оптический высотомер лесотаксационный

Верификация результатов классификации по данным наземных измерений на тестовых участках.

Классификация по параметрам лесного покрова с использованием существующих методов обработки данных, основываясь на спектральных сигнатурах и текстурных характеристиках изображений.

Предварительная обработка данных (геометрическая и радиометрическая коррекция).

     Исследование данных спутниковой съемки -

     Весь комплекс работ включает в себя следующие основные этапы и процедуры:

     Съемочные работы выполняются по принципу фотостатистического метода. Предварительно на район работ выполняется подбор спутниковых снимков среднего и высокого разрешения и доступных данных космической съемки в системах Landsat ETM+, IRS, Ресурс, ERS-1/2, JERS, а также систем нового поколения: QuickBird-II, Ikonos, Ресурс ДК-1, Earlybird, ORBVIEW-3, RA-DARSAT-2, Alos, ADEOS и др. С использованием стандартных методов и процедур осуществляется геометрическая и радиометрическая коррекция спутниковых изображений и проводится предварительное изучение территории и лесного покрова, в том числе по данным наземных наблюдений и измерений и имеющимся картографическим и лесоустроительнымP материалам (Erdas, 2002, Remote Sensing, 2003, Книжников и др., 2004б, Данилин и др., 2005, Сухих 2005).

     Российские исследования в области применения методов лазерного зондирования леса в настоящее время явно недостаточны и фрагментарны, что в значительной мере объясняется скудностью бюджетного финансирования науки в данной области и невыраженной заинтересованностью основных потенциальных пользователей и заказчиков новейших технологий дистанционного мониторинга, прежде всего Министерства природных ресурсов и других министерств и ведомств (Данилин, 2003, Медведев, 2003, Данилин и др., 2005).

     Для целей таксации и мониторинга лесов представляет интерес разработка американских ученых, создавших и использующих относительно недорогую (порядка $30 тыс.), по сравнению с лазерными сканерами ALTM канадской фирмы Optech ($1 1.3 млн.), портативную, легкую (5 кг) и достаточно эффективную систему воздушного лазерного сканирования для высокоточной оценки древесных запасов и биомассы леса (Nelson et al., 2004).

     Особо выделяются в этой области канадские исследователи, в течение нескольких лет выполняющие крупномасштабный многокомпонентный проект по исследованию структуры покрова лесных территорий методом лазерного сканирования (Remote Sensing, 2003, St-Onge et al., 2004, Wulder et al., 2004), а также американские ученые, работающие с лазером для сканирования полога растительности (Vegetation Canopy  Lidar (VCL)) и в ряде других проектов Национального Аэрокосмического Агентства (NASA) и американских университетов (Means et al., 2000, 2001, Harding et al., 2001, Hudak et al., 2002, Lim et al., 2002, 2004, Andersen et al., 2005, Lefsky et al., 2005, Hyde et al., 2006).

     В последние годы (2000 2006) абсолютное конкурентное преимущество исследований в данном направлении принадлежит ученым из западных стран, прежде всего Канады, США и Европы, где отмечается бум в области применения лазерных технологий для исследования лесов и в других тематических приложениях, на новом этапе развития аппаратуры и методов дистанционного зондирования и спутниковой навигации, и наблюдается «массированная атака» в решении проблемы с бюджетами в сотни миллионов долларов (Means и др., 2000, 2001, Harding et al., 2001, Lefsky et al., 2002, 2005, Persson et al., 2002, Proceedings, 2003, Maltamo et al., 2004, Laser-Scanners, 2004, Riano et al., 2004, Nasset et al., 2004, 2005).

     C появлением и доступностью в гражданских отраслях высокоточных систем глобального спутникового позиционирования, бортовой лазерной и цифровой фото- и видеосъемки открываются новые возможности для получения характеристик земной поверхности и лесной растительности с дистанционным измерением геометрических параметров наземных объектов с точностью порядка a5 10 см (Harding et al., 2001, Данилин и др., 2001, 2005, Kulesis et al., 2001, Medvedev, 2002, Zhou et al., 2003, Falkenried, 2004, Yu et al., 2004, An-dersen и др., 2005).

     В России работы, ориентированные на лазерную таксацию лесов, получили развитие еще до появления бортовых лазеров. Это, главным образом, исследования, проведенные в Ленинградском НИИ лесного хозяйства, которые показали высокую эффективность лазерного профилирования, совмещенного с материалами традиционной аэрофотосъемки для целей таксации леса (Солодухин  и др., 1977, Столяров и др., 1987).

Рисунок 63. Цифровая реконструкция (ЦММ) центральной части г. Хьюстон, Техас, США (Hill et al., 2000)

Рисунок 62. Цифровое отображение рельефа (цифровая модель рельефа) на основе лазерной съемки в районе горы Цукуба, Япония (Hill et al., 2000)

     За рубежом лазерная съемка с космических и авиационных носителей и наземная съемка отрабатывались методически и получили распространение в геодезии, картографии и при инвентаризации лесов (Hill et al., 2000, Means et al., 2000, Lefsky et al., 2002, 2005, Remote Sensing, 2003, Maltamo et al., 2004,P NassetP et al., 2004) (рис. 62, 63).

Таблица 17. Общая сравнительная оценка регистрации характеристик лесного покрова различными методами измерений и дистанционного зондирования

     В целях мониторинга леса лазерное зондирование выполняется как самостоятельно, так и в комплексе с цифровой воздушной и космической фото- и видеосъемкой, а также наземными исследованиями на пробных площадях и полигонах и по многим показателям превосходит другие, известные на сегодняшний день, дистанционные методы изучения и измерения параметров лесного покрова (табл. 17).

     Лазерное зондирование, как мы уже отмечали выше, является составной частью новейших методов и технологий геоинформатики и цифровой фотограмметрии, находит применение во многих гражданских отраслях и коммерческом использовании, а также в решении задач лесоэкологического мониторинга и активно развивается во многих странах (Мельников, 2001, 2005, Медведев, 2005, Медведев и др., 2002, 2005, Данилин, Медведев, 2005а,б, Основы, 2005).

7.1. Изучение земной поверхности и структуры лесного покрова методом лазерной локации и цифровой аэро- и космической съемки

7.1. Изучение земной поверхности и структуры лесного покрова методом лазерной локации и цифровой аэро- и космической съемки | ГЛАВА СЕДЬМАЯ | Современные методы и технологии лазерной локации земли и леса и обработки данных программными средствами | Лазерная локация земли и леса II.