Агролесомелиоративное картографирование и моделирование деградационных процессов на основе аэрокосмического мониторинга и геоинформационных технологий

• Автор: Юферев, Валерий Григорьевич
• Шифр специальности: 06.03.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 312 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСЛОВИЙ РЕГИОНА

ГЛАВА 2. ПРОБЛЕМЫ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ И ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ АГРОЛАНДШАФТОВ

2.1. Теоретические аспекты компьютерного картографирования

2.2. Геоинформационные системы, геоинформационные технологии и моделирование в агролесомелиоративном картографировании

2.3. Модели пространственных данных

ГЛАВА 3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА МАТЕМАТИКОКАРТОГРАФИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ГЕОИНФОРМАЦИОН-НОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ ДЕГРАДАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ

3.1 Программа и объект исследований

3.2. Методология картографо-аэрокосмического мониторинга агроландшафтов

3.3. Методика компьютерного дешифрирования космоснимков

3.4. Методика полевого эталонирования аэрокосмической информации
3.5. Методика компьютерного картографирования деградации ландшафтов
3.6. Методика компьютерного математико-картографического моделирования агролесных ландшафтов и деградационных процессов в них
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ И КАРТОГРАФИРОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ ПОЧВ В АГРОЛАНДШАФТАХ
4.1. Дешифрирование аэрокосмических снимков почвенного покрова
4.2. Выявление связи фототона изображения и содержания гумуса в различных типах почв
4.3. Исследование влияния состояния и структуры почвы на фототон изображения
4.4. Дешифрирование деградации почв по космоснимкам
4.5. Фотоэталонирование и компьютерное картографирование деградации почв
ГЛАВА 5. ДИСТАНЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И КАРТОГРАФИРОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ ПАСТБИЩНЫХ УГОДИЙ АРИДНЫХ ОБЛАСТЕЙ ЮГА РОССИИ
5.1. Дешифрирование аэрокосмических снимков пастбищных угодий
5.2. Эталонирование состояния пастбищ
5.3. Картографирование и оценка деградации пастбищных угодий
5.3. Оценка деградации ландшафтов-аналогов на примере Убсу-Нурского
аймака (Монголия)
6.2. Фотоэталонирование ЗЛН

6.3. Исследования статистического распределения фототона изображения защитных лесных насаждений
6.4. Влияние деградации ЗЛН на фототон цифрового изображения;
6.5 Оценка деградации ЗЛН по материалам аэрокосмической фотосъемки.
ГЛАВА 7. АГРОЛЕСОМЕЛИОРАТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ ЛАНДШАФОВ
7.1. Технологии обустройства агролесоландшафтов
7.2. Технологии и технические средства сбора лесных плодов для выращивания лесопосадочного материала в лесопитомниках
7.3. Технология и техническое средство выращивания посадочного материала в лесопитомниках
7.4. Технологии создания агролесных экосистем на склонах
7.5. Технология и пневматическое орудие для профилактики пожаров в сосновых насаждениях
ГЛАВА 8. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ АГРОЛЕСОМЕЛИОРАТИВНОГО ПРОГНОЗНО-ДИНАМИЧЕСКОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ ДЕГРАДАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В АГРОЛАНДШАФТАХ
8.1. Экологическая оценка состояния агроландшафтов по материалам аэрокосмических исследований
8.2. Методология экономической оценки стоимости почв по материалам аэрокосмических исследований
8.3. Методология эколого-экономической оценки состояния пастбищных угодий по материалам аэрокосмических исследований
8.5. Эколого-экономическая оценка состояния лесных насаждений по материалам аэрокосмических исследований
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Антропогенное воздействие на окружающую среду, особенно в агроландшафтах к началу 21 века привело к трансформации их в неустойчивые, деградированные экосистемы, поддержание которых в относительном равновесии требует постоянного увеличения затрат, что снижает конкурентоспособность продукции и повышает ее себестоимость. Даже использование современных ресурсосберегающих технологий аграрного производства не гарантирует сохранение плодородия почв и продуктивности пастбищ без использования средств и способов агролесомелиорации таких объектов.
Для Юга РФ в условиях недостаточного увлажнения, неравномерности выпадения осадков, когда их минимум приходится на период вегетации зерновых культур, главным способом получения гарантированных урожаев является лесная мелиорация пашни и фитомелиорация пастбищ и сенокосов.
Наиболее уязвимым элементом агроландшафта является почва, так как именно она подвержена максимальному воздействию внешних природно-климатических и антропогенных факторов. В Российской Федерации из 212 млн га сельскохозяйственных угодий деградацией, и опустыниванием затронуто около 126 млн га (59,4% общей площади) [1].
Для значительных площадей агроландшафтов Юга Европейской части России, подверженных деградации и опустыниванию, необходимо точное научное обоснование проектов и создание современных тематических карт, отражающих как экологическое состояние таких площадей, так и основные факторы, влияющие на продуктивность агроландшафтов. Для выполнения этих работ обычно проводятся трудоемкие и дорогостоящие экспедиционные обследования, которые в силу значительной площади территории не могут с достаточной объективностью и точностью описать динамические процессы,и экологическое состояние в агроландшафтах.
Применение аэрокосмических методов для изучения и картографирования экологических условий в агроландшафтах сокращает затраты на проектно-
ных, энергетических, информационных коммуникаций.
Космический аппарат SPOT-5 (таблица 2.8) оснащен высокоточным стереоскопическим детектором, позволяющим получать стереопары для построения глобальной модели рельефа SPOT-DEM, а также двумя камерами высокого разрешения, позволяющими получать черно-белые изображения с разрешением 5 м (в режиме SuperMode - до 2,5 м) и цветные - с разрешением 10 м. Кроме того, на SPOT-5 установлена камера VEGETATION 2, позволяющая получать практически ежедневно снимки всей поверхности Земли с разрешением 1 км. Расчетный срок пребывания на орбите составляет не менее 5 лет.
Таблица 2.8 - Основные технические характеристики спутника Spot-
Режимы Панхроматиче- ский Мультиспектр альный Вегетационный
Спектральный диапазон, мкм 0,48-0,71 зеленый: 0,50-0,59 красный: 0,61-0,68 ближний ИК: 0,78-0,89 средний ИК: 1,58-1,75 0,45-0,52 0,61-0,68 0,78-0,89 1,58-1,
Пространственное разрешение 5 (в режиме Super Mode до 2,5) 10 1
Ширина полосы съемки, км 60 (в надире) 60 (в надире) 1000 и 2
Формат файлов СеоТТЕТ
Обработка Радиометрическая, сенсорная и геометрическая коррекция. Приведение к картографической проекции
Периодичность съемки, дн. 26 (при съемке в надир)
Возможность получения стереопары Да, с одного витка
Срок выполнения заказа, дн. 7-14 для архивных данных 7-90 для съемки на заказ
Области применения данных дистанционного зондирования, полученных со спутника Spot 5: создание и обновление топографических и специальных карт, вплоть до масштаба 1:25 ООО; создание цифровых моделей рельефа с точностью 5-10 метров по высоте; инвентаризация и контроль строительства объектов инфраструктуры транспортировки и добычи нефти и газа; мони-