Методы обработки данных спутниковых изменений спектрально-временных характеристик отраженного излучения для дистанционной оценки параметров лесного покрова

• Автор: Жарко, Василий Олегович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Методы обработки данных спутниковых измерений для дистанционной оценки характеристик лесного покрова

1.1 Физические основы дистанционного зондирования растительного покрова

1.2 Оптические спутниковые системы дистанционного зондирования для мониторинга растительного покрова

1.3 Методы предварительной обработки данных дистанционного зондирования Земли

1.4 Методы анализа данных дистанционного зондирования Земли для

оценки структурных параметров лесного покрова

Выводы к первой главе

Глава 2. Метод обработки измерений спектрально-временных

характеристик лесного покрова для дистанционной оценки его видовой структуры
2.1 Подготовка спутниковых и опорных данных для распознавания
древесных пород леса
2.2 Классификация данных спутниковых измерений для оценки породной структуры лесного покрова
2.3 Анализ достоверности результатов спутниковой оценки породного
состава лесов
Выводы ко второй главе
Глава 3. Методы обработки спутниковых измерений спектрально-
отражательных характеристик покрытой снегом земной поверхности для
дистанционной оценки продуктивности лесов
3.1 Подготовка спутниковых и опорных данных для оценки объема стволовой древесины в лесах

3.2 Оценка объема стволовой древесины в лесах на основе спутниковых измерений КСЯ покрытой снегом земной поверхности
3.3 Анализ достоверности результатов спутниковой оценки объема стволовой древесины в лесах России
3.4 Эксперименты по оценке возраста лесов на основе ассимиляции в модель их роста спутниковых оценок динамики объема стволовой
древесины
Выводы к третьей главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А. Список научных конференций и семинаров, на которых
докладывались результаты диссертационной работы
Приложение Б. Список публикаций по результатам диссертационной работы

ВВЕДЕНИЕ
Спутниковые системы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) измеряют параметры электромагнитного излучения для получения информации о свойствах объектов земной поверхности. Методы обработки данных спутниковых измерений характеристик отраженного земной поверхностью излучения в разных диапазонах длин волн широко используются для определения количественных и качественных характеристик растительного покрова.
В то же время методы обработки информации, получаемой спутниковыми системами ДЗЗ, сегодня используются в основном для локального изучения растительного покрова и не ставят своей целью оценку состояния и динамики растительности на больших территориях. При этом потенциал данных ДЗЗ оказывается реализованным не в полной мере. С другой стороны существующие методы обработки данных спутниковых наблюдений, используемые для глобального изучения растительного покрова, характеризуются невысокой тематической и/или пространственной детальностью и сложностью регулярного обновления полученных результатов.
В частности, существующие методы обработки результатов спутниковых измерений не позволяют получать информацию о динамике структуры лесного покрова на всей территории России. При этом данные такого рода являются необходимыми при решении целого ряда научных задач, таких как, например, моделирование распространения излучения в приземном слое атмосферы и взаимодействия излучения с растительным покровом или изучение водного и углеродного циклов. Не вызывает сомнения экономическая целесообразность регулярного получения информации о структуре лесов, актуальной для охраны их от пожаров, защиты от вредителей и болезней, оптимизации лесопользования, решения ряда других задач. Таким образом, с учетом практической невозможности проведения наземных обследований больших территорий для получения детальных данных такого рода, актуальным является развитие методов

1.4 Методы анализа данных дистанционного зондирования Земли для оценки структурных параметров лесного покрова
Важнейшей характеристикой лесного покрова является его породная структура, данные о которой также служат основой для дальнейшей оценки его биофизических параметров. Взаимное разделение различных типов лесного покрова на основе его породной структуры, а так же их отделение от других типов земной поверхности, по данным дистанционного зондирования требует решения задачи классификации этих данных, те есть отнесения участков земного покрова к различным классам на основе анализа результатов спутниковых измерений характеристик отраженного ими излучения. В основе использованной методологии анализа данных лежит двухшаговый процесс распознавания образов, при котором: (1) рассматриваемые классы описываются с помощью анализа данных, представляющих эти классы; (2) все остальные данные классифицируются на основе численных методов, использующих
сформированные описания классов [2]. Под образом в данном случае понимается строго определенный набор результатов измерений спектрально-отражательных характеристик участка земной поверхности, называемых также признаками классификации, по данным спутниковых систем ДЗЗ.
Методы классификации делятся на контролируемую и неконтролируемую классификацию, в зависимости от того, используется ли априорная информация о характерных значениях признаков классификации. В случае неконтролируемой классификации таких данных не требуется, и выделение классов, однородных с точки зрения значений признаков, происходит с помощью определенных алгоритмов, основанных на статистическом анализе распределения значений признаков для всей рассматриваемой территории, причем количество и свойства выделяемых классов зависят от ряда параметров, задаваемых перед началом классификации. Соответствие полученных классов и рассматриваемых типов земного покрова затем определяется экспертом на основе анализа