CC BY
371
ТЕМАТИЧЕСКОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ЛЕСОВ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ (НА ПРИМЕРЕ СРЕДНЕГО ПРИАНГАРЬЯ)
Александр Вячеславович Коптев
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, аспирант кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел. 8 (3952) 686-186, koptev@istu.edu
В статье рассмотрены задачи оценки состояния лесов, решаемые по материалам аэрокосмических съёмок, в соответствии с нормативными документами и правилами. Предложены картографические результаты решения этих задач на территорию Среднего Приангарья. Изложен перечень спутниковых систем, применяемых при мониторинге состояния лесов.
Ключевые слова: мониторинг лесов, оценка состояния лесов, картографирование лесов, картографо-космический продукт, лесохозяйственная карта, Среднее Приангарье.
THEMATIC MAPPING OF WOODS ON MATERIALS OF REMOTE SOUNDING OF THE EARTH (ON THE EXAMPLE OF AVERAGE ANGARSKI KRAI)
Alexander V. Koptev
National Research Irkutsk State Technical University (ISTU)
664074, Irkutsk, Lermontov st., 83, graduate student Surveying and Geodesy, tel. 8 (3952) 686-186, koptev@istu.edu
In article problems of an estimation of a condition of the woods, solved on materials of space shootings, according to standard documents and rules are considered. Cartographical results of the decision of these problems on territory of Average Angarski Krai are offered. The list of the satellite systems applied at monitoring of a condition of woods is stated.
Key word: monitoring of woods, an estimation of a condition of woods, mapping of woods, a kartografo-space product, a silvicultural card, Average Angarski Krai.
В задачи лесного хозяйства как важнейшей отрасли экономики входят учет лесных ресурсов, сохранение всех полезных свойств леса, рациональная эксплуатация, охрана и восстановление лесов. Выполнение этих задач невозможно без получения полной и объективной информации о состоянии лесных массивов на разных уровнях управления лесами - от лесничества до федерального органа управления лесным хозяйством. В сложившихся обстоятельствах наиболее эффективным способом оценки состояния лесов является аэрокосмическая съемка.
Лесным кодексом предусмотрено проведение государственной инвентаризации лесов аэрокосмическими способами. Аэрокосмические способы при проведении государственной инвентаризации лесов применяются в целях своевременного выявления и прогнозирования развития процессов,
оказывающих негативное воздействие на леса преимущественно в зонах их интенсивного использования [1].
Материалы аэро- и космофотосъёмки определяются в качестве технической основы лесоустроительных работ. При устройстве малоосвоенных лесов восточных регионов России для инвентаризации труднодоступных и не затронутых хозяйственной деятельностью частей лесного фонда объекта лесоустройства в качестве технической основы предлагается использовать снимки земной поверхности, получаемые с космических аппаратов [1].
Положением о порядке освидетельствования мест рубок главного пользования методом аналитико-измерительного дешифрирования материалов крупномасштабной аэросъёмки в многолесных районах с большим объёмом лесозаготовок предусмотрено использование аэрофотоснимков с разрешением 1 м и лучше для установления: состояния лесосеки и 50-метровой полосы, смежной с ней; сохранности подроста, семенных полос, куртин; площади и объёма оставленных недорубов; объёмов невывезенной древесины; площади неудовлетворительной очистки лесосек от порубочных остатков и др. [2]. Эти положения особенно актуальны в районах интенсивной промышленной лесозаготовки, например в районах Среднего Приангарья.
Большое внимание при мониторинге состояния лесов уделяют пожарной опасности. Обнаружение лесных пожаров из космоса заключается в использовании спутниковой информации в виде космических снимков отдельных, труднодоступных территорий, где не осуществляется регулярное авиапатрулирование.
Комплекс средств получения и обработки данных дистанционного зондирования предусматривает:
а) Средства ведения лесного мониторинга на федеральном и региональном уровнях;
б) Методы комплексного мониторинга состояния лесного фонда;
в) Методы фонового мониторинга состояния лесного фонда [3].
В настоящее время основными космическими системами, применяемыми при районировании, инвентаризации лесов, являются сканерные спутники среднего и низкого разрешения (10-90м) WIFS/IRS-1C,IRS-1D, AWIFS,LISS-III/IV/IRS-P6 (Индия), TM/Landsat-5, ETM+/Landsat-7, ASTER/TERRA, ALI,Hyperion/EO-1 (США), HRV/Spot-2, HRVIR/Spot-4, HRG/Spot-5,
VEGETATION/Spot-4/5 (Франция) (рис. 1). Кроме того, для проведения лесопатологического мониторинга и для изучения антропогенных воздействий при заготовке древесины применяют спутники более высокого разрешения WorldView-1, QuickBird, Ikonos-2 (США), EROS-A/B (Израиль), Formosat-2 (Тайвань), Ресурс-ДК (Россия). Для обнаружения пожаров в лесах используют спутники очень низкого разрешения (1000-1100м) MODIS/TERRA, AVHRR/NOAA (США). При оценке видового и пространственного размещения массивов леса, а также нарушенных в результате пожаров участков леса используют радарные съёмочные системы RADARSAT 1/2 (Канада) [4].
Съёмка 6.08.1991 г. Съёмка 12.06.2009 г.
Рис. 1. Выявленные изменения состояния лесов на прибрежную часть Братского водохранилища по разновременным космическим снимкам ЬапёБа1. Синтез
ЯОБ 4:3:2, в натуральных цветах
На основе документов, содержащих требования к использованию материалов ДЗЗ были сформулированы задачи оценки природных ресурсов, применимые к мониторингу и контролю состояния лесов. Тематические задачи оценки состояния лесов, решаемые по материалам аэрокосмической съёмки, представлены в таблице. Решение этих задач может выполняться при осуществлении мониторинга - на этапах наблюдений, оценки, прогноза и разработки рекомендаций для принятия управленческих решений в области лесного хозяйства [4].
Таблица. Характеристики тематических задач оценки состояния лесов,
решаемых по материалам ДЗЗ [4]
Тема Наименование задачи
Районирование лесов Подразделение лесов по целевому назначению (защитные, эксплуатационные, резервные)
Лесорастительное районирование (определение лесорастительных зон с относительно однородными лесорастительными признаками)
Типизация лесных сообществ
Лесоустройство Определение границ лесов и лесистости территорий
Оценка породного состава древостоя
Оценка сомкнутости полога
Выделение массивов старовозрастных лесов
Оценка возрастной структуры и продуктивности лесов
Выделение массивов редколесий, ветровалов
Инвентаризация лесов Распределение лесов различного целевого назначения по преобладающим древесным породам лесных насаждений, возрасту
Выявление изменений состояния лесов, происходящих в результате негативных последствий, а также причин, приведших к такому изменению
Оценка эффективности мероприятий по охране, защите и воспроизводству лесов
Лесопатологический мониторинг Определение зон слабой, средней и сильной лесопатологической угрозы
Выявление территорий неудовлетворительного лесопатологического состояния лесов, определения причин его возникновения
Лесопатологическая таксация
Прогноз развития наблюдаемых в лесах патологических процессов и явлений, а также проведение оценки их возможных последствий
Выявление очагов развития вредных организмов
Определение первоочередных объектов для применения авиационных и наземных способов лесопатологического мониторинга
Оценка эффективности профилактических, санитарнооздоровительных мероприятий по локализации и ликвидации очагов вредных организмов
Пожарная опасность в лесах Оценка пожароопасности лесов
Определение координат участков возгорания и оперативное наблюдение за лесными пожарами
Прогноз распространения лесных пожаров
Послепожар ная инвентаризация Выявление гарей и определение их возраста
Оценка состояния возобновления выгоревших участков леса
Антропогенные воздействия Выделение участков с различной степенью преобразованности (нарушенности) растительного покрова
Тема Наименование задачи
промышленности и других объектов Выявление участков леса, пострадавших от промышленных выбросов
Воздействие при заготовке древесины Определение освоенности лесных массивов рубками
Определение типа рубок (сплошные, выборочные)
Определение площади лесосеки
Выявление нарушений границ отвода лесосек
Выявление нарушений норм по ширине и направлению лесосек и рубки
Выявление несоблюдения установленной ширины семенных полос и куртин
Оценка состояния мест рубок и выявление нарушений
Выявление участков сведения лесного покрова в пределах водоохранных зон крупных водотоков (защитных лесов)
Выявление участков лесозаготовок в пределах особо охраняемых территорий
Выявление нарушения правил рубок на склонах и нарушение растительного и почвенного покрова, выполняющего функции инженерной защиты грунтов
На основе задач, предложенных в таблице, разработаны картографокосмические продукты на базе тематической обработки данных дистанционного зондирования Земли. Для эффективного управления лесными ресурсами и их охраны создаются множество типов карт лесов. Картографическим результатом решения задач оценки состояния лесов могут послужить тематические карты и схемы, такие как материалы лесоустройства (лесоустроительные карты), карты лесистости, использования лесов, высотно-поясных экосистем, санитарного состояния лесов, геоботанические, освоенности лесов рубками, запасов, пожарной опасности, оперативные карты авиабазы охраны лесов, карты антропогенной нарушенности ландшафтов и др.
При решении задач оценки состояния лесов активно внедряются геоинформационные технологии. Широкое распространение получили такие пакеты программ обработки данных аэрокосмической съёмки как ENVI, INPHO, ERDAS Imagine, ЛУГИС, ЛесГИС. Они позволяют создавать актуальные карты пространственного состояния лесных массивов на определённую территорию для решения конкретных хозяйственных задач.
На кафедре маркшейдерского дела и геодезии ИрГТУ был предложен новый тип картографо-космических продуктов: инженерно-экологических карт лесов (лесохозяйственных карт), которые предлагаются для пространственной оценки современного состояния лесов, инженерных расчетов, точного определения количественных характеристик объемов расчетной лесосеки, определения границ арендуемых кварталов, а также подготовки инвестиционных проектов для дальнейшего лесопользования. Результатом оценки состояния лесов, может стать созданная в 2007 - 2008 гг. электронная лесохозяйственная карта
сырьевой базы ООО «ИлимСибЛес» (рис. 2) на базе тематической обработки космических снимков ЬапёБа! и использования программного обеспечения ГИС Карта 2005. Карта внедрена для инженерно-экологических и экономических расчётов производства в компании ОАО «Илим» в городе Усть-Илимске (ранее ООО «ИлимСибЛес»), а также в управленческих структурах района [5]. Такие работы по разработке новых видов картографо-космических продуктов продолжаются выполняться в Центре космических технологий и услуг Технопарка НИ ИрГТУ.
Рис. 2. Фрагмент лесохозяйственной карты сырьевой базы ООО «ИлимСибЛес»
масштаба 1:200 000 [6]
Современные средства дистанционного зондирования Земли в совокупности с мощными инструментами их обработки предоставляют уникальные возможности для изучения состояния лесов России, а также их тематического картографирования. С помощью этих средств можно оперативно проводить мониторинг состояния лесов и использовать тематическое картографирование лесов для решения хозяйственных и природоохранных задач.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Лесной кодекс Российской Федерации (№200-ФЗ от 04.12.2006 г.) [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.leskodeks.ru/
2. Положение о порядке освидетельствования мест рубок главного пользования
методом аналитико-измерительного дешифрирования материалов крупномасштабной аэросъёмки в многолесных районах с большим объёмом лесозаготовок (утв. приказом МПР России от 20.07.2006 г. №169) [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
http://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/2061568
3. Постановление коллегии Рослесхоза от 19 октября 1993 г. «Лесной мониторинг в России» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.pravoteka.ru/pst/189/94090.html
4. Классификатор тематических задач оценки природных ресурсов и окружающей среды, решаемых с использованием материалов дистанционного зондирования Земли [Текст]. Редакция 7. - Иркутск: ООО «Байкальский центр», 2008. - 80 с.
5. Электронная лесохозяйственная карта сырьевой базы ООО «ИлимСибЛес» / Под ред. проф. Пластинина Л.А. - Иркутск - Усть-Илимск, 2008. - 4 л. - 200 экз.
© А.В. Коптев, 2012
