Дистанционный мониторинг таежных лесов с использованием ГИС-технологий обработки цифровых и архивных аналоговых аэро и космических изображений

• Автор: Ердяков, Сергей Васильевич
• Шифр специальности: 06.03.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 196 с. : ил.

Список использованных в диссертации сокращений:
АФС Аэрофотоснимок
АК Аэрокосмический
АКФС Аэро и космические фотоснимки
АИПС Автоматические информационно - поисковые системы
АСК Автоматические системы картографирования
АСИС Автоматические справочно-информационные системы
БД База данных
БЗ База знаний
БИК Близко инфракрасный диапазон
ВПТ Выделы перечисленной таксации
ГИ Г еоинформационный
ГЭ Г еоэкология
ГЛОНАСС Глобальная наблюдательная спутниковая система
ГПС Г лобальная позиционирующая система
ГЛФ Государственный лесной фонд.
дс Дистанционная съемка
дз Дистанционное зондирование
дм Дистанционные методы
ИАС Информационно-аналитическая система
МВТ Информационно-вычислительная техника
ивк Информационно-вычислительный комплекс
ик Инфракрасный диапазон
КЗ Условные картографические знаки
ки Картографическая информация
КФС Космический снимок
ЛУ Лесоустройство.
ЛРМ Линейное разрешение на местности
ло Ленинградская область
ллк Лисинский лесной колледж
ЛУОЛХ Лисинский учебно-опытный лесхоз
НБМДС Национальная библиотека материалов для сборки
нсгз Нижнесвирский государственный заповедник
окм Объектно-картографический метод организации геоданных
оэкк Оптико-электронная кадровая камера
опл Опытно-показательный лесхоз
ОЗУ Особо защитный участок
оопт Особо охраняемая природная территория
ПЗС Прибор с зарядовой связью
ПК Персональные компьютеры
РБД Реляционная база данных

САПР Системы автоматизированного проектирования и моделирования
СВД Система визуализации данных
ски Системы картографической информации.
СУБД Система управления базой данных
тз Техническое задание
ТЗБХ Тосненский завод бытовой химии
ТЗоб,хр,мод ТЗ на хранение, обновление и моделирование
ТЗпр ТЗ на представление данных
ТЗсб Техническое задание на сбор данных
ТИК Тепловой инфракрасный диапазон
ТТО Типовая топографическая основа
УМХ Уровень моделирования и хранения данных
УОЛХ Учебно-опытный лесхоз
УП Уровень представления данных
УСО Уровень сбора и обработки данных
ФСЛХР Федеральная служба лесного хозяйства России
эмс Электромагнитный спектр
A-code Работа GPS- навигатора в наименее точном режиме
C/A-code Работа GPS- навигатора в промежуточном режиме
CGIS ТИС Канады
GBFRA Глобальный учет ресурсов бореальных лесов
GFRA Глобальный учет лесных ресурсов
GCP Наземные контрольные точки
GPS Система спутникового геопозиционирования
HVRR КС низкого и очень низкого разрешения
ID Идентификатор. Это уникальный признак, позволяющий различать объекты среди множества других
ISIS Интегрированной ГИС
IUCN Международный союз сохранения природы
Landsat-TM КС высокого и среднего разрешения
MSS КС низкого разрешения
ONDVI Индекс оптической плотности растительности
OSAVI Индекс ОП комплекса растительность-почва
P-code Работа GPS- навигатора в наиболее точном режиме
Rio-92 Конференция ООН по охране окружающей среды
SAI Институт прикладных исследований Земли из космоса
TIN Модель треугольной нерегулярной сети
TBFRA Учет лесов бореального и умеренного поясов
UNCN Комиссия ООН по сохранению природы
WWF Фонд дикой природы

Оглавление
Введение: Общая характеристика диссертационного исследования 6 Глава 1 Состояние изученности проблемы
1.1. Краткая характеристика методов устройства лесов России
1.2. Статистические методы инвентаризации лесов
1.3. Дистанционные методы инвентаризации лесов
1.3.1. Обзор космических съемочных систем высокого разреше- 24 ния
1.3.2. Обзор космических съемочных систем среднего разрешения
1.3.3. Нефотографические методы аэросъемки: цифровые АФА
1.3.4. ГИС и ДМ, как средство непрерывной инвентаризации ле- 58 сов и мониторинга за состоянием земель лесного фонда
Глава 2 Объем и характеристика исходных материалов. Программа и ме- 60 тодика исследования.
2.1. Объем и характеристика исходных материалов
2.2. Оценка достоверности и точности дешифрирования различ
ных категорий земель лесного фонда по традиционным (аналоговым) материалам дистанционного зондирования
2.2.1. Признаки и результаты дешифрирования цифровых и ар- 62 хивных цветных спектрозональных аэроснимков масштаба 1:5000
- 1:10
2.2.2. Дешифрирование насаждений пробных площадей и выделов 63 - эталонов по цифровым и архивным цветным спектрозональным аэроснимкам масштаба 1:10
2.2.3. Оценка возможностей дешифрирования молодняков
2.2.4. Оценка достоверности и точности дешифрирования архив- 70 ных космических фотоснимков
2.2.5. Оценка точности дешифрирования таксационных показате- 74 лей пробных площадей по аэрофотоснимкам
2.3. Программа исследования
Глава 3 Основы классификации, дешифрирования и интерпретации мно- 77 госпектральных и гиперспектральных материалов ДЗЗ
3.1. Критерии и методы укрупненной оценки качества изображе- 77 ний в растровых графических форматах
3.1.1. Оценка яркости изображения
3.1.2. Оценка контрастности изображения
3.1.3. Оценка преобладающего тона и тоновой насыщенности
3.1.4. Оценка резкости изображения
3.2. Спектральная яркость объектов ландшафтной оболочки Земли
3.2.1. Особенности фенологического состояния земель лесного 86 фонда
3.2.2. Спектральная яркость полога насаждений основных лесооб- 91 разующих пород и ландшафтов
3.3. Контрастность природных эталонов
3.3.1. Оптическая плотность «подложки»: напочвенного покрова и 103 обнаженных хозяйственными воздействиями почв

наблюдений. Поворот до 24 градусов поперек траектории обеспечивается поворотом всего телескопа. Разделение диапазонов обеспечивает наблюдение во всех трех диапазонах одновременно. Скорость передачи данных до 62 Мб/с при использовании всех четырех диапазонов.
Подсистема SWIR. Подсистема SWIR работает в шести спектральных диапазонах в ближнем ИК через один телескоп, смотрящий в надир, и обеспечивающий разрешение 30 метров. Из-за большого размера комбинации фильтров/детекторов детекторы сильно разнесены, вызывая ошибку параллакса примерно в 0.5 пиксела на 900 метров высоты. Эта ошибка может быть скорректирована, если есть данные о высоте, например, ЦМР.
Подсистема TIR. Подсистема TIR работает в пяти диапазонах в тепловом инфракрасном диапазоне через один, жестко зафиксированный телескоп с разрешением 90 метров. В сканирующем режиме зеркало обеспечивает сбор данных только в одном направлении.
Космическая съемочная система Landsat 7. Спутник Landsat-7 выведен на орбиту 15 апреля 1999 г. и имел расчетный срок эксплуатации - 5 лет. Спутник продолжает серию природно-ресурсных спутников Landsat (первый аппарат этой серии был запущен в 1972 г). Миссия Landsat-7 является совместным проектом трех крупнейших американских правительственных организаций (NASA, NOAA, USGS), призвана обеспечивать национальных и зарубежных потребителей спутниковой информацией среднего и высокого разрешения.
Установленная на спутнике съемочная аппаратура - сканирующий радиометр Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+), обеспечивает съемку земной поверхности в шести каналах с разрешением 30 м, в одном ИК канале - с разрешением 60 м и одновременную панхроматическую съемку с разрешением 15 м при ширине полосы обзора для всех каналов около 185 км. Характеристики радиометра, имеющего 8 спектральных каналов приведены в таблице 1.8.