Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Аэровидеоинформация в системе дистанционного мониторинга лесов

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Вуколова, Ирина Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЙ И ОСНОВНЫЕ

МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

1.1 Общая характеристика исследования.

1.2 Основные термины и определения.

ГЛАВА 2. РАЗВИТИЕ СИСТЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО

МОНИТОРИНГА В РОССИИ.

2.1 Методология экологического мониторинга.

2.2 Создание единой государственной системы экологического мониторинга.

2.3 Формирование системы мониторинга лесов.

2.3.1 Лесной мониторинг как подсистема ЕГСЭМ.

2.3.2 Лесопожарный мониторинг.

2.3.3 Лесопатологический мониторинг.

2.3.4 Мониторинг зон радиоактивного загрязнения.

2.3.5 Мониторинг лесов по методике ЕЖ ООН (ICP-Forest).

2.3.6 Мониторинг состояния земель лесного фонда.

2.3.7 Организационная структура системы лесного мониторинга.

2.3.8 Разработка основ дистанционного мониторинга лесов.

2.4 Задачи комплексного мониторинга лесов.

ГЛАВА 3. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АЭРОВИДЕОСЪЕМКИ И МЕТОДИЧЕСКИЕ

ПРИНЦИПЫ ОБРАБОТКИ ВИДЕОМАТЕРИАЛОВ.

3.1 Современный этап развития видеотехники.

3.1.1 Форматы видеозаписи.

3.1.2 Система нелинейного монтажа формата DV.

3.1.3 Формат цифровой видеозаписи на ленту.

3.1.4 Кодирование в цифровой видеозаписи.

3.1.5 Видеокомпрессия.

3.2 Видеосъемка лесов в зарубежных странах.

3.3 Технические характеристики использованной в экспериментах 55 съемочной аппаратуры.

3.4 Выбор авиационных носителей для организации видеомониторинга лесов.

3.5 Методы обработки видеоинформации.

ГЛАВА 4. МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ПО ПРИМЕНЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ АЭРОВИДЕОСЪЕМКИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ДИСТАНЦИОННОГО

МОНИТОРИНГА ЛЕСОВ.

4.1 Видеосъемка как инструмент дистанционного зондирования.

4.2 Оценка лесовозобновления вырубок на основе аэровидеосъемки с мотодельтаплана.

4.2.1 Характеристика объекта обследования.

Проведение подготовительных и полевых работ.

4.2.2 Аэровидеосъемка лесовозобновления вырубок.

4.2.3 Оценка результатов лесовозобновления вырубок по материалам аэровидеосъемки с мотодельтаплана.

4.3 Определение состояния лесных насаждений, пораженных сибирским шелкопрядом в Красноярском крае, по материалам оперативной видеосъемки.

4.3.1 Цели и задачи работ.

4.3.2 Краткая характеристика объекта работ.

4.3.3 Источники информационных данных.

4.3.4 Особенности получения аэровидеоинформации.

4.3.5 Натурные работы.

4.3.6 Экспертный анализ видеоинформации.

4.3.7 Результаты эксперимента по тематической компьютерной обработке видеоинформации.

ГЛАВА 5. ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ АЭРОВИДЕОИНФОРМАЦИИ И ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ВЕДЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ПРИРОДНЫХ КОМПЛЕКСОВ НАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРКОВ.

5*1 Методы сбора и обработки данных аэровидеосъемки для решения задач экологического мониторинга.

5.1.1 Выполнение аэровидеосъемки природных комплексов НП «Куршская коса».

5.1.2 Методы сбора наземных данных.

5.2 Основные направления экологического мониторинга лесных комплексов НП «Куршская коса».

5.3 Методические особенности использования материалов видеосъемки для включения в ГИС и ведения мониторинга природных комплексов.

5.3.1 Обработка видеоматериалов и наземных данных для ведения типовых и специальных видов мониторинга.

5.4 Формирование экспериментальной ГИС

НП «Куршская коса».

5.4.1 Структура ГИС.

5.4.2 Особенности формирования ГИС в программе Maplnfo.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Аэровидеоинформация в системе дистанционного мониторинга лесов"

Для изучения использования, охраны и воспроизводства лесов необходимо создать эффективную систему управления лесными ресурсами, базирующуюся на объективных оценках ресурсных и средообразующих возможностей лесов в различных природно-экономических районах страны. Такие оценки лесных территорий дадут возможность определить объемы допустимого хозяйственного воздействия на лесные экосистемы, не приводящего к их разрушению или потере средообразующих функций.

Для выполнения этих задач требуется обширная, всеобъемлющая информация о лесном фонде, на основе которой должны вырабатываться и приниматься оптимальные решения по многоцелевому использованию лесных ресурсов. Решение этой проблемы возможно при создании научной и технической базы, в основу которой положены методы дистанционного мониторинга.

С начала 70-х годов в нашей стране была развернута комплексная целевая программа научных исследований по разработке методов дистанционного зондирования лесов, направленная на реализацию задач лесной отрасли и охраны природы. Значительная часть работ этого направления проводилась в научно-исследовательской части В/О "Леспроект" (затем во Всероссийском научно-исследовательском и информационном центре по лесным ресурсам (ВНИИЦлес-ресурс), вив настоящее время - во Всероссийском научно-исследовательском институте лесоводства и механизации лесного хозяйства (ВНИИЛМ) и Международном институте леса. Опыт научного и производственного применения материалов дистанционных съемок привел к выводу о необходимости комплексного решения основных задач лесного хозяйства, связанных с изучением лесов, и контроля за их состоянием, в рамках специализированного лесного аэрокосмического мониторинга.

Отдельные задачи мониторинга лесов требует получения дистанционной информации в максимально короткие сроки. Это особенно важно для территорий интенсивного ведения лесного хозяйства, районов стихийных бедствий и экологических нарушений. В настоящее время наибольшей оперативностью получения информации обладает телевизионная съемка с воздушных носителей. Более детальная информация об изменениях в лесном фонде, но с меньшей оперативностью может быть получена при применении крупномасштабной аэрофотосъемки.

Актуальность темы определяется необходимостью скорейшей разработки и внедрения в практику мониторинга лесов новых эффективных методов, средств получения и обработки информации о состоянии лесов, способствующей повышению оперативности и объективности получаемых сведений, своевременному выбору и назначению эффективных мероприятий. Наиболее отвечают этим требованиям современные дистанционные средства, и, прежде всего — аэровидеосъемка, характеризующаяся наибольшей оперативностью получения информации.

Особое значение имеет цифровая аэровидеосъемка, обладающая рядом несомненных достоинств, среди которых - получение изображений, обладающих хорошей разрешающей способностью, готовых для компьютерной обработки и последующего использования с целью создания географических информационных систем (ГИС) с дистанционными потоками информации.

Актуальны новые тенденции в прикладном использовании таких информационных технологий, связанные с интеграцией, сочетанием различных методов сбора, обработки, хранения, обновления, интерпретации и представления данных с целью изучения ресурсного и экологического потенциала лесов.

Цели и задачи исследования. Цели исследований заключались в разработке и апробации метода оперативной аэровидеосъемки для решения различных задач мониторинга лесов. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Анализ современной структуры сбора информации в системе экологического мониторинга в России.

2. Анализ современных технических средств и методов сбора дистанционной информации о состоянии лесных экосистем.

3. Обоснование и разработка методики и технологии аналоговой и цифровой аэровидеосъемок и результатов их интерпретации для решения отдельных задач мониторинга лесов: оценки состояния лесовосстановления на вырубках; оценки состояния насаждений, поврежденных энтомовредителями.

4. Исследование особенностей обработки и использования материалов аналоговой и цифровой аэровидеосъемок в среде географических информационных систем (ГИС).

5. Разработка методических принципов организации экологического мониторинга природных комплексов национальных парков на основе данных аэровидеосъемки и ГИС-технологий (на примере национального парка «Курш-ская коса»).

6. Определение места аэровидеосъемки в системе дистанционного мониторинга лесов.

Научная новизна результатов исследований. Впервые проведены комплексные исследования по получению и применению материалов аэровидеосъемки для решения задач мониторинга лесов. Обоснованы и разработаны методические рекомендации по использованию оперативной телевизионной съемки в сочетании с крупномасштабной аэрофотосъемкой для информационного обеспечения мониторинга лесов.

Определены технологические особенности и проведены экспериментальные работы по автоматизированной интерпретации материалов аналоговой и цифровой аэровидеосъемок. Разработаны методические подходы к использованию материалов телевизионной съемки в среде ГИС. Разработана структура и созданы специальные базы пространственных и атрибутивных данных географической информационной системы экологического мониторинга природных комплексов национального парка "Куршская коса" на основе данных аэровидеосъемки.

Практическая ценность работы. Материалы и результаты настоящего исследования использованы при разработке ряда научных тем ВНИИЦлесресурс и подготовке методических документов Министерства природных ресурсов РФ («Наставление по организации и ведению лесопатологического мониторинга»). Разработаны методические «Рекомендации по использованию оперативной телевизионной съемки в сочетании с крупномасштабной аэрофотосъемкой для информационного обеспечения мониторинга лесов».

Предложены новые методические подходы к оценке состояния темнохвойных насаждений, поврежденных сибирским шелкопрядом в Красноярском крае на основе данных оперативной аналоговой аэровидеосъемки, созданы пространственные и атрибутивные базы дистанционных данных в структуре ГИС лесопато-логического мониторинга в рамках пилотного проекта Всемирного банка в 19961997 гг.

Разработаны методические положения ведения экологического мониторинга природных комплексов национальных парков на основе данных аэровидеосъемки и ГИС-технологий.

Разработана и внедрена географическая информационная система мониторинга природных комплексов национального парка «Куршская коса» на основе

Апробация работы. Основные результаты работы были освещены автором на Всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов, (Москва, 1990 г.), 5-ой научной конференции по тематической картографии (Иркутск, 1993 г.), Всероссийских научно-технической конференциях "Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов" (1994), Международной конференции Интеркарто-2: ГИС для изучения и картографирования окружающей среды (Иркутск, 1994 г.), VII конференции Международной ассоциации исследователей бореальных лесов (СПб, 1996 г.), научно-практической конференции "Современное состояние и перспективы развития геодезии, фототопографии, картографии и геинформационных систем" (Москва, 1997 г.), II Всероссийском совещании "Аэрокосмические методы и геоинформационные системы в лесоведении и лесном хозяйстве", (Москва, 1998 г.), Международной научной конференции "Изучение и охрана биологического разнообразия ландшафтов Русской равнины" (Пенза, 1999 г.), Всероссийском совещании "Экологический мониторинг лесных экосистем" (Петрозаводск, 1999 г.), Четвертой, Пятой и Шестой Всерооссийской конференции "Экологические проблемы сохранения исторического и культурного наследия" (Москва, 1999 г., 2000 г., 2001 г.), III Всероссийской конференции "Аэрокосмические методы и геоинформационные системы в лесоведении и лесном хозяйстве" (Москва, 2002 г.). Основные положения работы опубликованы в 26 научных статьях.

Результаты исследований используются автором при чтении лекций и ведении практических занятий по курсам «Информационые технологии в природопользовании» во Всероссийском институте повышения квалификации руководящих работников и специалистов лесного хозяйства и «Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве» в Московском государственном университете леса.

Личный вклад автора состоит в разработке программы и методики исследований по теме диссертации. Все научные исследования по теме диссертации, летно-съемочные, полевые экспериментальных работы, обработка видеоматериалов, создание баз данных ГИС с потоками аэровидеоинформации, комплексный анализ результатов выполнены при непосредственном участии автора.

В работе представлены результаты научно-исследовательских и опытно-производственных работ автора, выполненных с 1982 по 1989 гг. в Московской аэрокосмической лесоустроительной экспедиции ВО «Леспроект», с 1989 по 2001 гг. - во Всероссийском научно-исследовательском и информационном центре по лесным ресурсам (ВНИИЦлесресурс) по темам НИР: «Разработать рекомендации по использованию оперативной телевизионной съемки в сочетании с крупномасштабной аэрофотосъемкой для информационного обеспечения мониторинга лесов», «Разработать методы ведения экологического мониторинга территорий национальных парков с использованием аэрокосмических средств и ГИС-технологий» (УДК № гос. регистрации 01.99.0010458). Исследования по теме диссертации выполнены в соответствии с тематическим планом кафедры лесоустройства и охраны леса Московского государственного университета леса (МГУлеса).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Технические особенности получения аэровидеоинформации с помощью аналоговых и цифровых камер.

2. Методические принципы обработки аэровидеоматериалов.

3. Методология использования материалов аэровидеосъемки для оценки состояния лесовосстановления на вырубках.

4. Методические основы применения аэровидеоинформации для решения задач оценки состояния насаждений, поврежденных энтомовредителями (на примере сибирского шелкопряда).

5. Принципы использования аэровидеоинформации и ГИС-технологий в системе экологического мониторинга природных комплексов национальных парков (на примере НП «Куршская коса»).

6. Базовые рекомендации по применению аэровидеоинформации в структуре дистанционного мониторинга лесов.

Автор выражает искреннюю благодарность руководителю диссертационной работы профессору, д.с.-х. наук |Свалову Н.Н, [иницировавшему отдельные направления исследования, особую благодарность — научному консультанту, зам. директора ВНИИЛМ, профессору, д.с.-х. наук Филипчуку А.Н. и зав. сектором видеомониторинга отдела дистанционных методов ВНИИЛМ Орловой О.Л., осуществлявшей методическое руководство при проведении диссертационных исследований; главному специалисту ВНИИЛМ Колокольцеву А.Е.; зав. отделом дистанционных методов ВНИИЛМ к.г.н. Малышевой Н.В.; декану лесного факультета МГУлеса, заведующему кафедрой лесоустройства и охраны леса, профессору, д.с.-х. наук Харину О.А.; профессору кафедры лесоустройства и охраны леса МГУлеса, к.с.-х. наук Анисочкину В.Г.; зам. директора МИЛ, д.с.-х. В.И. Сухих, зав. сектором ЦЭПЛ РАН д.с.-х. В.М. Жирину; главному специалисту отдела лесоустройства Министерства природных ресурсов РФ к.с.-х. Артамонову С.И.; с.н.с. отдела дистанционных методов ВНИИЛМ Князевой С.В.; с.н.с. отдела дистанционных методов ВНИИЛМ Золиной Т.А. за помощь в проведении исследований и работе над диссертацией.

Заключение Диссертация по теме "Лесоустройство и лесная таксация", Вуколова, Ирина Александровна

Выводы и предложения

Результаты работ позволяют сформулировать ряд основополагающих принципов для организации системы видеомониторинга лесов НП "Куршская коса". Целесообразна организации двухступенчатого мониторинга: первая ступень — самолетная съемка, вторая — наземные наблюдения. Мониторинг предложено вести на основе получения видеоинформации двух масштабных уровней — обзорного и детального.

Самолет АН-2 может быть использован в качестве носителя видеосъемочной аппаратуры.

Из типовых видов мониторинга, предлагаемых для национальных парков, для НП "Куршская коса" характерно три: лесопатологический, лесохозяйственный и рекреационный. Прочие виды могут быть отнесены к специальным. Это мониторинг защитного пляжного дюнного вала, мониторинг состояния растительности высоких дюн и мониторинг состояния прибрежной растительности акватории Куршского залива.

Ведение экологического мониторинга парка осуществляется на основе ГИС, включающей следующие тематические слои: топографическая основа, планово-картографические материалы лесоустройства, схема функционального зонирования НП, видеоизображения обзорного уровня, видеоизображения детального уровня. Картографические слои дополнены двумя базами данных, одна из которых содержит таксационные характеристики лесоустроительных выделов, другая — специальную информацию, получаемую в ходе ведения мониторинга.

Организация системы мониторинга на основе дистанционных методов и ГИС-технологий включает использование наземных данных. Это целесообразно делать, как минимум, по двум причинам: а) с целью расширения информационной базы системы мониторинга, т.к. аэрокосмические методы не охватывают всего разнообразия показателей состояния природной среды; б) для повышения качества и точности интерпретации видеоинформации за счет тренировки исполнителей и введения в дешифровочные данные ошибок, определенных при сравнении де-шифровочных и наземных показателей.

Методы наземных наблюдений включали в себя следующие:

• закладка наземных пробных площадей со сплошным перечетом, картографированием древесно-кустарниковой растительности и панорамной видеосъемкой с трех угловых точек;

• организация пунктов наблюдений с глазомерным описанием растительности и панорамной видеосъемкой;

• выполнение наземных видеопроб с использованием двух видов съемок: панорамной и стереобазисной.

Сочетание материалов воздушной съёмки с материалами видеосъёмки наземных пробных площадей дает возможность существенно повысить достоверность результатов дешифрирования изображения аэровидеоснимков в целях видеомониторинга. На стадии разработки технологии сравнительный анализ материалов наземной и воздушной видеосъёмок позволяет наработать характерные зависимости для определения признаков дешифрирования лесных насаждений каждого типичного объекта национального парка. В дальнейшем применение материалов наземной видеосъёмки предлагается для проведения тренировок дешифровщиков, которые будут пользоваться материалами видеомониторинга в своей работе. Обучение пользователей направлено в основном на изучение признаков дешифрирования взамен тренировки в натуре. Наземная видеосъёмка проводится в выделах, пройденных выборочной перечислительной таксацией, на пробных площадях и отдельных характерных точках.

Камеральные работы по интерпретации видеоизображений и натурное обследование показали, что для ведения лесопатологического мониторинга:

• обзорную видеоинформацию целесообразно использовать только для пространственной привязки;

• детальная видеосъемка позволяет четко фиксировать деревья ели V-VI категорий санитарного состояния;

• по видеопробам возможно также определение елей III-IV категорий санитарного состояния.

Для лесохозяйственного мониторинга:

• на детальных видеоизображениях и видеопробах устойчиво определяется лишь крупный подрост хвойных пород;

• для более точного определения количественных и качественных показателей необходимо использовать видеопробы.

В летний период лесные массивы НП "Куршская коса" подвергаются интенсивной рекреационной нагрузке. Для ведения рекреационного мониторинга в процессе камеральных и натурных работ была разработана система стратификации, связанная с функциональным зонированием территории парка. В зонах активного отдыха и интенсивной рекреации материалы детальной аэровидеосъемки позволили обнаружить неблагоприятные по лесопатологическому состоянию деревья (V-VI категорий санитарного состояния) и уточнить их пространственное расположение. Интерпретация видеопроб обеспечила получение еще более точных данных о ле-сопатологии: выявлены деревья III-IV категорий санитарного состояния.

Для слежения за изменениями лесной среды и состоянием древесно-кустарниковой и травянистой растительности были организованы пункты видеонаблюдений во всех зонах рекреации.

Ведение мониторинга защитного пляжного дюнного вала в НП "Куршская коса" основано на использовании видеоинформации всех уровней детальности и в качестве дополнения к этому — данных наземной видеосъемки. Активная динамика природных комплексов этого природно-антропогенного объекта приводит к выводу о необходимости ведения достаточно частых видеонаблюдений.

Для ведения мониторинга высоких дюн сделаны следующие выводы:

• обзорная видеоинформация используется для пространственной привязки данных;

• видеоинформация детального уровня позволяет выявить неблагоприятные по состоянию древесно-кустарниковой растительности участки, выполнить их контурное и аналитическое дешифрирование;

• видеопробы дают возможность провести количественный подсчет хвойного возобновления и уточнить информацию об участках лесных культур, требующих дополнения.

При ведении данного вида мониторинга наземные наблюдения особенно необходимы, так как позволяют выявить санитарно-лесопатологическое состояние лесных культур, что не возможно определить с помощью аэровидеосъемки, даже высокой степени детальности.

Для ведения мониторинга состояния прибрежной растительности акватории Куршского залива :

• обзорную видеоинформацию использовать для пространственной привязки;

• учет растительности вести, придерживаясь определенной учетной единицы -квартала;

• детальную видеоинформацию использовать для выявления видового состава растительности и уточнения границ контуров;

• использование видеопроб только для участков особого режима (нерестилища ценных рыб, местообитания редких птиц и животных) по рекомендации специалистов - ихтиологов и охотоведов.

На начальном этапе разработки системы мониторинга предложена следующая периодичность наблюдений: наземные видеонаблюдения - ежегодно, а аэровидеосъемка разных уровней детальности - один раз в 2-3 года.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для обеспечения устойчивого управления лесными ресурсами в России необходимо создание системы мониторинга лесов под эгидой одной научно-производственной организации МПР России. Система ЛМ должна решать совокупность задач, обеспечивающих получение необходимой информации о состоянии и динамике лесных экосистем.

Работы по проектированию системы мониторинга лесов необходимо проводить на единой научно-методической и технической базе и поэтапно внедрять их в производство.

Учитывая большую площадь лесов страны и дефицит средств, следует выбрать такую методологию организации и ведения мониторинга, которая позволила бы при ограниченных затратах получать необходимый комплекс информации о лесных экосистемах. В основу системы лесного мониторинга должны быть положены средства дистанционного зондирования лесов (включая аэровидеосъемку), вычислительной техники и современные ГИС-технологии.

За последние годы по-настоящему широкие перспективы открылись перед видеосъемкой с появлением цифровых видеокамер и развитием и широким распространением геоинформационных технологий. В современном мире основные операции по обработке данных видеосъемки перенесены на компьютеры, а результаты обработки погружаются в ГИС-среду. Это подкрепляется и развитием программного обеспечения: специальные пакеты для работы с данными дистанционного зондирования включают все более развитые функции ГИС, а классические ГИС, рассчитанные на работу с векторными данными, активно развивают средства для работы с растровыми моделями.

В результате многолетних исследований, научного анализа отечественного и зарубежного опыта, собственных экспериментальных полевых, летно-съемочных работ, интерпретации аэровидеоинформации и создания географических информационных систем нами обоснована целесообразность использования материалов аэровидеосъемки в структуре дистанционного мониторинга лесов и определены основные принципы современного методического подхода и базовые рекомендации к применению аэровидеоинформации:

167

При ведении дистанционного мониторинга лесов на уровне авиационной ступени наблюдений целесообразно сочетание аэрофото- и аэровидеосъемок с ограниченным объемом наземных работ.

Самолеты АН-30, Ан-2, мотодельтаплан «Фрегат» могут быть использованы в качестве носителей аэровидеосъемочной аппаратуры.

Видеоинформация в аналоговом формате может быть использована на этапе экспертного анализа для принятия оперативных решений.

Получение и обработку материалов видеосъемки целесообразно выполнять в цифровом формате с помощью цифровых видеокамер и компьютеров.

Видеоизображения, материалы их интерпретации и получаемые по ним показатели необходимо использовать в составе пространственных и атрибутивных баз данных ГИС в виде отдельных слоев (таблиц) или дополнительной информации.

Результаты контурного, идентификационного и объектного дешифрирования могут быть включены в ГИС в виде векторной базы данных — точечных, линейных, площадных объектов. Результаты тематического дешифрирования, напротив, более удобно представлять в и растровом и в векторном форматах — распределение по территории классов объектов.

Интерпретацию видеоматериалов в среде ГИС следует рассматривать не как отдельный самостоятельный процесс, а как часть процесса комплексного анализа данных.

В среде ГИС, как правило, организуется работа не с отдельными видеокадрами, а с маршрутами или мозаиками. Отдельные изображения объединяют в единую структуру данных (в один файл). Это своеобразный аналог фотоплана на территорию.

Тематическая обработка изображения может вестись как непосредственно по трансформированным и привязанным снимкам в реальных системах координат, так и предусматривать возможность их последующего трансформирования и привязки.

Методы автоматизации тематической обработки видеоинформации (автоматизированных классификаций) целесообразно применять не для получения окончательного результата, а на этапе анализа данных.

Главное и окончательное решение по интерпретации изображения принимает эксперт.

Для обработки видеоизображений могут быть применены фотограмметрические методики, обеспечивающие выполнение точных геометрических измерений на снимках, в том числе отдельных таксационных характеристик древостоя.

Потоки аэровидеоинформации целесообразно включать в структуру многоуровневой ГИС мониторинга лесов как по отдельным тематическим направлениям: мониторинга состояния лесовосстановления на вырубках, лесопато-логического мониторинга и др., так для ведения комплексного мониторинга лесных экосистем. * *

Для развития методологии дистанционного мониторинга лесов в процессе диссертационных исследований при участии автора разработаны методические «Рекомендации по использованию оперативной телевизионной съемки в сочетании с крупномасштабной аэрофотосъемкой для информационного обеспечения мониторинга лесов». Определены методические подходы к оценке состояния темнохвойных насаждений, поврежденных сибирским шелкопрядом в Красноярском крае на основе данных оперативной аналоговой аэровидеосъемки, созданы пространственные и атрибутивные базы дистанционных данных в структуре ГИС лесопатологического мониторинга в решках пилотного проекта Всемирного банка в 1996-97 гг. Разработаны методические аспекты ведения экологического мониторинга лесов национальных парков на основе данных аэровидеосъемки и ГИС-технологий.

Разработана и внедрена географическая информационная система экологического мониторинга лесов национального парка «Куршская коса» на основе материалов цифровой аэровидеосъемки.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Вуколова, Ирина Александровна, Мытищи

1. Алексеев А.С. Мониторинг лесных экосистем. JL: Лесотехническая академия, 1997. 50 с.

2. Артамонов С.И., Вуколова И.А. Применение материалов фотографических и видеосъемок с мотодельтаплана для оценки состояния разрабатываемых и очищенных лесосек М.: Тезисы докладов Всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов, МЛТИ, 1990 г., 2 с.

3. Артамонов С.И., Малышева Н.В. Аэрокосмический метод обследования поврежденных промышленными выбросами лесов // Лесохоз. информ. № 9. 10. 1999. С. 33.40.

4. Афанасьев Ю.А. Фомин С.А. Мониторинг и методы контроля окружающей среды. Уч. пособие. Ч. 1. М.: Изд-во МНЭПУ. 1998.-208С.

5. Аэрокосмические методы в охране природы и лесном хозяйстве / Под. ред. В.И. Сухих, С.Г. Синицына. М.: Лесн. пром-сть, 1979. 288 с.

6. Аэрокосмический мониторинг лесов / А.С.Исаев, В.И.Сухих, Е.Н. Калашников и др. М.: Наука, 1991. 240 с.

7. Баранов Ю.Б., Королев Ю.К., Миллер С.А. Программное обеспечение для обработки данных дистанционного зондирования // Информ. бюл. ГИС-Ассоциации.1997. № 2 (9). С. 43.45.

8. Брюханов А.В., Господинов Г.В., Книжников Ю.Ф. Аэрокосмические методы в географических исследованиях: Учебное пособие. М.: МГУ, 1982. 232 с.

9. Валендик Э.Н., Сухинин А.И. Система прогнозирования и слежения за лесными пожарами // Аэрокосмический мониторинг лесов. М.: Наука, 1991. С. 110.122.

10. Воронцов А.И. Лесная энтомология. М.:Высшая школа, 1982.

11. Воронцов А.И., Мозолевская Е.Г., Соколова Э.С. Технология защиты леса. М.: Экология, 1991.

12. Вуколова И.А. Исследование изобразительных свойств материалов съемки с мотодельтаплана. М.: Тезисы докладов Всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов, МЛТИ, 1990 г., 2 с.

13. Вуколова И. А. Перспективы использования материалов крупномасштабной аэрофото- и телевизионной съемок для таксации древостоев. Пушкино: Совершенствование научного обеспечения лесохозяйственного производства, 1990 г., 2 с.

14. Вуколова И.А., Орлова O.JI. Оценка лесовосстановления на вырубках с помощью дистанционных средств // Проблемы организации многоцелевого лесопользования. Сбор. науч. тр. М.: ВНИИЛМ, 1997. С. 93.99.

15. Выгодская Н.Н., Горшкова И.И. Теория и эксперимент в дистанционных исследованиях растительности. Л.: Гидрометеоиздат.1987. 248 с.

16. Гласман К.Ф. Профессиональное цифровое видеооборудование.№ 9, Каталог-обзор "ЭРА", 2002.C.4-9.

17. Дистанционное зондирование в лесном хозяйстве / Е.П.Данюлис, В.М.Жирин, В.И.Сухих, Р.И.Эльман. М.: Агропромиздат, 1989. 223 с.

18. Дмитриев И.Д., Мурахтанов Е.С., Сухих В.И. Лесная авиация и аэрофотосъемка. М.: Агропромиздат, 1989. 366 с.

19. Дроздов И.И. Современные технологии искусственного лесовыращивания / Лесохо-зяйственная информация. М.:ВНИИЛМ. № 7, 2002

20. Жирин В.М. Дистанционные методы оценки состояния лесов: Автореф. дис. д-ра с.-х. наук. Брянск, 1998.37с.

21. Жирин В.М., Барталев С.А., Ершов Д.В. Спектрометрическая оценка состояния древесных растений при мониторинге лесов // Проблемы мониторинга и моделирования динамики лесных экосистем. М.: Эколес, 1995. С. 24.42.

22. Зябченко С.С., Лазарева И.П., Некрасов МЛ. Лесоводственная оценка возобновления вырубок с сохраненным подростом. М.: Лесное хозяйство. № 3,1981.

23. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М.: Гидрометеоиз-дат, 1984.

24. Инструкция по проведению лесоустройства в лесном фонде России. Ч. I. Организация лесоустройства. Полевые работы. М.: ВНИИЦлесресурс, 1995. 175с.

25. Инструкция по экспедиционному лесопатологическому обследованию лесов СССР. Госкомитет СССР по лесномцу хозяйству. М., 1983.

26. Исаев А.С., Плешиков Ф.И. Основные направления иследований лесных ресурсов Сибири с помощью аэрокосмических средств // Исследование лесов аэрокосмическими методами. Новосибирск: Наука, 1987. С.3.9.

27. Исаев А.С., Сухих В.И. Аэрокосмический мониторинг лесных ресурсов // Лесоведение. 1986. №6. С. И.21.

28. Исаев А.С., Киселев В.В., Кондаков Ю.П. Лесопатологический мониторинг // Аэрокосмический мониторинг лесов. М.: Наука, 1991. С. 135. 154.

29. Исаев А.С., Сухих В.И. Концепция аэрокосмического мониторинга лесов// Аэрокосмический мониторинг лесов. М.: Наука, 1991. С. 7.26.

30. Калашников Е.Н., Малышева Н.В., Сухих В.И. Картографическое обеспечение мониторинга// Аэрокосмический мониторинг лесов. М.: Наука, 1991. С. 36.63.

31. Калиниченко Н.П., Писаренко А.И., Смирнов Н.А. Лесовосстановление на вырубках. 2-е изд., перераб. и доп. М.:Экология, 1991.

32. Киреев Д.М. Методы изучения лесов по аэроснимкам. Новосибирск: Наука, 1977. 212 с.

33. Книжников Ю.Ф. Аэрокосмическое зондирование. Методология, принципы и проблемы: Учеб. пособие. М.: МГУ, 1997. 129с.

34. Константинов В.Д., Горожанкина С.М. Мониторинг экологических режимов таежных экосистем // Аэрокосмический мониторинг лесов. М.: Наука, 1991. С. 76.95.

35. Королев Ю.К, Баранов Ю.Б. Современный рынок данных дистанционного зондирования (Маркетинго-технологический обзор) // Информ. Бюл. ГИС-Ассоциации. 1996. № 1 (3). С. 66.75.

36. Кринов E.JI. Спектральная отражательная способность природных образований. М.-Л:. Изд-во АН СССР, 1947.271 с.

37. Лесной кодекс Российской Федерации. Федеральный закон от 29.01.97 № 22-ФЗ. (с изменениями от 30.12.2001) Принят Государственной думой 22.01.1997.

38. Малышева Н.В. Аэрокосмический мониторинг лесов водоохранной зоны оз.Байкал (Теоретические основы, методика и опыт работ): Обзорн.информ. Вып. 10. М.: ВНИИЦлесресурс, 1996. 34 с.

39. Малышева Н.В., Сухих В.И. Прогнозное картографирование потенциальных очагов энтомовредителей // Аэрокосмический мониторинг лесов. М.: Наука, 1991. С. 154.163.

40. Малышева Н.В., Золина Т.А., Князева С.В. Опыт использования ГИС-технологий для ведения мониторинга особо охраняемых территорий // Лесохоз. информ. М.: ВНИИЦлесресурс, 2000. № 3.4, С. 33.44; 2 9.12. С. 28.32.

41. Мартынов А.Н., Шутов КВ. Размещение подроста как показатель успешности возобновления леса на вырубках "Лесное хозяйство" № 11,1975 г.

42. Мартынов А.Н. Формирование хвойных древостев в зависимости от встречаемости подроста. М.: Лесоведение, № 3, 1982 г.

43. Маслов А.Д., Кутеев Ф.С., Прибылова М.В. Стволовые вредители леса. М.:Лесная промышленность, 1973.

44. Массовое размножение насекомых экологическая катастрофа в тайге Северной Азии / Солдатов В.В. Н.П.Ремарчук, Д.Л.Гродницкий, А.И.Бондарев > Лесной бюллетень. № 3, 2000.

45. Мозолевская Е.Г., Катаев О.А., Соколова Э.С. Методы лесопатологического обследования стволовых вредителей и болезней леса. М.: Лесная промышленность, 1984.

46. Наставление по организации и ведению лесопатологического мониторинга в лесах России» (Маслов А.Д., Мозолевская Е.Г., Лисов Н.А., Кобельков М.Е., Тузов В.К.). М.:ВНИИЛМ, 2001.

47. Орлова O.JI., Вуколова И.А. Оценка послерубочной динамики лесных экосистем на основе аэрокосмической информации и ГИС-технологий// Устойчивое развитие бо-реальных лесов. Тр. VII Ежегод. конф. МАИБЛ. 1997. С. 74.77.

48. Орлова O.JI., Вуколова И.А. Оценка лесовосстановления на вырубках с помощью дистанционных средств. М.: Сб. "Проблемы организации многоцелевого лесопользования" 1997 г., 7 с.

49. Орлова O.JI., Вуколова И.А., Колокольцев А.Е. Экологический мониторинг лесов на основе аэровидеоинформации// Экологические проблемы сохранения исторического и культурного наследия. М., 1999.

50. Орлова O.JI., Вуколова И.А., Колокольцев А.Е., Артамонов С.И. Основные принципы организации видеомониторинга лесов национальных парков. Материалы Всероссийского совещания «Экологический мониторинг лесных экосистем» Петрозаводск, 1999 г., 2 с.

51. Оценка возобновления ели и сосны в лиственных молодняках / Шутов И.В., Бахтин О.В., Мажугин И.Н., Мартынов А.Н., Наркевич В.И./ М.: "Лесное хозяйство". № 6,1977.

52. Писаренко А.И., Редько Г.И., Мерзленко М.Д. Искусственные леса. В 2-х частях. М:ВНИИЦлесресурс. 992 с.

53. Плешиков Ф.И., Рыжкова В.А. Контроль за динамикой лесовосстановительных процессов на вырубках // Аэрокосмический мониторинг лесов. М.: Наука, 1991. С. 163.180.

54. Положение о защите лесов от вредителей и болезней леса. М.:ВНИИЦлесресурс, 1998.

55. Положение о лесопатологическом мониторинге. М.:ВНИИЦлесресурс, 1997.

56. Положение о Министерстве природных ресурсов Российской Федерации (утв. постановлением Правительства Российской Федерации от 25 сентября 2000 г. № 726.

57. Положение о лесном мониторинге. М.:ВНИИЦлесресрурс, 1995.

58. Постановление СМ Правительства РФ «О создании Единой государственной системы экологического мониторинга» от 24.11.93 № 1229 // САПП, 1993. № 48.

59. Проблемы мониторинга и моделирования динамики лесных экосистем / Под ред. акад. А.С.Исаева. М.:Эколес, 1995. 352 с.

60. Проект по изучению характеристик и устойчивости бореальных лесов. Отчет о работе на I и II этапах. Совместная российско-американская комиссия по экономическому и технологическому сотрудничеству, 1998. 13 с.

61. Проект управления окружающей средой Российской Федерации, World Bank Load 3806-RU. Программа чрезвычайных мер по биологической борьбе с насекомыми-вредителями в лесах Красноярского края. Заключительный отчет. 1997. 144 с.

62. Родин А.Р., Редько Г.И., Трещевский В.Н. Лесные культуры. М.: Лесная промышленность, 1983.

63. Родин А.Р. Культуры ели на вырубках. М.: Лесная промышленность, 1977.

64. Ряполов В.Я. Методика составления карт повреждаемости лесов насекомыми-вредителями// География и природные ресурсы. 1985. № 2. С. 97. 107.

65. Седых В.Н. Аэрокосмический мониторинг лесных ресурсов.// Лесоведение. 1986. №6. С. 11.21.

66. Седых В.Н. Аэрокосмический мониторинг лесного покрова. Новосибирск: Наука СО, 1991.239 с.

67. Система сбора, обработки информации по надзору и прогнозированию численности хвоегызущих насекомых. Знаменский B.C. М.:ВНИИЛМ, 1995.

68. Страхов В.В., Писаренко А.И., Борисов В.А. Глобализация лесного хозяйства. М.:ВНИИЦлесресурс, 2001.

69. Сухих В. И. Комплексный ресурсный и экологический мониторинг лесов // Лесное хозяйство. 1995. № 1. С. 5.7.

70. Филипчук А.Н. Концепция лесного мониторинга в современных условиях./ Лесохо-зяйственная информация № 10 М.: ВНИИЛМ, 2002.

71. Федеральный закон РСФСР «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 №7-ФЗ.

72. Фомин С.А. Экологический мониторинг /В кн. Экология, охрана природы, экологическая безопасность /Под общ. ред. А.Т. Никитина, С.А. Степанова. М.: Изд-во МНЭПУ, 2000. 648 с.

73. Чуенков B.C., Моисеев Н.А. Проблемы лесов России и пользование ими на пороге III тысячелетия // Многоцелевое лесопользование на рубеже XXI века. Пушкино. 1999. С. 5.13.

74. Щетинский Е. А. Охрана лесов. М.:ВНИИЛМ, 2001. 359 с.

75. Ямбург С.Е., Лобанов А.В. Выявление насаждений, поврежденных сибирским шелкопрядом по аэрофотоснимкам. М.:Изд-во ЦБНТИ Гослесхоза СССР, 1977. № 19, С. 16.17.

76. Baltic 21 Action Programme for Sustainable development of the Baltic Sea region. Sector Report on Forests.- Baltic 21 Series M° 5/98 // Helsinki, 1999. 83 p.

77. Barbier E. Natural Capital and the Economics of Environment and Development // Washington (D.C.): Island Press. Investing in Natural Capital: the sociological economics approach to sustainability. 1994.

78. Barnes В. V. Deciduous Forests of North America // In: Ecosystems of the World 7. Temperate Deciduous Forests. Edited by E. Rohrig and B. Ulrich Elsevier Science Publishing Company, 1991. P. 219.344.

79. Behan R.W. Multiresource forest management: a paradigmatic challenge to professional forestry// Journal of Forestry. 1990. Vol. 88. P. 12.18.

80. Bengston D.N. Changing forest values and ecosystem management // Society and Natural Resources. 1994. Vol. 7. P. 115.133.

81. Blaikie P., Brooltfield H. C. Land Degradation and Society // Methuen; London; 1987.

82. Brown K., Pearce D. W. The causes of tropical deforestation // UCL Press Ltd: London, 1994.

83. Brunig E.F. Vegetation Structure and Growth // In: Tropical Rain Forest Ecosystems. Structure and Functions. Ecosystems of the World 14A, Edited by F.B. Golley, Elsevier Science Publishing Company, 1983. P. 49-76.

84. Burdin N.A., Myllynen A.L., Strakhov V.V. Russian Forest Industry Production. Trends and Prospects // North-Karelia Polytechnic Publications, C: Reports, №5, Joensuu, 1998. 64 p.

85. Changes in Land Use and Land Cover. A Global Perspective // Cambridge University Press: Cambridge; 1994.

86. Cole J. Geography of the World's Major Regions // London, Routledge publ., 1996. 474 Р

87. Conteras-Hermosilla A. The Underlying Causes of Forest Decline //CIFOR, June 2000, Occassional Paper № 30. 25 p.

88. Craig R. D. An airial survey of forests in northen Ontario // Can. For. Jor. 1980. 12. 2 p.

89. Criteria and Indicators for sustainable management of natural tropical forests // ITTO Policy Development Series, 1998, № 98. 22 p.

90. Development of Forest Resources in the European Part of the Russian Federation, European Forest Institute Research Report 11. Pisarenko A.L, Strakhov V.V., Paivinen R., Dyakun F.A., Sdobnova V.V., Kuusela K. // Leiden Brill, Boston-Koln, 2001. 102 p.

91. Ewel J. Succession // In: Tropical Rain Forest Ecosystems. Structure and Functions. Ecosystems of the World 14A. Elsevier Science Publishing Company, 1983. P. 217.224.

92. Forests: market and intervention failures; five case studies. Edited by Soren Wibe and Tom Jones // London: Earthscan Publications, 1992. 204 p.

93. Future of World Forests, Their Use & Conservation. Natraj Publishers. Dehra Dun, 1995. P. 19.25.

94. Goudie A. The human impact on the natural environment. 4th ed. // Cambridge, Mass.: MIT Press, 1994. 454 p.

95. Grepperud S. Population pressure and land degradation: The case of Ethiopia // Journal of Environmental Economics and Management. 1996.30.P. 18.33.

96. Hall T.P., Carison L.W., Dube D.E. A Forestry Canada approach to environmental forestry // The Forestry Chronicle. 1990. Vol. 66. No 2, P. 138.142.

97. Henderson-Sellers A. 1994. Landuse change and climate // Land Degradation & Rehabilitation. Vol. 5 № 107. P. 107. 126.

98. Historical ecology: cultural knowledge and changing landscapes. Edited by Carole L. Crumley // Santa Fe, N.M.: School of American Research Press; Seattle, Distributed by the University of Washington Press, 1994. 284 p.

99. Houghton R.A. The worldwide extent of land-use change // Bioscience. Vol. 44. 1994a. P. 305.313.

100. Murtha P. A. A Guide of Air Photo interpretation of Forest damage in Canada // Environment Canada. Can. For. Ser. 1972.

101. Rees W.G., Wiilliams M.Satellite. Remote Sensing of the Impact Industrial Pollutin on Tundra Biodiversity // Distubance and Recovery in Arctic Lands. Kluwer Academic Publishers. 1997. C. 479.481.

102. The Future of World Forests, Their Use & Conservation. Natraj Publishers. Dehra Dun, 1994. P. 21.58.

103. Integrated scenarios of global change. Global Environmental Change. Alcamo, J., E. Kreileman, and R. Leemans (eds) // Pergamon Press: London, 1996.

104. International classification and mapping of vegetation // Paris, France, UNESCO, 1973.

105. International Environmental Negotiations. Process, Issues and Contexts.(Editors: Crunnar Sjoostedt, Uno Svedin and Britt Haagerhaall Aniansson) // Swedish Council for Planning and Coordination of Research, Stockholm, 1993,281 p.

106. Johnston B.E. Forest and UNCED'92: a foundation for the future // The Forestry Chronicle. i993. Vol. 69. № 95. P. 539.544.

107. Sustainable forests: global challenges and local solutions. 0. Thomas Bouman, David G. Brand, editors // New York: Food Products Press, 1997. 378 p.

108. Strategy for Sustainable Forest Management // Ministry of the Environment. Denmark, 1994. 65 p.

109. The Rio Declaration. Report of the United Nations Conference on Environment and Development (Rio de Janeiro, 3-14 June 1992). A/CONF.151/26 (Vol. I), 12 August 1992.

110. The Role of Terrestrial Vegetation in the Global Carbon Cycle:Measurement by Remote Sensing. Edited by Woodwell, G.M.// New-York, John Wiley and Sons.SCOPE 23,1984.

111. The World Bank and the Environment. A Progress Report, Fiscal 1991 // The World Bank, Washington, D.C., 1991.

112. Tomlinson P.B. Structural Elements of the Rain Forest, p. 9-28 // In:Tropical Rain Forest Ecosystems, Structure and Functions. Ecosystems of the World 14, Edited by F.B. Golley, Elsevier Science Publishing Company, 1983. 381 p.

113. Tutin T.G. Flora Europea // Cambridge: Cambridge University Press. 1964.1983,2446 p.

114. Vukolova I.A., Orlova O.L. Estimation of after-cutting dynamics in boreal forest ecosystems on the basis of aerospace information and GIS-technologies. M: Sustainnable development of boreal forests. 1997,4 p.

115. Wallis G. W. Detection of root desease in coast Douglas-fir stans using large-scale 70-mm aerial photography// Can. Journal of Forest Research. 1984. P. 523.527.

116. Walker R.T. Deforestation and Economic Development // Canadian Journal of Regional Science. 1993. 16 (3). P. 481.497.

117. Waring R.H., Schlesinger W.H. Forest Ecosystems. Concepts and Management // Academic Press, 1985. 340 p.