2.4. Камеральные работы

2.4.1. Классификация лесной площади по материалам ДЗЗ и верификация данных ДЗЗ с учетом характеристик насаждений, полученных на ППП, ТДУ, фотопробах, в том числе ТДП с визуализацией пространственной информации о количественных и качественных характеристиках лесов с последующим ее представлением на картах-схемах лесов.

После проведения этапа полевых работ производится обучаемая объектно-ориентированная классификация материалов ДЗЗ, выполняемая на основании данных, полученных на ППП, с использованием выявленных зависимостей и связей между таксационными характеристиками ТДУ и ТДП и дешифровочными характеристиками с получением информации о количестве и площади выделенных классов лесной растительности.

Технологическая схема классификации материалов ДЗЗ и верификация данных ДЗЗ с учетом характеристик насаждений, полученных на ППП, ТДУ, фотопробах, в том числе ТДП и Единая схема обучаемой классификации лесной растительности, приведены в приложении 17 к Регламенту. В паспортах ППП по результатам проведения обучаемой объектно-ориентированной классификации корректируется класс лесной растительности.

Число выделяемых классов лесной растительности может различаться для разных объектов работ. Это связано с экологическими условиями и зависит от разнообразия лесообразующих пород в регионе.

2.4.2. Корректировка разделения характеристик лесов, выделенных в процессе дешифрирования на фотопробе на основании информации, полученной с ТДП.

В процессе корректировки характеристик классов лесной растительности, проводится усреднение таксационных характеристик классов лесной растительности, полученных в соответствии с пунктом 2.4.1 Регламента, выделенных в пределах фотопробы, по результатам экстраполяции, исходя из соотношения их площадей и количественных и качественных характеристик, полученных на ТДП.

По результатам корректировки характеристик классов лесной растительности заполняется скорректированный паспорт фотопробы в соответствии с приложением 7 к Регламенту.

По результатам измерений, полученных на фотопробе (при единой обработке данных, полученных в первой, второй и третьей зонах погрешности определения общего запаса древесины), создается модель пробной площади. Создание смоделированной пробной площади необходимо для использования единого подхода при обработке данных. Верификация данных смоделированных пробных площадей производится с использованием пробных площадей первого цикла.

2.4.3. Комплексная статистическая обработка данных, анализ, систематизация и обобщение результатов, подготовка ежегодных отчетов по субъектам Российской Федерации по результатам работ, содержащих в том числе паспорта ППП, фотопроб, и карточки таксации ТДУ, ТДП с приложением соответствующих аналитических записок по субъектам Российской Федерации и Российской Федерации в целом.

В процессе комплексной обработки результатов обучаемой объектно-ориентированной классификации данных ДЗЗ и результатов полевых работ производится их анализ, систематизация и статистическая обработка.

По результатам обработки полученных материалов подготавливаются ежегодные отчеты по субъектам Российской Федерации (части субъекта Российской Федерации) с приложением карт-схем лесов (карта-схема лесистости, карта-схема преобладающих древесных пород, карта-схема запасов стволовой древесины, карта-схема относительных полнот (сомкнутости полога) насаждений, карта-схема возраста насаждений) в масштабах от 1:500 000 до 1:10 000 000, паспортов ППП, фотопроб, карточек таксации ТДУ, ТДП, аналитических записок и иных материалов.

Форма годового отчета по субъекту Российской Федерации представлена в приложении 18 к Регламенту.

2.4.3.1. Создание референсных карт-схем лесов.

С целью получения ежегодно актуализируемой пространственной информации об основных количественных и качественных характеристиках лесов при их сплошном картографировании на территории Российской Федерации создаются референсные карты-схемы лесов на основе комплексной обработки спутниковых данных ДЗЗ различного пространственного разрешения в сочетании с материалами наземных измерений, полученных на ППП, ТДУ, фотопробах и ТДП, и моделями хода роста лесов.

Картографическая информация о площади лесов Российской Федерации, актуализированная по состоянию на предыдущий год на основе результатов обработки актуальных спутниковых данных ДЗЗ, формируется ежегодно в течение цикла работ.

Референсные карты-схемы лесов должны отражать следующие их основные характеристики: классы лесной площади и безлесных земель, лесистость, преобладающие древесные породы, возрастная структура насаждений, запас стволовой древесины, относительная полнота или сомкнутость насаждений, средняя высота деревьев верхнего яруса, классы бонитета.

Для создания референсных карт-схем лесов в качестве входных данных используются многолетние данные ДЗЗ.

В качестве информации для тематической калибровки спутниковых данных ДЗЗ и верификации результатов их обработки используются материалы выборочной оценки характеристик лесов на ППП, ТДУ и ТДП.

Спутниковые данные ДЗЗ проходят предварительную обработку с целью их очистки от влияния облачного покрова и других мешающих факторов (аппаратные шумы, изменчивость уровня прозрачности атмосферы, различия геометрических условий солнечного освещения и съемки), восстановления пропусков измерений и формирования однородных многолетних временных рядов композитных изображений, характеризующих динамику спектрально-отражательных характеристик лесной площади и безлесных земель в течение вегетационного сезона и в зимнее время при наличии снежного покрова на земной поверхности.

На основе собранной при проведении работ по оценке состояния лесов, их количественных и качественных характеристик информации на ППП, ТДУ и ТДП формируется выборка опорных данных для настройки алгоритмов классификации и оценивания характеристик лесов по спутниковым данным ДЗЗ, а также верификации получаемых результатов. С этой целью в местах закладки ППП, ТДУ и ТДП с использованием временных рядов спутниковых композитных изображений среднего пространственного разрешения до 30 м/пиксель проводится селекция участков, характеризуемых высокой степенью пространственно-временной однородности спектрально-отражательных характеристик. Полученные по результатам обследования ППП, ТДУ и ТДП характеристики лесов присваиваются выделенным участкам для оценки соответствующих им значений спектрально-отражательных признаков по спутниковым данным ДЗЗ низкого пространственного разрешения до 300 м/пиксель. При этом для обеспечения согласованности различных по уровням пространственной детальности наборов данных для целей настройки алгоритмов обработки данных ДЗЗ и верификации полученных результатов проводится отбор однородных участков площадью, превышающей 9 (3 x 3) пикселей используемых спутниковых изображений.

Для учета влияния фактора разновременности обследований лесов на ППП, ТДУ и ТДП и обеспечения возможности совместного анализа массива полученной в различные годы информации, в отношении спутниковых данных ДЗЗ выполняется дополнительная их взаимная радиометрическая нормализация с целью компенсации межгодовой вариабельности спектрально-отражательных характеристик лесов, вызываемых в том числе различиями их сезонной динамики.

На основе полученной выборки опорных данных и сформированных временных рядов композитных спутниковых изображений проводится локально-адаптивная классификация с выделением классов лесной площади и безлесных земель и оценивание характеристик лесов на всей территории Российской Федерации.

Получаемая в результате классификации спутниковых данных ДЗЗ карта-схема классов лесной площади и безлесных земель должна содержать информацию о пространственном расположении различных классов лесной растительности, включая темнохвойные и светлохвойные, лиственные, смешанные леса, хвойные и лиственные кустарники, а также необлесенные гари, болота, травяно-луговые и тундровые экосистемы и ряд других классов нелесных земель. Технологическая схема классификации лесной растительности Российской Федерации на основе спутниковых данных ДЗЗ и информации, полученной на ППП, ТДУ, фотопробах, в том числе ТДП, используемой для создания референсных карт-схем лесов, и Единая схема классификации лесной растительности для референсных карт-схем лесов приведены в приложении 19 к Регламенту.

Создаваемая на основе временных рядов спутниковых данных ДЗЗ, полученных в течение вегетационного сезона, карта-схема преобладающих древесных пород леса должна содержать информацию о пространственном расположении классов лесной растительности, соответствующих основным породам в лесах, включая такие, как ель, пихта, кедр, сосна, лиственница, береза, осина, дуб, бук, липа, клен, береза каменная.

Карты-схемы запасов стволовой древесины, возрастной структуры насаждений, относительной полноты насаждений и средней высоты деревьев верхнего яруса создаются на основе композитных изображений, полученных по данным спутниковой съемки лесов при наличии снежного покрова на земной поверхности. При этом используются предварительно установленные для различных по породной структуре классов лесной растительности локально-адаптивные статистические зависимости указанных характеристик от значений спектральной яркости в красном и ближнем инфракрасном диапазонах длин волн.

На основе многолетних (не менее 10 лет) временных рядов карт-схем запаса стволовой древесины лесов в совокупности с карт-схемами преобладающих древесных пород и полноты насаждений осуществляется поиск модельных кривых хода роста лесов, оптимальным образом аппроксимирующих наблюдаемую по спутниковым данным ДЗЗ динамику значений запаса. Установленные согласно выбранным оптимальным модельным кривым хода роста лесов классы бонитета используются для построения соответствующей референсной карты-схемы лесов.

По результатам оценки характеристик лесов формируются картографические и статистические материалы, характеризующие леса на всей территории Российской Федерации и сопровождаемые статистической оценкой погрешности полученных результатов, представляемых в аналитической записке по форме согласно приложению 20 к Регламенту. Референсные карты-схемы лесов создаются ежегодно на всю территорию лесов Российской Федерации на следующий год после проведения полевых работ по закладке ППП, ТДУ, ТДП, в масштабе 1:10 000 000.