2.4. Дистанционные наблюдения за санитарным состоянием лесов и лесопатологической обстановкой

2.4. Дистанционные наблюдения за санитарным состоянием

лесов и лесопатологической обстановкой

34. Основной целью дистанционных наблюдений является своевременное обнаружение опасных отклонений в санитарном состоянии лесов, а также предварительная оценка размеров повреждений. Дистанционные наблюдения за санитарным состоянием лесов предусматривают космическую и авиационную съемку, аэровизуальное обследование лесов. Дистанционные наблюдения могут представлять собой регулярные выборочные наблюдения либо специальные обследования в случае возникновения массовых повреждений лесов.

35. Методика осуществления дистанционных наблюдений фиксируется в Регламенте проведения дистанционного лесопатологического мониторинга, утвержденном в установленном порядке.

36. В зависимости от объекта и задач лесопатологического мониторинга при планировании дистанционных наблюдений определяются масштаб (пространственное разрешение) авиационной и (или) космической съемки, вид изображений, спектральное разрешение, время и периодичность съемки, необходимые технические и программные средства для их обработки и анализа.

37. Оценка состояния лесов способом дистанционных наблюдений осуществляется путем дешифрирования материалов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), распознавания на них признаков повреждения и гибели лесных насаждений. Дешифрирование материалов ДЗЗ проводится с привлечением результатов наземных наблюдений за состоянием объектов лесопатологического мониторинга на тестовых участках. Тестовым может быть любой участок леса, по которому имеется характеристика состояния древостоя на момент производства съемки. Предпочтение следует отдавать тестовым участкам леса, на которых имеется ППН.

38. Дешифрирование материалов ДЗЗ может быть визуальным (глазомерным, аналитическим), измерительным, автоматическим (машинным), а также комплексным - аналитико-измерительным или автоматизированным (интерактивным, человеко-машинным). При визуальном дешифрировании изучаемый объект описывается на основе признаков дешифрирования его изображения на материалах ДЗЗ, видимых невооруженным глазом, или с помощью приборов. При измерительном дешифрировании все или некоторые параметры и характеристики объектов ЛПМ измеряют на изображении с помощью измерительных инструментов, приборов, устройств и специальных программных продуктов. При аналитико-измерительном дешифрировании сочетается визуально-логический анализ изображения с измерением различных параметров дешифрируемых объектов. Автоматическое дешифрирование основано на распознавании по спектральным и морфометрическим характеристикам дешифрируемых объектов их количественных и качественных показателей. В этом случае процесс дешифрирования выполняется с помощью специальных программных продуктов для обработки изображений.

39. Автоматизированное (интерактивное, человеко-машинное) дешифрирование сочетает в себе элементы аналитико-измерительного дешифрирования, выполняемого экспертом по изображению на экране компьютера, с автоматическим дешифрированием. В этом случае анализируются и обрабатываются материалы ДЗЗ с помощью специальных программных средств обработки изображений при активном участии эксперта.

40. Для обнаружения повреждений отдельных деревьев необходимо использование материалов ДЗЗ высокого (метрового и субметрового) пространственного разрешения, на которых опознаются повреждения части крон или отдельных ветвей в кронах деревьев. При значительном повреждении крон деревьев с увеличением линейных размеров участков поврежденного леса или погибших насаждений возможно использование материалов ДЗЗ с меньшим пространственным разрешением.

41. Дешифрирование материалов съемок включает следующие этапы: привязку, обнаружение объектов, их опознание, интерпретацию и экстраполяцию.

42. Привязка снимков заключается в определении пространственного (географического) положения изображения и осуществляется при помощи топографических карт или с использованием специальных программных продуктов и навигационных данных. Ориентирами и опорными точками для привязки служат места взаимного пересечения элементов гидрографической сети, дорог, трасс коммуникаций, просек, а также населенные пункты и другие надежно опознаваемые объекты.

43. Обнаружение объектов - выделение различных рисунков изображения, характерных для дешифрируемых объектов или их групп. Опознавание объектов, или их идентификация, включает анализ комплекса прямых признаков дешифрирования тона (цвета), формы, рисунка (структуры, текстуры), размеров изображения и элементов рисунка, определяющих физиономичность изображенных объектов, а также косвенных признаков, указывающих на сопряженность распознаваемых объектов с другими объектами или природными и антропогенными особенностями. Интерпретация заключается в определении характеристик дешифрируемых объектов по прямым и косвенным признакам в зависимости от тематической направленности дешифрирования. Экстраполяция включает идентификацию аналогичных объектов на всей территории, которая получает изображение на одном снимке или нескольких снимках, полученных при одних и тех же атмосферно-оптических условиях съемки.

44. На первом этапе выявление информативных признаков дешифрирования проводится на основе анализа коэффициентов корреляции между признаками. Отдельные из признаков с высокими значениями парной корреляции на основе экспертной оценки лесопатологов могут быть исключены из списка информативных признаков как дублирующие друг друга. На следующем этапе предусматривается ранжирование признаков по привносимой ими доле вероятности в распознавании категорий состояния деревьев или насаждений. На заключительном этапе происходит определение оптимального набора признаков, которые обеспечивают заданную точность выделения информационных классов. В задачу экспертов обычно входит оптимизация числа классов, распознаваемых с приемлемой для практики точностью.

45. В таблице 3 дан набор признаков дешифрирования, пригодный для распознавания состояния отдельных деревьев по крупномасштабным аэрофотоснимкам. Как видно из таблицы 3, изображения здоровых деревьев крон сосны, кедра и березы на спектрозональных аэрофотоснимках различаются между собой по форме крон и цвету фотоизображения. Изображения ослабленных и сильно ослабленных деревьев сосны и кедра имеют между собой сходные признаки дешифрирования, а от березы они отличаются по цвету изображения крон. Пространственное разрешение сверхкрупномасштабных аэрофотоснимков позволяет устанавливать в кронах наличие крупных сухих ветвей и оценивать изреженность крон.