Мониторинг лесной растительности по данным спутниковых снимков - Дипломная работа

1. Подходы к исследованию лесной растительности по данным спутниковой съемки 1.1 Возможность применения космических методов исследования для оценки состояния лесных экосистем горных территорий 1.2 Интеграция алгоритмов обработки космических снимков для автоматизированного дешифрирования лесной растительности 1.3 Картографирование лесостепной растительности 1.4 Анализ структуры, состояния и динамики агролесоландшафтов по материалам аэрокосмического мониторинга 2. Методы оценки пожарной опасности по данным спутниковых наблюдений 3. Оценка последствий лесных пожаров 3.1 Обоснование выбора спутниковых снимков 3.2 Обоснование выбора вегетационных индексов 3.3 Оценка последствий лесных пожаров на примере пожаров в Пермском крае в 2010 г. Заключение Список использованных источников ВВЕДЕНИЕ Лесная растительность - один из системообразующих компонентов ландшафта, индикатор состояния окружающей среды и ценный природный ресурс. В последние годы геоинформационные системы (ГИС) стремительно становятся стандартным инструментом для решения ряда фундаментальных и прикладных проблем метеорологии и климатологии. Проблема эффективного применения ГИС в подобных задачах состоит в необходимости усвоения и анализа данных дистанционного зондирования, в особенности от метеорологических радиолокаторов и спутников, для исследования различных объектов климатической системы. Целью дипломной работы - анализ методов и подходов к исследованию лесной растительности по данным спутниковой съемки, в частности, оценка последствий лесных пожаров. Для достижения цели необходимо решить следующие задачи: - проанализировать существующие методы и подходы к дешифрированию лесной растительности по данным ДЗЗ; - проанализировать методы и походы к мониторингу природных лесных пожаров по данным ДЗЗ; - провести оценку последствий лесных пожаров как мониторинг угнетения лесной растительности по данным ДЗЗ. 1. Применение данных дистанционного зондирования Земли (ДДЗ) является особенно актуальным для труднодоступных горных территорий, так как они способствуют уменьшению трудоемкости и увеличению степени объективности распознавания характеристик лесных ценозов. Основой дистанционных методов исследования являются спектральные характеристики природных образований. Па красную зону спектра (0,62-0,75 мкм) приходится максимум поглощения солнечной радиации хлорофиллом, а на ближнюю инфракрасную зону (0,75-1,3 мкм) - максимум отражения энергии клеточной структурой листа. Отношение этих показателей друг к другу позволяет четко отделить растительность от прочих природных объектов. На основе ДДЗ можно создать информационное обеспечение, необходимое для организации лесного хозяйства и многоцелевого лесопользования. С использованием космических снимков высокого пространственного разрешения можно определить породный состав лесов. Для получения достоверных данных вместе со снимками необходимо иметь набор обучающих эталонов - наземных площадок с известным породным составом для «обучения» алгоритма распознавания в начале работы и проверки итогов в конце. Для того чтобы отобразить разнообразие растительного покрова, желательно использовать сцены за различные сезоны года. Следует отметить, что, используя ДДЗ, нельзя провести оперативный мониторинг лесопокрытой территории для выявления несанкционированных рубок в текущий момент времени. Другим фактором, затрудняющим оперативный мониторинг хозяйственной деятельности в лесах, является постоянная высокая облачность над основными лесными территориями России. Разрабатываются методы детектирования и классификации изменений в лесных массивах на основе анализа разновременных спутниковых данных Landsat. Наиболее популярный и часто используемый вегетационный индекс - NDVI [15]. Методологические концепции регионального геоботанического картографирования, которые развивались ботаниками-картографами, еще не исчерпали себя, однако ограниченное узкими задачами картографирования растительности, на рубеже столетий это научное направление стало перед серьезными вызовами научно-технического прогресса. Для решения задач геоботанического и прикладного тематического картографирования в наших исследованиях используются космические снимки с пространственным разрешением от 8-15 до 30-50 м, получаемые с помощью съемочных систем Landsat ETM и «TERRA» ASTER (США), SPOT (Франция), ALOS (Япония) и др. Поскольку снимки, представленные в Google Earth, уже ортотрансформированы с использованием грубой модели рельефа, в них внесены неисправимые ошибки.