 1 га - по средней высоте и относительной полноте.
На КС высокого разрешения (1-2 м) высота насаждения может быть определена путем измерения длины теней деревьев (особенно при съемке в утренние и вечерние часы). По измеренным диаметрам проекций крон (площадям проекций крон) может быть определен средний диаметр деревьев в насаждениях на высоте 1,3 м, а также высота и сомкнутость полога насаждения.
На спектрозональных и многозональных снимках высокого разрешения отчетливо дешифрируют контуры не покрытых лесом и нелесных земель: вырубок, гарей, болот, сельскохозяйственных угодий, рек, озер, каменистых россыпей, песков некоторых других категорий. Дешифрируются они на основе фотометрических, морфологических и ландшафтных признаков. При этом основными чаще всего являются морфологические признаки дешифрирования, характеризующие контурную структуру и текстуру изображения.
Вырубки дешифрируют по светлому тону (цвету) и четким прямоугольным границам, приуроченности к формам рельефа, лесовозным дорогам, иногда по недорубам - темным пятнам и зернам на общем светлом фоне изображения или крупномерному подросту.
Гари на черно-белых КС более светлого тона, чем насаждения, обычно они имеют вытянутую в направлении ветров, господствующих в летний период, форму. На цветных спектрозональных КС свежие гари от верховых пожаров имеют темный цвет, а не возобновившиеся гари прошлых лет, как и на черно-белых снимках, изображаются более светлым тоном.
Дешифрированию КС, так же, как и АФС, предшествует изучение признаков дешифрирования конкретных, используемых при выполнении данной работы, съемочных материалов и таксационно-дешифровочная тренировка, которые проводятся на основе типичных выделов - эталонов (пробных площадей) с проведенной измерительно-перечислительной таксацией и материалов прежнего лесоустройства (планы лесонасаждений и таксационные описания). Для анализа признаков дешифрирования на каждую древесную породу и основные категории земель отбирают в среднем по 5 выделов и для тренировки исполнителей по 10 выделов.
Тренировка исполнителей заключается в изучении признаков дешифрирования и приобретении навыков распознавания по КС основных категорий земель, состава насаждений, групп возраста, типов леса, полноты (сомкнутости полога).
Подготовка КС к дешифрированию заключается: нанесении на снимки границ лесхозов, лесничеств, кварталов, вычислении масштаба по отрезкам опознанными на снимке и топографической карте (лесоустроительном планшете).
Лесотаксационное (лесохозяйственное) дешифрирование проводят, как правило, по максимально увеличенным твердым копиям или изображениям на экране компьютера. При наличии стереопар КС дешифрирование проводят с использованием стереоприборов в несколько этапов:
1) Проводят анализ цветовых (тоновых), морфологических (текстурных), ландшафтных и других признаков дешифрирования; отграничивают покрытые лесом земли от не покрытых лесом и нелесных.
2) Проводят разграничение выделенных укрупненных участков на таксационные выделы (страты). Для чего используют все имеющиеся фондовые и нормативные материалы: топографические, почвенные, геологические и другие карты, материалы лесоустройства (планшеты, планы лесонасаждений, таксационные описания, материалы различных обследований, дешифровочные таблицы, уравнения, таблицы зависимостей между таксационными и дешифровочными показателями и т.п.).
КС позволяют получать значительный объем полезной, преимущественно обобщенной, информации Их можно использовать в решении многих практических задач, но как правило, в сочетании с фондовыми картографическими и атрибутивными данными, выборочными аэрофотосъемками, наземными работами, привлечением при дешифрировании комплекса косвенных признаков и моделей, разновременных космических изображений. Особенно это относится к таким задачам, как инвентаризация лесов, крупномасштабное картографирование, оценка состояния насаждений в конкретном таксационном выделе, где требуется получать целый ряд детальных характеристик и биометрических параметров. Однако и в этих случаях применение данных космических снимков сокращает затраты труда и средств на выполнение тех или иных работ и ускоряет сроки их выполнения.
Для более широкого и эффективного применения материалов КС в лесном хозяйстве, наряду со снимками с разрешением 10-30-50-150м, необходимо иметь многозональные изображения с разрешением 1-2м и возможностью стереоскопического наблюдения. Стоимость космической съемки должна быть ниже стоимости аэрофотосъемки.
Таким требованиям отвечают КС, получаемые со спутников: «Ресурс-П 1,2»; «Канопус-В» (Россия); GeoEye-1, 2; WorldView- 1,2,3; IKONOS (США); CARTOSAT-2B (Индия); SPOT-5,6,7 (Франция); TH-1-1; TH-1-2 (Китай) и др.
Спутники очень высокого разрешения (до 10 м) без возможности стереосъемки: Pleiades-1A, 1В (Франция); группировка RapidEye (Германия) и др.
Литература:
1. Сухих, В.И. Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве и ландшафтном строительстве: Учебник [Текст] / В.И. Сухих. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2005. – 392 с.
2. Приказ Федерального агентства лесного хозяйства (Рослесхоз) от 12 декабря 2011 г. N 516 г. Москва «Об утверждении Лесоустроительной инструкции» [Электронный ресурс]. – URL: rg.ru/2012/03/07/lesoustroystvo-site-dok.html