ОПИСАНИЕ
I ЭТАПА.
Введение.
Этот этап проекта включает детальное изучение архивных и текущих данных, полученных как с российских, так и американских спутниковых систем национальной безопасности на двух тестовых участках - по одному в России и в США. Целью данного этапа является оценка возможностей использования изображений, полученых спутниковыми системами национальной безопасности для формирования таких продуктов, как карта границ категорий лесных и нелесных земель, характеристики лесных насаждений, обнаружение изменений в этих характеристиках, а также мониторинг процессов, связанных с обезлесеванием и лесовосстановлением.
Контрольные участки.
Для исследований были выбраны два контрольных участка, расположенных на территории Егорьевского лесхоза Московской области (Россия) и опытного лесного хозяйства “Ручей Бонанза” (Аляска, США). Эти тестовые участки выбирались с учетом типов лесной растительности, произрастающих в бореальных лесах, особенностями ведения лесного хозяйства, а также научной деятельностью, включая современные исследования, выполненные на начальном этапе настоящего проекта.
Отдельно было проведено исследование, связанное с долгосрочными изменениями в лесах Приангарья и направленное на изучение возможностей применения рассекреченных снимков спутниковых систем национальной безопасности для этой задачи.
Технический подход.
На первом этапе были выполнены следующие четыре отдельных исследования:
Исследование (1) - Картографирование категорий земель.
Основной информацией, необходимой для лесного хозяйства, является разделение территории лесного фонда на отдельные категории земель. Целью настоящих исследований являлось определение эффективности использования изображений, полученных системами национальной безопасности, для оценки категорий земель и характеристик лесных насаждений на этих двух тестовых участках. Российские эксперты выполняли обработку изображений российских спутниковых систем национальной безопасности, полученных на территорию Аляски, а американские специалисты аналогичную обработку изображений своих спутниковых систем национальной безопасности на территории Егорьевского лесхоза. Полученные карты сравнивались с данными лесоинвентаризации и результатами наземного обследования территории контрольных участков.
 |
 |
| Результаты
исследования по Егорьевскому тестовому участку |
Результаты
исследования по тестовому участку на ручье Бонанза |
Исследование (2) - Определение характеристик лесных насаждений.
Одними из наиболее важных данных для лесного хозяйства является знание лесотаксационных характеристик насаждений, включающих породный состав, полноту насаждения, среднюю высоту, диаметр стволов и крон деревьев в насаждении. Эту информацию можно относительно просто получить при полевых обследованиях лесов. Однако, в некоторых случаях (особенно это актуально для лесов Сибири и Дальнего Востока России) достижение территории наблюдения становится трудно выполнимой задачей. Таким образом, стоимость наземных и полевых работ для получения лесотаксационной информации резко возрастает.
Цель настоящих исследований заключалась в выяснении, как эффективно могут использоваться изображения, полученные системами национальной безопасности для оценки характеристик лесных насаждений, произрастающих на территории тестовых участков.
Для выполнения этой работы американские и российские ученые определили набор характеристик, которые можно было бы получить в полевых условиях.
Российские эксперты выполняли обработку изображений российских спутниковых систем национальной безопасности, полученных на территорию Аляски, а американские специалисты аналогичную обработку изображений своих спутниковых систем национальной безопасности на территории Егорьевского лесхоза. Результатом анализа изображений явился список показателей для каждого тестового насаждения. Точность полученных результатов оценивалась по данным наземного обследования учетных насаждений.
 |
 |
| Результаты
исследования по Егорьевскому тестовому участку |
Результаты
исследования по тестовому участку на ручье Бонанза |
Исследование (3) – Анализ изменений в лесах.
Одной из самых важных задач, стоящих перед человечеством является мониторинг и понимание процессов, происходящих в лесах планеты и приводящих к изменениям в их состоянии. Это особенно важно для лесов бореальной зоны, которые подвержены воздействию антропогенных (вырубки) и природных факторов (пожары, насекомые-вредители и др.).
В настоящее время в мире активно используются данные гражданских спутниковых систем для мониторинга изменений в лесном покрове (для получения большей информации можно обратиться к странице в интернет: Land Cover / Land Use Change Program). Однако эти данные в общей своей массе не позволяют детально охарактеризовать тип изменения и описать состояние территории в местах изменений.
Целью данного исследования являлось определить, как эффективно могут использоваться изображения, полученные системами национальной безопасности, в совокупности с гражданскими изображениями для картографирования изменений в категориях земель и характеристиках древостоя в бореальных лесах Аляски и России.
Для выполнения этой работы на начальном этапе российские исследователи провели обработку разновременных изображений Landsat TM (1986–95гг.), а также рассекреченных данных систем национальной безопасности США (DISP-1972 г.) и изображений SPOT PAN /XS (1994г.) для выявления изменений в лесах Егорьевского лесхоза (Московская область). По результатам анализа были отобраны 12 тестовых участков изменений, где было выполнено полевое обследование. Данные о местоположении тестовых участков были переданы американским исследователям, которые провели детальную оценку современной ситуации с использованием данных систем национальной безопасности США. Полученные результаты сравнивались с данными лесоинвентаризации и результатами наземных наблюдений. Аналогичные работы были выполнены по лесам тестового участка, расположенного на территории опытного лесного хозяйства “Ручей Бонанза” (Аляска, США). Российские специалисты выполняли анализ участков изменений по данным систем национальной безопасности России, а оценку точности результатов выполняли американские исследователи.
 |
 |
| Результаты
исследования по Егорьевскому тестовому участку |
Результаты
исследования по тестовому участку на ручье Бонанза |
Исследование (4) - Анализ долгосрочных изменений лесного покрова.
Целью данного исследования является демонстрация возможностей мониторинга долгосрочных изменений лесного покрова на основе комплексного анализа космических снимков национальной безопасности и гражданских спутниковых систем, полученных на одну и туже территорию в различные временные интервалы. Для этого исследования были определены два тестовых участка в Чуноярском и Усольском лесхозах. Первый расположен в бассейне р. Чуна (приток р. Бирюса), а второй в бассейне р. Бирюса. Одновременно, участок в Усольском лесхозе использовался для оценки воздействия на леса региона сибирского шелкопряда.
 |
 |
| Результаты
исследования по Бирюсинскому тестовому участку |
Результаты
исследования по Чуноярскому тестовому участку |
Общие выводы.
Возможности использования информации, извлекаемой из данных средств национальной безопастности, были продемонстрированы на этапе I в четырех различных областях применения. Укажите здесь для ознакомления с выводами, полученными по результатам выполнения этапов I и II.
Картографирование категорий земель - В то время, когда создание обобщенных карт категорий земель на основе гражданских космических снимков уже используется в практике, детальное распознавание многочисленных категорий земель с высокой точностью по-прежнему базируется на полевых обследованиях, необходимых для создания обучающего материала для интерпретации космических изображений. Показано, что несекретные продукты, получаемые на основе данных систем национальной безопасности, могут служить обучающими материалами в целях повышения качества интерпретации гражданских космических снимков, особенно в районах, где трудно осуществлять полевые обследования территории.
Определение характеристик древостоев - Это исследование показало, что информация о характеристиках лесных насаждений (группах насаждений по породному составу, степени сомкнутости полога, диаметрам крон и высоте) может быть получена на основе данных систем национальной безопасности. То, что в отдельных случаях точность информации не всегда соответствует требованиям лесоинвентаризации, в основном обусловлено не возможностями метода, а скорее, результатом методологического подхода. Специалисты по разработке производных продуктов на основе данных систем национальной безопасности не имели опыта работы с теми лесными формациями, которые были представлены на двух тестовых участках, что не могло не сказаться на точности дешифрирования “слепым” методом. Был сделан вывод о том, что при соответствующей подготовке и дополнительных знаниях можно значительно повысить точность получаемой информации и довести ее до необходимого уровня.
Анализ изменений лесного покрова - Архивные данные гражданских спутниковых систем служат основой для проведения систематического анализа изменений лесного покрова и категорий земель на обширных территориях. Однако, часто сбор данных полевых обследований для точной интерпретации изменений на этих космических снимках бывает сопряжен со значительными трудностями, поскольку изменения либо произошли в прошлом, либо связаны с труднодоступными районами. Это исследование продемонстрировало, что информация, получаемая на основе данных систем национальной безопасности, может быть использована для корректной интерпретации изменений, выявляемых по гражданским космическим снимкам.
Мониторинг долгосрочных изменений лесного покрова - Гражданская космическая съемка земной поверхности началась в 1972 году, что ограничивает временные рамки мониторинга изменений лесного покрова. Недавно осуществленное рассекречивание данных национальной безопасности США, полученных до 1972 г., существенно расширяет диапазон использования космической информации для нужд мониторинга земного покрова. Результаты данного исследования свидетельствуют о том, что изображения DISP в совокупности с гражданскими космическими снимками могут успешно применяться для мониторинга процессов долгосрочных изменений в бореальных лесах и располагают значительными предпосылками для оценки углеродного бюджета в лесных экосистемах.
Возврат на главную
страницу