Введение 3
1 Описание предметной области, используемых приборов и исходных данных 4
1.1 Описание растительного покрова государственного природного заповедника «Столбы» 4
1.2 Исходные данные, используемые в данной работе 9
1.3 Используемое программное обеспечение 11
1.4 Описание приборов Landsat ETM+, OLI 12
2 Методы классификации многоспектральных изображений 14
2.1 Классификация с обучением методом минимального расстояния 15
2.2 Классификация с обучение методом расстояния Махаланобиса 15
2.3 Классификация с обучением методом параллелепипеда 16
2.4 Классификация с обучением методом максимального правдоподобия 16
2.5 Методы обнаружений изменения подстилающей поверхности по данным
дистанционного зондирования 17
3 Обработка и анализ исходных данных 20
3.1 Предварительная обработка исходных данных 20
3.2 Применение метода для классификация усохших насаждений 22
4 Компоновка карт и оценка площадей усохших темнохвойных насаждений .. 23
4.1 Компоновка карт 23
4.2 Оценка площади усохших насаждений 27
Заключение 28
Список использованных источников 29
Изменения климата, согласно прогнозам, повлияют на видовое разнообразие и продуктивность бореальных лесов, повлекут географическое по масштабам перераспределение древесных растений. В этой связи актуальна проблема воздействия изменений климата на рост основных лесообразующих видов таёжных лесов.
Сценарии климатических изменений предсказывают увеличение засушливости климата, возрастание частоты и силы засух. Это может привести к падению продуктивности лесов и увеличению водного стресса и усыхания, вызванного синергией засух и климатически обусловленных изменений динамики дендрофильных насекомых и грибов. Водный стресс приводит как к уменьшению прироста, так и к уменьшению синтеза смолы, что повышает восприимчивость деревьев к атакам насекомых. Кроме того, повышение температуры непосредственно влияет на динамику численности насекомых.
В России усыхание темнохвойных лесов зафиксировано от западной границы до дальневосточного региона. В начале XXI века климатически обусловленное усыхание описано в качестве третьей по величине причины после пожаров и атак насекомых. Усыхание пихты и сосны сибирской наблюдается в горах Кузнецкого Алатау и Саян, а также в горах Забайкалья [1-3].
Целью работы является составление карты темнохвойных лесов заповедника «Столбы» и выделение усохших древостоев.
Основные задачи выпускной квалификационной работы:
- по данным ДЗЗ начала 2000 г. - 2010 г. составить карту лесов заповедника «Столбы»;
- по данным ДЗЗ лета 2017 г. - зимы 2018 г. составить карту современного состояния лесного покрова;
- обнаружение изменений и картирование усохших древостоев.
Были изучены особенности использования данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) для классификации и обнаружении изменений подстилающей поверхности с помощью ДЗЗ. Был проведен обзор литературы, по результатам данного этапа были выбраны исходные данные и используемое ПО.
Исходные данные были получены с геопортала USGS, а именно многоспектральные изображения Landsat с пространственным разрешением 30 метров. Было скачано с данного портала 5 снимков, из которых после анализа каждого снимка было выбрано 3 без облачного покрова над исследуемой территорией.
Также было изучено ПО ERDAS Imagine, в котором собирали многоспектральные снимки исследуемой территории и классифицировали их и ПО ArcGIS, в котором проводилась компоновка карт. В результате классификации получен растровый слой усохших темнохвойных насаждений на всех 3 снимках и оценена их площадь, которая равна 45%, 36%, 37% от всей площади. Средняя площадь усыхания составила 39%.
В результате работы были скомпонованы карты усохших темнохвойных насаждений.
