Введение 3
1 Обзор предметной области 5
1.1 Физическая основ использования данных дистанционного зондирования для анализа состояния растительного, в том числе лесного покрова 5
1.2 Аналитический обзор использования данных дистанционного зондирования для обнаружения и картирования повреждений лесов 8
2 Описание приборов и данных ДЗ для решения задачи оценки состояния лесного покрова 18
2.1 Территория исследования 18
2.2 Описание приборов Landsat TM, ETM+, OLI 19
2.3 Программное обеспечение используемые в данной работе 20
2.4 Описание метода DeltaCue в ERDAS Imagine 22
3 Реализация проекта 24
3.1 Получение и предварительная обработка данных 24
3.2 Применение метода для классификации усохших лесов 26
3.3 Оценка площади усохших древостоев 29
3.4 Компоновка карты усохших древостоев 30
Заключение 32
Список использованных источников 33
Лес — неоценимое богатство, место жизни зверей, птиц и других живых существ. Однако, как и любой живой организм, не защищен от таких факторов, как болезни и насекомые вредители леса, которые способны нанести существенный ущерб. Деревья могут болеть и отмирать в результате повреждения лесными вредителями и болезнями [1].
Болезни леса вызываются грибами (например, гриб-чага на березе), вирусами и бактериями. Возбудители болезней могут проникать в дерево через надрезы, обломанные сучья, трещины в коре. В случае повреждения большого участка коры, при попадании воды и спор гриба, древесина начинает загнивать, а это ведет к гибели дерева [1].
Вредители леса - насекомые, клещи, некоторые виды грызунов и зайцеобразных, которые повреждают различные части деревьев и кустарников. Такие действия наносят существенный вред растительности: снижение прироста и плодоношения растений, нарушение процесса возобновления и роста, преждевременное отмирание и повреждение древесины. В связи с этим в настоящее время очень острой является проблема своевременного мониторинга лесных массивов с целью своевременного обнаружения вредителей и болезней, оценки масштабов поражения и эффективности проведенных мероприятий [1].
В настоящее время широко распространяются технологии наиболее эффективного мониторинга - дистанционные технологии мониторинга состояния лесов.
Цель данной работы: изучение особенностей использования данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) для анализа динамики усыхания древостоев.
Задачи:
- произвести теоретический обзор литературных и иных информационных источников по предметной области;
скачать снимки Landsat на территорию центральных районов
Красноярского края;
- применить метод обнаружения изменений по космическим
DeltaCue для выделения усыхающих древостоев;
- произвести оценку площадей усохших древостоев;
- построить векторную карту усохших древостоев.
Были изучены особенности использования данных ДЗЗ для анализа динамики усыхания древостоев. Был проведен обзор литературы, по результатам данного этапа были выбраны исходные данные и используемое программное обеспечение.
Исходные данные были получены с геопортала USGS, а именно многоспектральные изображения Landsat с пространственным разрешением 30 метров. С данного портала было скачено 27 снимков, после анализа каждого снимка было выбрано по два снимка без облачного покрова над исследуемой территорией для каждой из трёх зон.
Также был изучен алгоритм работы модуля DeltaCue ERDAS Imagine и проведен анализ с его помощью выделенных фрагментов снимков. Использовался алгоритм обнаружения изменений по данным одного канала. На основе оценки информативности каналов с помощью процедуры оценки разделимости обучающих выборок таким каналом оказался канал 6 - средний ИК диапазон. В результате анализа получен векторный слой усохших древостоев во всех трёх зонах и оценена их площадь, которая приблизительно составила 15% от площади темнохвойных древостоев до начала усыхания.
В результате работы была скомпонована карта усохших темнохвойных древостоев.
