Особенности лесотаксационного дешифрирования космических снимков

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия»

Факультет лесного хозяйства

Реферат

Множественные связи между таксационными и дешифровочными показателями

Выполнила: студентка 3 курса 108 группы

Кирилова Е.Д.

Проверила: Лебедев Е.В.

Нижний Новгород 2021 год

Содержание

Введение. 3

История изучения взаимосвязей между таксационными и дешифровочными признаками 4

Связи между таксационными и дешифровочными показателями насаждений. 4

Особенности лесотаксационного дешифрирования космических снимков. 6

Заключение. 9

Список использованных источников. 10

Введение

В связи с интенсивным освоением лесов проводится лесоустройство больших территорий. Методы учёта и картографирование лесов, в свою очередь, обеспечивают оперативное получение информации о лесных ресурсах, они экономичны и практически сводят к минимуму наземные работы.

Совершенствование техники лесоинвентаризации идёт по пути разработки и внедрения инструментально-измерительных методов таксацш и дешифрирования аэроснимков на основе широкого использования закономерностей строения древостоев.

При дешифрировании аэроснимков широкое использование находит метод корреляционных взаимосвязей между отдельными показателями деревьев и древостоев.

В настоящее время в отрасли лесного хозяйства России интенсивно развиваются и внедряются цифровые методы и современные технологии обработки информации и геоинформационные системы.

История изучения взаимосвязей между таксационными и дешифровочными признаками

История изучения взаимосвязей между различными таксационными и дешифровочными признаками начинается с использования аэрометодов в лесоустройстве. Так, в Германии в 1924 году использовали соотношения диаметров крон и диаметров на высоте груди деревьев для определения запасов сосновых насаждений 103-летнего возраста III класса бонитета.

Из довоенного периода известны в этой области работы Г.Г.Самойловича, исследовавшего связь морфологических показателей крон деревьев с таксационными признаками в Башкирии и в Бузулукском бору. Им было установлено, что коэффициент корреляции и корреляционные отношения связи между диаметрами крон и диаметрами стволов на высоте груди для сосны, ели, берёзы, осины находятся в пределах 0,65-0,84. Связь между диаметром кроны, высотой и длиной кроны оказалась ниже – от 0,49 до 0,61.

Для повышения точности определения по аэроснимкам таксационных показателей И.А.Трунов предложил использовать закономерности строения древостоев по распределению деревьев и корреляционным взаимосвязям между их параметрами. Им были составлены таблицы распределения деревьев по разрядам высот, ступеням толщины и диаметру крон для различных районов страны.

Значительное внимание учёных было уделено исследованию взаимосвязей полноты и сомкнутости крон насаждений. Начало этим исследованиям в России было положено Д.И.Товстолесом и М.И.Орловым (1907).

Связи между таксационными и дешифровочными показателями насаждений

Установлена тесная взаимосвязь большинства основных таксационных показателей с дешифровочными признаками на снимках, позволяющая по высоте, диаметру крон, сомкнутости полога и др. определять основные таксационные характеристики древостоев.

Основные таксационно-дешифровочные показатели:

- дешифровочный состав,

- диаметр кроны,

- высота до наибольшей ширины кроны,

- длина кроны,

- сомкнутость полога.

Дополнительные таксационно-дешифровочные показатели (признаки):

- морфологические особенности и форма крон деревьев различных пород и разного возраста;

- цвет или тон их изображения;

- тени собственные и падающие;

- структура полога насаждений.

Чтобы перейти от таксационно-дешифровочных показателей к таксационным, необходимо знать взаимосвязи между ними.

Признаки дешифрирования и взаимосвязи между таксационными и дешифровочными показателями изучают применительно к однородному лесорастительному району. Для этого используют специальные координатные и таксационно-дешифровочные пробные площади; данные выборочной измерительно-перечислительной таксации в наиболее характерных (типичных) выделах; крупномасштабные фотопробы; массовые данные наземной таксации по выделам.

Систематизированное изучение признаков дешифрирования проводят на таксационно-дешифровочных пробных площадях, местоположение которых опознают на аэрофотоснимках. Для анализа отбирают по 4-5 пробных площадей каждой преобладающей породы, характеризующих основные группы возраста насаждений. После статистической обработки данных пробных площадей оценивают информативность признаков и определяют последовательность их применения при дешифрировании таксационных показателей.

Крупномасштабные фотопробы применяют для дешифрирования, для изучения показателей полога и установления их взаимосвязей с таксационными характеристиками насаждений. Фотопробы получают фотографированием характерных участков леса с вертолетов или легкомоторных самолетов в масштабах 1:500-1:2000 (разрешение на местности 5-20 см). При стереоскопическом рассмотрении аэроснимков измеряют h_d, D_K, l_К, h_Dк, h_0k. В отдельных случаях по аэроснимкам масштабов 1:200—1:500 (разрешение 2-5 см) можно измерить и диаметр деревьев на высоте 1,3 м.

По сверхкрупномасштабным аэроснимкам высота измеряется с точностью ±5 %, диаметр крон – ±5-7%, длина крон – ±7-10%, высота до наибольшей ширины крон – ±10 %, т. е. практически с такой же точностью, как и в натуре; затраты труда на замеры таксационно- дешифровочных показателей в расчете на одну пробу сокращаются в 1,5-2 раза, работы выполняют в лаборатории.

По материалам всех таксационно-дешифровочных пробных площадей и типичных выделов:

Ø устанавливают корреляционные зависимости между таксационными и дешифровочными показателями (средними диаметрами деревьев и их высотами, числом видимых и невидимых на аэрофотоснимках деревьев, составом фактическим и дешифровочным, средними диаметрами деревьев и крон, относительной полнотой и степенью сомкнутости полога);

Ø выявляют модальные соотношения средней высоты преобладающей и составляющих пород в смешанных древостоях;

Ø устанавливают множественные корреляционные зависимости типа

d_1/3=f(h ,D_k P_s, A, N) и др.

Зависимости между таксационными и дешифровочными показателями выявляют с помощью ЭВМ (в полевых условиях выравнивают графически) и полученные данные сводят в таблицы. Точность дешифровочных таблиц проверяют в натуре на выделах c выборочной измерительно-перечислительной таксацией.

Характерные признаки дешифрирования земель лесного фонда группируют в виде таблиц, которые при развитии информационных технологий могут быть использованы для формирования баз данных при автоматизированном дешифрировании материалов съемок.

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.

Заключение

Например, между диаметром на 1,3 м., высотой и полнотой, или диаметром на высоте груди и диаметром крон и сомкнутостью, классом бонитета, которые моделируют с помощью различных уравнений или выражаются в виде графиков.

Средний диаметр на 1,3 м и сумма площадей сечения древостоя зависят от средней высоты, сомкнутости полога (полноты), количества деревьев на 1га, длины кроны, возраста, класса бонитета. Зависимости высоты от возраста, процента выхода деловой древесины и текущего прироста от других факторов являются региональными.

Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 264; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!