Введение 3
Глава 1. Природные комплексы, их структура, функционирование и приемы изучения 5
1.1. Общие представления о геосистемах 5
1.2. Пространственная структура сообществ 5
1.3. Дистанционные наблюдения 7
1.4. Виды снимков 8
1.5. Дешифрирование данных 9
1.6. Исследование растительного покрова с помощью ДЗЗ 10
1.7. Использование БПЛА в исследованиях и сравнение с ДДЗЗ 12
1.8. Широкомасштабные снимки в исследованиях 13
Глава 2. Ландшафтно-экологическая характеристика района исследования. 15
Глава 3. Материалы и методы исследования 18
3.1. Материалы съемки и технические характеристики БПЛА 18
3.3. Дешифрирование ортофотоплана 23
Глава 4. Сравнительный анализ результатов дешифрирования 24
Выводы 33
Список источников 34
Растительные сообщества и в целом биосистемы имеют свойство меняться во времени из-за постоянно меняющихся условий окружающей среды и увеличения влияния антропогенной нагрузки. Это требует от исследователей все более совершенных методов исследований. Большую часть своих знаний об окружающей среде, испокон веков, человек собирал с помощью полевых исследований, однако за последние несколько десятков лет все стало иначе. Из-за высокой скорости развития технологий, становится ненужным проводить некоторые виды трудоемких работ в полевых условиях. И это облегчение получения информации не сказывается на качестве получаемой информации, а наоборот повышает ее качество, благодаря современным технологиям. Переход к более скоростному получению более качественной информации открывает нам новые возможности для мониторинга и прогнозирования процессов, происходящих в экосистемах, не находясь непосредственно вблизи анализируемых объектов.
Дистанционные методы исследования природных комплексов и растительных сообществ позволяют нам, не производя широкомасштабных полевых исследований, получать полноценную информацию о составе, структуре и функционировании сообществ и комплекса в целом, выявлять происходящие динамические процессы, например, антропогенные или эндогенные изменения состояния растительности во времени.
Использование в исследованиях беспилотных летательных аппаратов, дает качественные данные для изучения характеристик сообществ точечно. Используя беспилотники, можно в кратчайшие сроки получить необходимую информацию об объекте, не уступающую по качеству снимкам из космоса и полевым исследованиям, а зачастую и дополняя их.
Целью данной работы является выявление структуры ландшафтного комплекса и оценка состояния слагающих его экосистем при анализе крупномасштабных изображений, полученных с помощью беспилотного летательного аппарата.
В ходе выполнения работы решались следующие задачи:
1) Провести запуск беспилотника и получить материалы фото- и геодезической съемки территории.
2) Провести обработку снимков с использованием специализированного программного обеспечения для построения ортофотоплана и 3 D-модели комплекса.
3) На основе ортофотоплана провести картирование природных и антропогенных элементов комплекса.
4) Оценить состояние экосистем в пределах природного комплекса методом картографического анализа.
Получен детальный обзорный план северной и южной частей охраняемой территории Ильинская балка, где можно видеть всю территорию одновременно. На основе материалов дешифрирования плана создан базовый картографический слой, который показывает взаимное расположение и площадные отношения основных типов растительных сообществ, формирующих ряд сопряженных экосистем.
При анализе картографических материалов выяснилось следующее:
1. Выявлены сильные различия двух частей балки по составу и площадному соотношению сообществ. В южной части балки выявлено 10 типов сообществ, представленых 69 отдельными выделами; в северной части - 14 типов сообществ и 45 отдельных выделов.
2. В обеих частях балки присутствуют одинаковые или похожие типы сообществ, которые располагаются в ее днище: сенокосные мезофитные луга; осоково-кустарнико-сфагновые болота, березняки сфагновые по дну балки, гигрофитные кустарники в краевой части болотного массива. Визуальный осмотр участков сплавины показал, что в северной части один из фрагментов болотного комплекса пересыхает.
3. Расчет и сравнение интегральных показателей рисунка элементов северной и южной части комплекса показывает заметные различия, что обусловлено характером природопользования, как в прошлом, так и в настоящем. В настоящее время северная часть постепенно зарастает лесом, что усиливает дисперсию площадей объектов. Рисунок элементов южной части балки более дробный и сложный, что определяется его эксплуатацией.
В результате проведенной работы, стало очевидным, что использование беспилотников открывает новые возможности непрерывного мониторинга состояния геосистем, что особенно важно для охраняемых территорий. Накопление ряда многолетних мониторинговых данных позволяет отследить изменения комплексов во времени, изучить смену сообществ, оценить допустимые нормы нагрузки на геосистему.
