---

Состояние вопроса

Увеличение объема поступающей аэрокосмической информации, используемой для соз- дания и актуализации тематических карт в ГИС, а также повышение требований к скорости и точности ее интерпретации, делает актуальной проблему автоматизации процесса обработки космической информации и тематического картографирования.

За последние годы появился ряд работ, посвященных решению этих задач [2; 3]. В них описываются различные подходы к картографированию природно-территориальных ком- плексов разного ранга на основе последовательной реализации алгоритмов обработки ин- формации в ГИС, начиная со сбора, представления и анализа первичных полевых данных, обработки и интерпретации материалов дистанционного зондирования и заканчивая автома- тизированным созданием карт различного тематического содержания. Выделяемые при этом территориальные единицы расчленения земного покрова характеризуются различным тема- тическим содержанием, размерностью и классификационным рангом.

Большинство работ, в которых рассматриваются вопросы разработки тематических карт с использованием ЦМР, посвящены ландшафтному картографированию. Ландшафтные еди- ницы выделяются на основе автоматизированной классификации ЦМР [1], космических снимков [2; 4] либо их сопряженного анализа [5]. Заслуживает внимания метод выделения потенциальных типов условий местопроизрастания, обусловленных формами рельефа, на основе детального анализа морфометрических показателей ЦМР [6].

Наиболее полно и систематизированно технология создания ландшафтных и производных от них тематических карт описана в ряде глав коллективной монографии под редакцией док- тора географических наук А. К. Черкашина [2], посвященной вопросам ландшафтно- интерпретационного картографирования.

Другое направление исследований связано с дифференциацией на космических снимках пространственных единиц растительного покрова разного ранга [3], классов растительного покрова, классов преобладающих лесообразующих пород [7]. При этом показатели ЦМР ис-

---

пользуются как косвенные признаки, характеризующие условия местопроизрастания.

Целью наших исследований является разработка алгоритма автоматизированного карто- графирования восстановительной динамики лесных экосистем на основе ГИС-технологий.

Задача автоматизированного картографирования растительного покрова и, в частности, его восстановительной динамики достаточно сложна и включает в себя ряд подзадач, для успешного решения которых требуются специалисты технических и биологических дис- циплин.

Одна из задач – идентификация типологического разнообразия лесов по космическим снимкам. Для идентификации типологического разнообразия лесного покрова используются косвенные признаки, например, элементы рельефа местности, индицирующие определенные лесорастительные условия. Для автоматизированной систематизации и типизации лесорасти- тельных условий, которые во многом определяют состав и структуру растительного покрова, ГИС-технологии являются наиболее перспективным методом.

С появлением специализированного программного обеспечения и совершенствованием космической съемки традиционные методы дешифрирования данных дистанционного зонди- рования могут быть в значительной мере автоматизированы и объединены в единую техно- логию, что значительно облегчит процесс дешифрирования и выведет достоверность и де- тальность результатов на новый качественный уровень [2].

Другая задача, требующая решения при разработке тематических карт, связана с тем, что научная и практическая ценность карт в значительной степени определяется принципами классификации, на основе которых строятся их легенды. Поэтому для систематизации расти- тельных сообществ и их динамических состояний необходима классификация, отражающая природные закономерности их распространения, особенности происхождения и направление дальнейшего развития.

Используемые подходы и методы
Для классификации разнообразия лесной растительности с целью отражения стадий ее

---

восстановительной динамики в разных лесорастительных условиях был использован генети- ческий подход (позднее его стали называть географо-генетическим), разработанный в России на примере горных лесов Дальнего Востока [8]. Этот подход получил дальнейшее развитие и практическое применение в разных по лесорастительным условиям регионах: на Урале, на юге Средней Сибири [9–11]. Подобные принципы классификации использованы и в ряде за- рубежных исследований [12; 13].

Основной единицей генетической классификации является тип леса, понимаемый как ряд генетически связанных и последовательно сменяющихся насаждений, которые развиваются в пределах определенного типа лесорастительных условий. Тип лесорастительных условий выделяется с учетом геологического и геоморфологического строения территории. Генетиче- ский подход к классификации основывается на том, что все насаждения в пределах относи- тельно однородной по топологическому положению территории рассматриваются как воз- растные стадии характерного для этих условий коренного насаждения. Коренные и производные типы насаждений в пределах определенного типа лесорастительных условий группируются в восстановительный ряд растительности – тип леса.

Этот подход особенно актуален для лесов Среднего Приангарья в связи с их сильной на- рушенностью и преобладанием в качестве современной растительности различных стадий ее восстановления, что значительно затрудняет выявление естественного генезиса лесов и их классификацию. Важным преимуществом такого подхода является то, что разнообразие лес- ных сообществ систематизируется не по изменчивым внешним признакам (например, видо- вой состав), а по сходству условий местопроизрастания. В результате анализа ЦМР изучае- мая территория дифференцируется на участки, однородные по топографическому положению и сочетанию элементов или форм мезорельефа, а, следовательно, по экологиче- ским режимам, создающим определенный лесорастительный эффект.

В качестве основы для классификации использована система единиц, разработанная для

---

лесов Урала [14; 15], а также разработки Л. В. Попова [11] для возвышенной равнины юга Средней Сибири. Разнообразие лесов района исследований рассматривается как совокуп- ность различных стадий рядов восстановления лесной растительности.

Методика автоматизированного картографирования восстановительной динамики лесов разрабатывается в рамках ГИС «Леса Средней Сибири» [16] на основе специализированной подсистемы ГИС «Динамика и биоразнообразие лесов». Подсистема сформирована на основе банка данных ГИС и постоянно пополняется новыми данными.

Согласно устоявшейся концепции использования данных ДЗЗ комплексная обработка аэрокосмической информации осуществлялась в несколько этапов. На первом этапе произ- водилась предварительная обработка, в процессе которой выполнялись геометрическая кор- рекция и преобразование изображений в заданные картографические проекции; пространст- венная привязка снимков к местности; радиометрическая коррекция и комплексирование мультиспектральных изображений с целью улучшения их качества.

На втором этапе с использованием нормализованных изображений производилась тема- тическая обработка с привлечением методов классификации и распознавания образов [17].

В нашем случае объектами тематической классификации являлись два типа изображений: мультиспектральное изображение дистанционной съемки и многоканальное изображение характеристик рельефа местности (ЦМР-композит), включающее слои высоты, уклона и кри- визны поверхности. Тематическая обработка обоих типов изображений выполняется незави- симо друг от друга стандартными процедурами неуправляемой или управляемой классифи- кации. Возможно также последовательное использование неуправляемой и управляемой классификации с промежуточным этапом идентификации и коррекции множества информа- ционных классов. В качестве метода неуправляемой классификации часто используется про-

---

Смотрите также файлы

• Управление качеством программного обеспечения.pptx

• Государственное автономное учреждение саратовской области марксовский реабилитационный центр.pdf

• Is important for everyone. Children, adolescents, and adults of all ages need.docx

• Волшебный барабан.docx

• Интернет альтернатива реальности.pdf