ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕГЕТАЦИОННОГО ИНДЕКСА NDVI ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРОДНО-ВОЗРАСТНОГО СОСТАВА ДРЕВЕСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА ПРИМЕРЕ ЛЕСОПАРКОВОЙ ЗОНЫ «ЛЕБЯЖЬЕ» ГОРОДА КАЗАНИ
Введение
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Применение данных дистанционного зондирования Земли (ДДЗЗ) в лесном хозяйстве
1.2. Вегетационные индексы. Основы, формулы и практическое использование 9
1.3. Космический спутник GeoEye-1 16
1.5. Космические спутниковые системы Landsat 19
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ 23
ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 29
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ 39
4.1. Определение породного состава леса 39
4.2. Определение возрастного состава леса 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 60
Одной из важнейших особенностей современной хозяйственной деятельности является высокая потребность в информации, в том числе и географической, что необходимо для создания и корректировки планов территориального развития, осуществления мониторинга различных явлений и процессов, оперативного реагирования на ситуации на различных территориях. Потребность в оперативном получении географической информации с пространственным охватом от сотен м2 до тысяч и миллионов км2 способствовало появлению и развитию методов дистанционного зондирования.
Результаты пространственного анализа, осуществляемого на основе данных дистанционного зондирования, характеризуются большим приближением к реальности, содержат меньше ошибок, связанных со способами и допущениями моделирования (например, исключением из моделей определенных процессов и объектов, связанных с ними). Однако при переходе к характеристикам пространства на основе данных дистанционного зондирования одним из актуальных вопросов является применимость тех или иных видов данных дистанционного зондирования и способов их обработки для решения определенного круга теоретических и практических задач.
Активное применение методов дистанционного зондирования означает не просто повышение пространственного разрешения географических исследований, а являет собой качественный скачек в получении и интерпретации регулярной географической информации, переход от пространственных моделей, построенных на основе интерполяции данных точечных и линейных измерений к характеристикам территории, основанным на анализе данных площадных исследований [1].
Государственный учет лесов - это одна из важнейших задач лесного хозяйства. Данные такого учета используются для систематического наблюдения за количественными и качественными изменениями лесного 3
фонда, для организации рационального использования, охраны и защиты, воспроизводства лесов, при делении земель лесного фонда на группы и категории лесов и др. Определение породного и возрастного состава лесов необходимо для создания планов лесонасаждений и таксономических карт. В настоящее время наиболее эффективным способом обновления данных о состоянии и составе лесов является космическая съемка, удовлетворяющая потребность в объективных и самых последних данных об объектах лесного фонда.
Целью настоящей работы является исследование применимости вегетационного индекса NDVI для изучения некоторых качественных характеристик леса на примере лесопарковой зоны «Лебяжье» города Казани.
Для достижения поставленной цели в рамках настоящей работы необходимо было выполнить ряд задач:
- подобрать необходимые данные, космоснимки, карты;
- создать векторный слой таксономической карты лесопарковой зоны «Лебяжье» города Казань за 2002 год и внести атрибутивную информацию;
- вычислить вегетационный индекс NDVI;
- провести анализ возможности применения вегетационного индекса NDVI для определения породно-возрастного состава лесной растительности на исследуемой территории по разновременным снимкам.
Автор выражает признательность руководителю городского лесопарка «Лебяжье» Шарафееву Д.А. за предоставление планов и карт, данных лесоустроительных работ лесопарка.
В ходе работы были выполнены следующие задачи:
1) создана электронная таксономическая карта и карта возрастных групп древесной растительности городского лесопарка «Лебяжье»;
2) вычислены вегетационные индексы NDVI по таксационным выделам по снимкам Landsat-7 разных сезонов года;
3) проведен дисперсионный анализ для выявления зависимости значений вегетационных индексов NDVI от породного и возрастного состава;
4) были выявлены некоторые закономерности по полученным результатам:
- породный состав растительности лучше определять по крупным выборкам; так мы смогли точно отличить друг от друга сосну, березу и липу;
- весной и осенью значения вегетационного индекса NDVI хвойных пород больше чем у лиственных, а летом - наоборот, лиственные превосходят хвойные по данному значению;
- в целом, различить каждую возрастную группу друг от друга не представилось возможным ни у одной породы; однако можно было отличить какую-то одну возрастную группу от всех остальных или две возрастные группы друг от друга;
- закономерности отличия возрастных групп различны у каждого растения.
Полученная карта значений NDVI, а также результаты исследования могут быть использованы для задач лесоустройства, при определении границ участка лесного фонда и других лесов, при государственной инвентаризации и обновлении материалов лесоустройства, при определении перспективных целевых пород, при таксации леса и др.
