CC BY
140
УДК 630*587.5
© А. Ю. Бочаров, 2015
О НЕОБХОДИМОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ
СТЕРЕОСКОПИЧЕСКОГО КОНТУРНОГО ДЕШИФРИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ (ДЗЗ) ПРИ ТАКСАЦИИ ЛЕСОВ
Владимир Иванович Архипов
ФГУП «Рослесинфорг», 109316, Россия, г. Москва, Волгоградский пр., 45, кандидат сельскохозяйственных наук, советник генерального директора, тел. (495)642-97-89, e-mail: otdel -nauki@mail. ru
Виктор Иванович Березин
Филиал ФГУП «Рослесинфорг» «Севзаплеспроект», 196084, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Коли Томчака, 16, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий инженер-технолог производственно-технологического отдела, тел. (812)388-03-84, e-mail: ornt@lesproekt.com
В статье подчеркивается определяющая роль стереоскопического анализа материалов дистанционного зондирования при выполнении работ по таксации лесов. Рассмотрены особенности процесса контурного дешифрирования материалов дистанционного зондирования и корректного установления границ таксационных выделов. На основе обзора действующих нормативных правовых документов и научных исследований показаны типичные заблуждения, связанные с выполнением контурного дешифрирования без стереоскопического анализа, и их негативные последствия.
Ключевые слова: таксация лесов, материалы дистанционного зондирования, контурное дешифрирование, стереоскопический анализ, генерализованный выдел, таксационный выдел.
THE NEED TO IMPLEMENT STEREOSCOPIC CONTOUR INTERPRETATION OF REMOTE SENSING DATA IN THE PROCESS OF FOREST MENSURATION
Vladimir I. Arkhipov
Federal State Unitary Enterprise «Roslesinforg», 109316, Russia, Moscow, 45 Volgogradski Pr., Ph. D. (Agriculture), Advisor to Director General, tel.: (495) 642-97-89, e-mail: otdel-nauki@mail.ru
Viktor I.Berezin
Branch of the Federal State Unitary Enterprise «Roslesinforg» «Sevzaplesproekt», 196084, Russia, Saint-Petersburg, 16 Kolya Tomhcak St., Ph. D. (Agriculture), leading engineer-technologist of Production and Technology Department, tel. (812)388-03-84, e-mail: ornt@lesproekt.com
In the article are marked out a determining role of stereoscopic analysis of remote sensing data in processes of forest mensuration. The features of the contour interpretation process of remote sensing data and the features of correct definition of forest mensuration compartments are discussed. On the basis of review of legal documents and scientific research are shown the typical mistakes of contour interpretation of remote sensing data without stereoscopic analysis and negative consequences of it.
Key words: forest mensuration, remote sensing data, contour interpretation, stereoscopic analysis, generalised compartment, forest inventory compartment.
При таксации лесов по методу «классов возраста» важнейшим ее этапом является установление границ лесотаксационных выделов (первичных учетных лесохозяйственных единиц) в процессе контурного дешифрирования материалов аэро- и космических съемок.
В последние 10 лет в лесоустройстве сложилась общая практика выполнения контурного дешифрирования без стереопросмотра материалов ДЗЗ (путем выделения по одиночным снимкам контуров однородных участков - выделов). Преимуществом такого подхода считают относительную простоту выполнения (нет необходимости использования специального оборудования - стереоскопов или программно-аппаратного обеспечения) и более высокую производительность работ. Предполагается, что подобное решение вопроса по сравнению со стереоскопическим дешифрированием более практично: за короткое время такую работу могут выполнять специалисты более низкой квалификации.
По нашему мнению, такая практика контурного лесотаксационного дешифрирования является методически ошибочной и, более того - антинаучной, а конечные результаты таксации лесов (лесоустроительные планшеты и таксационные описания) при таком контурном дешифрировании представляют собой производственный брак.
Эффективное использование информативных свойств современных материалов ДЗЗ и достижение высокого качества контурного дешифрирования предполагает соблюдение строгой последовательности выделения контуров, начиная с более простых объектов с постепенным переходом к более сложным. В связи с этим, общий процесс контурного дешифрирования состоит из следующих этапов:
а) общий обзор местности;
б) выделение топографических объектов;
в) генерализация таксационных выделов;
г) детализация таксационных выделов.
Сложность процедуры корректного установления границ таксационных выделов заключается в том, что:
- резко выраженные границы, достоверно опознаваемые в натуре и на материалах аэро- и космических съемок, характеризуют достаточно крупные генерализованные участки леса, объединенные общностью типов условий местопроизрастания;
- границы таксационных выделов во всех лесорастительных зонах и лесных районах Российской Федерации, как правило, выражены не резко и характеризуются различными степенями их распознаваемости;
- большая часть основных таксационных показателей лесных насаждений, являющихся основанием для выделения отдельных лесотаксационных выделов, может быть определена только при стереоскопическом анализе материалов ДЗЗ.
Анализ приведенных выше факторов показывает следующее.
Один из важнейших этапов контурного дешифрирования лесотаксацион-ных выделов заключается в их предварительной генерализации с образованием генерализованного выдела (как правило, имеющего четко различимые границы). Граница генерализованного выдела устанавливается на основе стереоскопического анализа ландшафтных признаков дешифрирования с учетом общности типов условий местопроизрастания, типов леса и других элементов природно-территориального комплекса. Профессиональное применение элементов ландшафтного подхода имеет первостепенное значение при контурном стереоскопическом дешифрировании генерализованных выделов как в равнинных (в зависимости от густоты и характера расположения гидрографической сети), так и в горных условиях. Факторы приуроченности различных категорий лесных насаждений к формам и элементам рельефа являлись и являются предметами многолетних изучений известных ученых - ландшафтоведов и подтверждаются результатами многолетней производственной деятельности лесоустроителей. Производительность и эффективность этих работ в абсолютном большинстве случаев зависит от профессиональной оценки территории объекта лесоустройства в его объемном, стереоскопическом виде на основе материалов ДЗЗ.
Многолетние исследования (Березин А.М. 1958, Смирнов Л.Е. 1967, 1975, Самойлович Г.Г., Данюлис Е.П. 1970, Данюлис Е.П., Кропов П.А., 1972, Сухих В.И., Гусев Н.Н., Данюлис Е.П., 1977) показали, что границы между насаждениями, выделяемыми в отдельные выделы в пределах генерализованных участков, часто выражены слабо, трудно опознаются в натуре и, следовательно, плохо заметны на аэроснимке. Таксационная характеристика смежных насаждений обычно изменяется постепенно, а полоса перехода достигает значительных размеров, достигающих 50 - 100 м и более (табл. 1).
Таблица 1
Выраженность границ выделов по аэроснимкам (Сухих В.И., Гусев Н.Н., Данюлис Е.П. Аэрометоды в лесоустройстве.
М., «Лесная промышленность», 1977, 192 с.)
Насаждения Границы выделов
Заметны Заметны не на всем протяжении Слабо выражены Условно намечены
Количество выделов % Количество выделов % Количество выделов % Количество выделов %
Еловые 224 45 177 36 83 17 9 2
Сосновые 264 67 105 27 23 6 1 -
Стереоскопический анализ материалов ДЗЗ позволяет разделить таксационные выделы по распознаваемости на три категории:
- с резко выраженными границами на всем протяжении;
- со слабо выраженными границами;
- с нечеткими границами.
Процесс разграничения генерализованного участка на таксационные выделы представляет собой детализацию контурного дешифрирования. При этом некоторые участки с резко выраженными границами, выделенные по ландшафтным признакам, могут быть представлены одним однородным насаждением и его выделением завершается контурное дешифрирование. Однако в большинстве случаев из-за изменчивости таксационных показателей дробление таких участков на более мелкие выделы необходимо.
Важно отметить, что известное разделение лесного дешифрирования на виды - контурное и таксационное (аналитическое и измерительное) является условным. Следует подчеркнуть их неразрывную связь между собой, поскольку достаточно точно и корректно отграничить на материалах ДЗЗ таксационный выдел можно лишь, зная его таксационную характеристику, то есть разграничение таксационных выделов производится с одновременным определением краткой таксационной характеристики насаждений. Такое утверждение имеет глубокий смысл, поскольку еще в 1970 -х годах прошедшего столетия исследованиями авторитетов дистанционных методов в лесоучетных работах обоснованно подтверждалось, что «...контурное и таксационное дешифрирование представляют собой единый взаимообусловленный творческий процесс» (Г.Г. Самойлович, Е.П. Данюлис «Исследования по совершенствованию технологии инвентаризации лесов с цветными спектрозональными аэроснимками при повторном лесоустройстве» Сб. «Совершенствование существующих и разработка новых методов инвентаризации лесов. Научные труды ЛоЛЛТА № 131, Л., 1970 с. 7-28).
При разграничении лесотаксационных выделов в процессе контурного дешифрирования материалов ДЗЗ четкость границ выделов определяется различием (варьированием) средних таксационных показателей смежных выделов. Исполнитель предварительно оценивает таксационную характеристику смежных древостоев на основании анализа фотометрических, морфологических и ландшафтных признаков дешифрирования. Дается оценка не только цветоде-лительным свойствам анализируемых участков изображений, но и таким показателям лесных насаждений, как сомкнутость полога и полнота, разновысот-ность полога, выпуклость крон деревьев, просматриваемость древесного полога в глубину, формы и размеры проекций крон и промежутков между ними. То есть дешифрируются те показатели, которые требуют обязательного стереоскопического анализа древостоев по материалам ДЗЗ.
Из вышеизложенного становится ясным, что при контурном дешифрировании моноизображений никакой речи о правильном установлении границ ле-сотаксационных выделов и быть не может. Только стереоскопическое контур-
ное дешифрирование материалов ДЗЗ высокого и сверхвысокого пространственного разрешения позволяет корректно решить эту задачу.
Приведенные аргументы о необходимости выполнения контурного стереоскопического дешифрирования при таксации лесов не новы и хорошо известны специалистам лесного хозяйства. Обязательность такого подхода определяется всеми лесоустроительными инструкциями, начиная с инструкции 1952 года: «...Распознавание границ таксационных выделов производится при обязательном рассматривании аэрофотоснимков в стереоскоп» (§144). Дело остается за малым: выполнять требования лесного законодательства и тем самым обеспечивать надлежащее качество работ по таксации лесов.
© В. И. Архипов, В. И. Березин, 2015
