Введение 3
1. Литературный обзор: современные методы дистанционного зондирования.
1.1. Методики проведения наземных обследований фитосанитарного
состояния лесных массивов 5
1.2. Дистанционное зондирование лесных массивов с использованием
космоснимков, преимущества и недостатки 7
1.3. Беспилотные летательные аппараты: возможности современных
аналогов, преимущества и недостатки в сравнении с наземными методами и
использованием космоснимков 8
2. Материалы и методы 13
2.1. Выбор устройства для проведения обследований, его характеристики..13
2.2. Выбор модельных участков, характеристики, полученные при
проведении наземного обследования 17
2.3. Методы обработки полученных изображений 27
2.3.1. Методика определения породного состава насаждения 27
2.3.2. Методика определения жизненного состояния отдельных деревьев в
насаждении в зависимости от видовой принадлежности 29
2.3.3. Методика проведения интегральной оценки жизненного состояния
крупных массивов насаждений 32
3. Итоги проведения дистанционного зондирования пихты сибирской 34
3.1. Процентное соотношение категорий состояния деревьев и их
распределение в насаждениях 34
3.2. Картирование деревьев пихты в насаждениях Прикульского
участкового лесничества 36
3.3. Предварительный анализ лесопатологического состояния в проанализиро
ванных насаждениях 39
Заключение 43
Список литературы 44
Уссурийский полиграф Polygraphus proximus Blandf. (Coleoptera: Curculionidae, Scolytinae) - это эндемичный дальневосточный короед, проникший в темнохвойные экосистемы Южной Сибири, в результате завоза с древесиной по Транссибирской магистрали (Баранчиков, 2010).
В последнее годы этот вид стал массовым дендрофагом пихты сибирской, одного из основных лесообразователей сибирской тайги. А также новым фактором деградации темнохвойных лесов в 7 регионах Сибирского федерального округа Российской Федерации: Томской, Кемеровской, Новосибирской областях, Алтайском и Красноярском краях, Республиках Алтай и Хакасия (Кривец и др., 2015).
Широкое распространение уссурийского полиграфа в Сибири, продолжающее и в настоящее время, наличие многочисленных очагов его массового размножения, высокий инвазионный статус вида, как трансформера темнохвойных экосистем, влияющего на различные компоненты лесного биоразнообразия, включение P. proximus в Единый перечень карантинных объектов. Все это требует разработки эффективных методов слежения за состоянием пихтарников в районах инвазии с целью снижения экономического и экологического ущерба.
В широком смысле термин “технология” - это применение научного знания для решения практических задач (Некрасов, 2010), или определяется как совокупность методов и инструментов, для достижения желаемого результата, включая в себя: способы, приемы, режим работы,
последовательность операций, а также тесно связана с применяемыми средствами, такие как оборудование, используемые материалы и базируется на современных достижениях науки (Технология).
Технология мониторинга состояния пихтовых лесов в зоне инвазии уссурийского полиграфа, представляет собой научное описание принципов, подходов, конкретных методов наблюдений в нарушенных лесных экосистемах, с учетом особенностей биологии и экологии инвайдера во вторичном ареале и его взаимодействия с новой кормовой породой (Кривец и др., 2015).
Цель данной работы - оценка эффективности использования беспилотного летательного аппарата для построения ортофотоснимков, поврежденных уссурийским полиграфом пихтовых насаждений и проведения по ним лесопатологического анализа их состояния.
Для реализации данной цели были поставлены следующие задачи:
1. ознакомление с программным обеспечением для работы с ортофотоснимками и GIS материалами;
2. определение категорий состояния и картирования деревьев пихты в насаждениях Прикульского участкового лесничества Корниловского лесничества (окр. с. Итатка и с. Малиновка);
3. анализ процентного соотношения разных категорий состояния деревьев и их распределения в насаждениях;
4. предварительный анализ лесопатологического состояния в проанализированных насаждениях;
Объектом исследования в данной работе являются снимки, сделанные беспилотным летательным аппаратом.
Предметом исследования являлись пихтовые насаждения и, собственно, сами пихты.
В ходе написания ВКР проведена оценка эффективности использования беспилотного летательного аппарата для построения ортофотоснимков, поврежденных уссурийским полиграфом пихтовых насаждений и проведен по ним лесопатологический анализ их состояния.
В данной работе были показаны основные области применения беспилотных летательных аппаратов при решении задач в интересах лесного хозяйства. БПЛА очень эффективно помогают оценить состояния деревьев и древостоев в лесных насаждениях, определить категории состояния и степень зараженности кроны.
Лесопатологическая оценка по ортофотоснимкам в Итатке и Малиновке оценивалась, как ослабленное состояние насаждений.
Процент сухих деревьев в Итатке и Малиновке составляет 2,4 %. Для того, чтобы избежать заражения здоровых деревьев, на этих участках рекомендуется провести саниатрно-оздоровительные мероприятия.
Данные анализа используются программистами Отделения информационных технологий Инженерной школы информационных технологий и робототехники Томского Политехнического Университета в машинном обучении И. И, основанном на принципе нейросетей для автоматического распознавания повреждений пихты полученных с БПЛА.
