Потенциал применения методов дистанционного зондиров...
Download
1 / 31

???????? ?.?., ??????? ?.?., ????? ?.?., ?????? ?.?., ????? ?.?. - PowerPoint PPT Presentation


  • 201 Views
  • Uploaded on

Потенциал применения методов дистанционного зондирования из космоса для совершенствования государственной инвентаризации лесов России. Барталев С.А., Гагарин Ю.Н., Ершов Д.В., Лукина Н.В., Лупян Е.А. Федеральное агентство лесного хозяйства РФ Институт космических исследований РАН

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about '???????? ?.?., ??????? ?.?., ????? ?.?., ?????? ?.?., ????? ?.?.' - phila


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
4707322

Потенциал применения методов дистанционного зондирования из космоса для совершенствования государственной инвентаризации лесов России

Барталев С.А., Гагарин Ю.Н., Ершов Д.В., Лукина Н.В., Лупян Е.А.

Федеральное агентство лесного хозяйства РФ

Институт космических исследований РАН

Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН

Всероссийское совещание по использованию материалов государственной инвентаризации лесов в интересах охраны окружающей среды (17 – 18 июля 2013 г., Брянск)


4707322

Ограничения реализуемых в настоящее время подходов при проведении ГИЛ

Реализуемая в настоящее время методология принципиально не позволяет обеспечить получение информации о лесах страны, удовлетворяющей требованиям:

  • Достоверности

  • Актуальности

  • Пространственной однородности

    При совершенствовании методологии ГИЛ необходимо учитывать следующие исходные условия и характерные особенности:

  • Фактическое отсутствие достоверной, актуальной и однородной информации о лесах по территории страны

  • Огромные размеры территории, значительная часть которой труднодоступна

  • Целесообразность использования дифференцированного подхода при сборе информации о резервных и эксплуатационных лесах

  • Наличие непрерывных крупномасштабных изменений в лесах под воздействием деструктивных факторов (пожары, насекомые-вредители, рубки и др.) и лесовосстановления


4707322

Первоочередные направления использования спутниковых данных ДЗЗ для ГИЛ

  • Переход на технологию стратификация территории для проектирования сети постоянных пробных площадей на основе данных ДЗЗ

  • Разработка и ввод в эксплуатацию технологии регулярной (ежегодной) оценки состояния и динамики лесов на всей территории страны на основе методов дистанционного зондирования (непрерывная дистанционная инвентаризация лесов)

  • Оптимизация сети постоянных пробных площадей для наземных измерений характеристик лесов и их пространственной экстраполяции на основе данных ДЗЗ и геопространственного моделирования


4707322

Необходимость учета «мировых» тенденций развития методов ДЗЗ в контексте ГИЛ

(i) Нарастающее развитие политики открытых спутниковых данных, включая:

  • данные высокой периодичности (несколько раз в день) с пространственным разрешением 100-300 м (MODIS, VIIRS, Proba-V, Sentinel-1);

  • данные средней периодичности (3-10 дней) с пространственным разрешением 10-30 м (Landsat-ETM+, LDCM, Sentinel-2);

    (ii) Наличие многолетних глобальных архивов данных «глубокого» уровня предварительной обработки (атмосферная коррекция, «подпиксельная» точность географической привязки и т.д.);

    (iii) Перспективы разработки специализированных спутниковых систем: Европейское космическое агентство приняло решение о разработке к 2015 году системы мониторингазапасов древесины лесов;

    (iv) Реализация международных и национальных программ глобального спутникового мониторинга лесов (ФАО ООН, США, Европейский союз);

    (v) Интенсивное развитие автоматических технологий обработки сверхбольших массивов спутниковых данныхдля решения задач глобального картографирования и мониторинга лесов.


4707322

Существующие и перспективные спутниковые системы ДЗЗ

Общедоступные системы (бесплатные):

Terra, Aqua, NPP, Proba-V (250-300 м);

Landsat-7 и -8, Sentinel-2 (2 КА 2014) (10-30 м)

Российские системы (доступные бесплатно для органов государственной власти):

Метеор-М, Обзор О (2 КА, 2015) (10-100 м)

Канопус В (2,5-10 м)

Ресурс П (~1 м)

Коммерческие системы:

Несколько десятков КА с разрешением выше 10 м

Terra, Aqua Метеор-М, NPP

100-300 м

Landsat

Обзор

Sentinel 2

10-30 м

Канопус

Ресурс-П

1-5 м


4707322

Композитное изображение спутниковые системы ДЗЗLandsat-TM/ETM+

2011

Технология автоматической обработки данных Landsat-TM/ETM позволяет ежегодно формировать безоблачные композитные изображения.


4707322

Распознавание лесных пород по данным ДЗЗ

Лиственница

Ель

Береза

Фенологические особенности лиственницы в разные периоды вегетационного сезона позволяют распознавать ее на космических изображениях отдельно от хвойных вечнозеленых и лиственных пород.

На космическом снимке (справа), полученном спутником GEOEYE-1 (3 м) изображен лесной массив с лиственными породами без листвы, хвойными породами с зеленой окраской хвои и лиственницей с пожелтевшей хвоей.

Динамика спектральных яркостей лесных пород в течение вегетационного сезона в ближнем и среднем инфракрасных диапазонах


4707322

Карта лесов России, полученная по данным MODIS (230 м), отражает пространственное распределение преобладающих древесных пород по состоянию на 2012 год


4707322

Фрагмент карты лесов на территорию Красноярского края (получена по данным Landsat, 28 м)


4707322

Карта запасов стволовой древесины создана на основе совместного использования радарных (ASAR-Envisat) и оптических (MODIS) спутниковых данных с пространственным разрешением 250 м по состоянию на 2010 год


4707322

Методика дистанционной оценки запасов

Фрагмент зимней мозаики и данные лесоустройства

Красноярский Край, Чунское лесничество

Лиственница

Осина / Береза

Ель


4707322

КАРТА ЗАПАСОВ СТВОЛОВОЙ ДРЕВЕСИНЫ

по данным LANDSAT (30 м)


4707322

Типы условий местопроизрастания лесов

Коровин Г.Н. и др., 2007


4707322

ПЕРИОД НАБЛЮДЕНИЯ лесовLANDSAT (30 м)

2006

2002

1989

2007

2009

2010

2011


4707322

КАРТА ИЗМЕНЕНИЙ В ЛЕСАХ, ВЫЗВАННЫХ РУБКОЙ, ПОЖАРАМИ и НАСЕКОМЫМИ ЗА ПОСЛЕДНИЕ 25 ЛЕТ

(Разрешение 30 м)


4707322

Методика оценки возраста насаждений

Зимний снимок Ландсат

1 этап:

Используя данные лесоустройства (или наземных обследований) с учетом породной структуры лесов оценивается уровень взаимосвязи спектральной яркости древостоя зимой с его высотой

2 этап:

Используя данные лесоустройства с учетом породной структуры лесов оценивается уровень взаимосвязи высоты древостоя с его возрастом

Возраст

Высота, м

Спектральная яркость

Высота, м


4707322

КАРТА СРЕДНЕЙ ВЫСОТЫ ЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОВ

по данным LANDSAT (30 м)


4707322

КАРТА ВОЗРАСТНОЙ СТРУКТУРЫ ЛЕСОВ

по данным LANDSAT (30 м)


4707322

Зона дистанционной лесоинвентаризации

Зона дистанционной лесоинвентаризации включает резервные, низкопродуктивные и тяготеющие к ним защитные леса, расположенные на севере и северо-востоке страны с экстенсивным уровнем ведения лесного хозяйства и лесопользования (далее резервные леса), не имеющие тенденций повышения их интенсивности в ближайшие двадцать лет. Ориентировочная площадь зоны дистанционной инвентаризации 430 млн.га.

В.И. Сухих, М.Д. Гиряев, Е.М. Атаманкин, 2007


4707322

Предлагаемые лесные районы для стратификации лесов по данным ДЗЗ в 2014-2015 годах



4707322

Схема стратификации лесов по данным ДЗЗ

Таблицы хода роста насаждений

Границы однородных участков леса (выделов) по данным ДЗЗ

Карты лесов по данным ДЗЗ, включая:

  • Породный состав

  • Запасы стволовой древесины

    Вспомогательные карты:

  • Бонитет леса

  • Природные ландшафты (ТУМ)

Предварительная стратификация лесов

Карта предварительных лесных страт

Выбор эталонных участков

Уточнение карты стратификации лесов

Формирование базы опорных данных о лесах

Карта лесных страт

Выборочные данные лесоустройства


4707322

Технология картографирования лесов по данным ДЗЗ

Алгоритм локально-адаптивной классификации LAGMA

Технология включает несколько этапов:

  • подготовка для каждого участка регулярной сети спектрально-временных сигнатур лесных пород на основе опорных данных (лесоустроительные данные о лесах: категории лесных и нелесных земель, преобладающие породы и т.п.)

  • локально-адаптивная классификация лесов с использованием спектрально-временных признаков (весенние, летние, осенние и зимние спутниковые изображения)


4707322

Карта растительного покрова России TerraNorte RLC (пространственное разрешение 250 м)


4707322

Динамическое картографирования растительного покрова России на основе спутниковых данных

2012

2005

2000

Созданная автоматизированная технология позволяет проводить ежегодное картографирование растительного покрова России на основе спутниковых данных MODIS.


4707322

Оценка изменений в лесах на основе временной серии карт TerraNorte RLC

2000

2001

2002

2005

2006

2008

Вырубка темнохвойных лесов

60 55 С.Ш. 54 17 В.Д.


4707322

Динамика площади лесов по данным спутникового картографирования

(а)

(б)

(а) - динамика площади лесов (запас >= 30 куб. м.)

(б) - динамика общей площади древесно-кустарниковой растительности, включая леса, естественные редины и кустарники


4707322

Динамика площади лесов хвойных пород

График отражает относительное (%) изменение площади различных хвойных пород по отношению к их площади в 2000 году.


4707322
Примерный состав данных, получаемых подсистемой дистанционной оценки лесов

  • Структура покрытых и непокрытых лесом земель, включая динамику покрытой лесом площади

  • Породная структура лесов и динамика площади основных преобладающих пород

  • Запасы стволовой древесины по преобладающим породам

  • Площади гарей

  • Площади сплошнолесосечных вырубок

  • Площади усыхания лесов под воздействием болезней, вредных организмов и техногенных факторов


4707322

Взаимодействие компонентов системы сбора данных о лесах

Подсистема дистанционной оценки лесов

Кросс-верификация

Стратификация территории

Подсистема статистической оценки лесов (ГИЛ)


4707322

Предложения по использованию методов ДЗЗ для совершенствования технологии ГИЛ

(для включения в решение совещания)

  • С целью сокращения ошибок, вызванных непосредственным использованием материалов последнего лесоустройства для планирования закладки постоянных пробных площадей, осуществить переход на стратификацию лесов на основе данных ДЗЗ.

  • При совершенствовании системы государственной инвентаризации лесов для повышения актуальности получаемой информации о динамике лесного покрова на всей территории страны рекомендовать внедрить в систему методы ежегодного картографирования лесов на основе данных дистанционного зондирования, использующиеся в настоящее время в ИСДМ-Рослесхоз.

  • Провести оптимизацию сети постоянных пробных площадей при проведении ГИЛ на основе геостатистического моделирования и данных спутниковой оценки структуры и продуктивности лесов.


ad