Размещено на http://www.allbest.ru/

УМАНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ САДІВНИЦТВА

факультет плодоовочівництва та лісівництва

Кафедра екології та БЖД

ЗВІТ

з навчальної практики

з дисципліни

"Аерокосмічні методи досліджень "

Виконав студент(ка)

групи

Керівник

Косенко Юлія Юріївна

Умань 2011

Зміст

Вступ

Теоретичний зміст

Особливості інвентаризації лісових насаджень

за матеріалами дистанційних знімань

Практична частина

Додаток А

Список використаної літератури

Вступ

Матеріали дистанційних знімань тривалий час ефективно застосовуються в народному господарстві, в тому числі і в лісовій галузі.

Основними їх перевагами над наземними видами спостережень є:

- проведення великомасштабних за площею досліджень за короткий час;

- можливість накопичення, оперативного опрацювання та представлення матеріалів спостережень у картографічному вигляді, завдяки цифровому запису інформації;

- порівняно низька вартість накопичуваної інформації на одиницю площі.

Матеріали дистанційних знімань знаходять успішне застосування при лісовій інвентаризації, фенологічних спостереженнях, охороні лісу від шкідників, хвороб, пожеж та визначенні шкоди завданої ними. Розвиток вітчизняної космічної програми дистанційного зондування Землі сприяє успішному виконанню даних завдань, проте актуальним залишається питання дослідження методів автоматичного і комплексного опрацювання матеріалів дистанційних знімань, які підвищують ефективність їх використання.

Метою нашої практики було оцінити можливості та умови застосування дистанційних методів спостережень за земною поверхнею для візуальної інвентаризації лісових насаджень, автоматичного створення лісових тематичних карт і методів їх покращення, а також створення геоінформаційної системи на основі поєднання інформації матеріалів дистанційних знімань з існуючими картографічними матеріалами, завдяки чому підвищується достовірність дешифрування зображень. Звідси випливають основні завдання даної роботи:

· вивчити доцільність застосування супутникових сканерних знімків для спостережень i інвентаризації лісових насаджень Білогрудівського лісу методами візуальної інтерпретації;

· визначити особливості використання спектральних характеристик вкритих i не вкритих лісовою рослинністю земель для їх дешифрування;

· обґрунтувати найбільш прийнятні методи підвищення інформативності зображень та автоматичної класифікації знімків для створення лісових тематичних карт;

· з'ясувати вплив рельєфу i природного освітлення на властивості супутникових знімків i відображення на них основних категорій земель лісового фонду;

· провести розподіл насаджень за віковими категоріями на основі супутникових сканерних знімків;

Об'єкт практики - Білогрудівський ліс з застосуванням дистанційних методів.

Предмет практики - відображення на супутникових сканерних знімках лісових насаджень Білогрудівки.

Методи дослідження. Попередня оцінка придатності супутникових знімків для лісової інвентаризації виконувалась методом візуальної інтерпретації. Геометричне коригування знімків з метою отримання карт зроблено за лінійною функцією. Покращення отриманих тематичних карт проведено на основі їх поєднання з топографічними картами за допомогою створення комплексної геоiнформацiйної системи. Кінцева перевірка отриманих карт проведена накладанням розроблених тематичних карт на існуючі матеріали лісовпорядкування.

Під час пактики було опрацьоване наступне:

· оцінено динаміка лісового фонду та зміни в просторовому розміщенні лісів шляхом порівняння знімків, отриманих в різний час;

· створена тематична карта насаджень Білогрудівського лісу.

Теоретичний зміст

У практиці лiсового господарства тривалий час використовують матеріали дистанцiйних досліджень Землі. На основі фотограмметричної інформації аерофотознімків проводиться лiсова інвентаризація, фенологічні спостереження моніторинг стану лісів та навколишнього середовища. Проте аерофотознімки несуть переважно геометричну інформацію, ступінь їх інформативності невисокий. Значно iнфоpмативнiшими є багатозональні знімки, отримані за допомогою скануючих систем. Опис та інтерпретація класів різноманітних об'єктів за матеріалами космічних спостережень для цивільного використання проводиться вже з 70-х років. При цьому, з одного боку, розвивалася візуальна інтерпретація, з іншого - розвивалися методи цифрового опрацювання матеріалів дистанційних методів, у тому числі автоматизації процесу класифікації. Велика робота з вивчення спектральної відбивної здатності лісових масивів проведена в лабораторії аерометодів АН СРСР в 1954-1960 роках Беловим С.В. Дослідженням були охоплені ряд лiсових масивів, в тому числі i лісові насадження на території навчально-виробничого лісокомбінату Українського державного лісотехнічного університету. Самойловичем Г.Г. (1961 р.) розроблено детальні методики дешифрування лісових насаджень за матеріалами аерофотознімків.

Використання багатоканальної інформації сканерних знімків дозволяє автоматизувати методи опрацювання та дешифрування матеріалів дистанційних знімань.

Значний прогрес у галузі застосування автоматичної інтерпретації супутникових знімків дозволив вирішити багато завдань народного господарства, але чимало питань в лісовому господарстві залишаються невирішеними.

Розвиток знімальної апаратури і методів опрацювання знімків вимагає вдосконалення сучасних методів автоматичного, цифрового аналізу інформації про земну поверхню та, зокрема, лісові насадження. Особлива увага звернена на розвиток i дослідження методiв інтерпретації сателiтарних знімків для потреб лiсового господарства, використання для даної мети знімків високої просторової роздільної здатності, що є новим у практиці дистанцiйних методiв. Поряд з тим у світовій практиці дистанцiйних методiв недостатньо вивчені методи i основні принципи топографічної нормалізації та їх застосування для потреб лiсового господарства. Необхідно опрацьовувати алгоритми ГІС-аналiзу для покращення лiсових тематичних карт. Об'єкт досліджень - Білогрудівський ліс, Уманського району, Черкаської області.

Основними матеріалами дистанцiйних спостережень Землі є аерофотознімки. Інтерпретація матеріалів дистанцiйних методiв може бути успішною тільки при наявності комплексної інформації про об'єкт досліджень, що включає відомості про рельєф території досліджень, основні характеристики лiсових насаджень.

Переважаючу площу Білогрудівки займають широколистяні ліси.

Використання аерофотознімків дозволило опрацювати великі території лісу, якими є багатоканальні зображення. Для опрацювання матеріалів дистанційних знімань використано стандартні комп'ютерні програми.

Особливості інвентаризації лісових насаджень за матеріалами дистанційних знімань

Планування керування лісами включає складання прогнозів того, як буде виглядати ліс у результаті тих або інших способів керування. Можливість даного аналізу є вирішальною практично для всіх сторін прогнозу керування, особливо в області довгострокових оцінок продукції деревини й природних місцеперебувань. Прогнозування включає застосування стратегії керування - звичайно у вигляді моделі - до лісових ГІС-кадастрах і проектування результату дії стратегії на ліс і інші зв'язані земельні об'єкти в майбутньому. Це означає, що інформаційні системи лісового господарства повинні не тільки описувати поточний стан лісу, але й уміти працювати з динамікою освоєння лісів і змінами великих ландшафтних областей, як на короткому, так і на довгому відрізку часу.

Сучасні ГІС дають можливість переглядати бази даних, установлювати параметри моделі, спостерігати за результатами, додавати важливі параметри, як часові, так і просторові. У рамках кадастру й обраної моделі користувач можете спостерігати, як може виглядати ліс у майбутньому через 5, 10, 25 або 100 років. дистанційний знімок аерокосмічний лісовий

Доцільність використання супутникових знімків для досліджень за лісовими ресурсами Землі визначається їх перевагою перед традиційними методами аерофотознімання. Наявність каналів інфрачервоного діапазону підвищує їх інформативність саме для визначення вегетаційного покриву землі. Проте дослідники, що займалися питаннями дешифрування таких знімків проводили переважно тільки візуальну оцінку даного матеріалу і знаходили особливості передачі категорій лісових насаджень на знімку наочно. При цьому точність ідентифікації певних категорій насаджень на знімку була суб'єктивною і залежала від досвіду, навичок і фізичного стану дослідника. Точність класифікації (розподіл зображення на окремі однорідні категорії) в таких випадках обмежена суб'єктивними факторами. Розвиток обчислювальної техніки і програмного забезпечення сприяв можливості цифрової оцінки зображення та його автоматичного опрацювання. На основі супутникових знімків створюють тематичні карти, які в сукупності з іншими картографічними матеріалами придатні для використання і ГІС-проектування. Та при їх використанні необхідно приводити зображення на знімках до картографічного.

Цифрові топографічні карти є базою, яка доповнюється лісоінвентаризаційною, лісівничою, лісотипологічною, кліматичною ґрунтовою інформацією об'єднаною в єдину інформаційну систему. Ця система, як і будь-яка інша ГІС, служить для зберігання, аналізу, використання різнопланових даних, для чого система повинна мати опрацьовані функції управління базами даних. Інформація таксаційних описів складає цифрову базу даних для наповнення лісової ГІС. Додаткова інформація, може бути представлена дані спостережень на постійних пробних площах, закладених з метою моніторингу лісових ресурсів та навколишнього середовища.

Пробні площі, закладені в основних типах лісу та ідентифіковані на топографічних картах та аерофотознімках служать джерелом інформації для контрольованої класифікації, та на підставі змін основних таксаційних показників дають можливість прослідкувати зміни в районі спостережень.

Цифровий план лісових насаджень з наявною базою таксаційного опису дає можливість створювати тематичні карти земель лісового фонду, представляти основні таксаційні показники, планувати господарські заходи (доглядові рубання, заходи охорони і захисту лісу від пожеж, шкідників і хвороб), що може виконуватись автоматично залежно від поставлених умов.

Практична частина

Дано аерокосмічний знімок певної частини Білогрудівського лісу.

На даному знімку зображено частину лісового масиву. Чітко видно лісовий шлях. Чітко виділено клас насаджень - широколистяний ліс та в межах даного виділеного класу можна провести розподіл насаджень за двома віковими категоріями. Отож чітко вирізняються молоді лісові насадження в центральній частині знімку в масиві старих насаджень.

Висота над рівнем моря 223 м.

Координати в центральній частині знімку: 48°46ґ36.57ЅС 36°16ґ29.56ЅВ

Дата зйомки була проведена 28 червня 2008 року.

Висновки

Дистанційні методи досліджень лісового фонду є одним з найбільш перспективних напрямків інтенсифікації лісоінвентаризаційних робіт та організації лісового господарства. Сучасні комп'ютерні технології обробки зображень роблять аерокосмічне зондування доцільним та ефективним у лісовому господарстві. Матеріали дистанційних зйомок знаходять широке застосування при лісовій інвентаризації, оцінці стану лісових насаджень, охороні і захисту лісу від пожеж, шкідників і хвороб.

Результати досліджень дозволяють зробити наступні висновки:

- для дешифрування вкритих та не вкритих лісовою рослинністю земель достатньою є просторова роздільна здатність знімків не нижче, ніж 20Ч20 м, а спектральна повинна включати канал інфрачервоного діапазону. Вищі показники роздільної здатності матеріалів дистанційних знімань, дозволять проводити детальнішу інтерпретацію аерокосмічних матеріалів та дешифрування окремих категорій земель лісового фонду;

- комплексне використання топографічної та лісівничої інформації про об'єкт досліджень дозволяє врахувати фактори, що впливають на якість зображення та формувати у поєднанні з тематичною картою та супутниковими знімками геоінформаційну систему;

- при дистанційній інвентаризації земель лісового фонду за мульти-спектральними знімками доцільним є ієрархічний метод класифікації, оскільки дає можливість проводити класифікацію кроками, використовуючи при кожному з них меншу кількість тренувальних вибірок;

- супутникові знімки придатні для візуальної оцінки не вкритих лісовою рослинністю земель лісового фонду та ходу природного поновлення;

- аерокосмічні знімки дозволяють проводити класифікацію земель лісового фонду за допомогою ЕОМ. Автоматично виділяються землі лісового фонду - незімкнуті лісові культури, заболочені ділянки, луки, землі сільськогосподарського користування. З необхідною для лісової інвентаризації точністю виділяються класи насаджень та в межах кожного з виділених класів можна провести розподіл насаджень за двома віковими категоріями; використання методу ГІС-аналізу при опрацюванні зображень підвищує точність виділення мішаних насаджень.

Використані літературні джерела

1. Корнилов Ю.Н. Фотограмметрия (конспект лекций 6 семестр).- Санкт-Петербург. Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова.- 2006.- 169 с.

2. Лялько В.І. Аерокосмічні методи одержання оперативної екологічної інформації в районах інтенсивного техногенного впливу на довкілля./ www.ecoleague.colocall.com/

3. Некос А.Н., Щукін Г.І., Некос В.Ю. Дистанційні методи досліджень в екології: Навчальний посібник. - X.: ХНУ імені В. Н Каразіна, 2007. - 372 с.

4. Поліщук Б.В. Cучасні досягнення і проблеми в дослідженнях розвитку та стану лісів./ Геодезія, картографія і аерофотознімання. Вип. 70. 2008.- С.38-45.

5. Тимчук Я.Я., Вередюк В.Ю. Використання ГІС-технологій та засобів супутникової навігації для моніторингу лісових екосистем Карпатського національного природного парку./http://www.pryroda.gov.ua.

6. Часковський О.Г. Інвентаризація лісових насаджень Розточчя з використанням дистанційних методів./Автореф. дис... канд. с.-г. наук: 06.03.02 /. Нац. аграр. ун-т. -- К., 2001. -- 18 с.

Додаток А

Размещено на Allbest.ru