Мониторинг лесных массивов по данным дистанциионного зондирования

Осуществление мониторинга лесов требует привлечения широ­кого спектра средств получения информации, важное место отводится космическим системам дистанционного зондирования. Количествен­ные и качественные характеристики лесов непрерывно изменяются в процессе естественного развития биогеоценозов и под воздействием различных антропогенных и природных факторов: его состав меняет­ся, границы мигрируют.

Отличительной особенностью изложенной в данном исследова­нии методики регистрации площадей крупных лесных гарей является максимальная автоматизация обработки информации, в основу кото­рой положена цифровая обработка полутоновых и контурных изобра­жений с использованием картографической и тематической информа­ции, позволяющей выполнить геометрическую коррекцию возникаю­щих из-за нелинейности развертки искажений выделенных контуров гарей и определить их площадь.

на сухих почвах легкого механического состава с относительно близ­ким залеганием грунтовых вод (на рис. 8.46 -- область 1).

Рис. 8.46. Космический снимок территории Алтая, «Салют-1»

Древостой из сосны высотой от 17 до 21 м, имеющий разные возрастные характеристики, образует единственный сомкнутый ярус, подлесок не выражен. Разреженный травяной покров слагается не­сколькими видами степных и лугово-степных растений, хорошо развит лишайниковый ярус. Помимо ленточных боров на территории степных равнин встречаются колочные и байрачные березовые леса, небольшие по площади, приуроченные к западинам и крутым склонам балок севе­ро-восточной экспозиции. На северо-востоке исследуемой территории в районе г. Барнаула появляются смешанные леса, сочетающие в себе поросли сосны и березы (2). В низкогорных районах распространены сосновые, березово-осиновые, пихтово-осиновые (3), в горных -- пих­товые и кедровые леса (4). Большое влияние на изменение породного состава и типов леса в пределах горных лесов оказывает экспозиция склонов. Типы леса хорошо различаются на космических снимках, так как изменение лесорастительных условий проявляется в целом ком­плексе природных компонентов, включающем рельеф, условия грун­тового увлажнения, почвы, травянистый покров. Об этом свидетельст­вует пример хорошего разделения на космических снимках («Салют- 1», 1971 г.), представленных на рис. 8.46-8.47, сухих сосновых лесов с лишайниковым покровом или остепненным разреженным травостоем на повышенных участках среди ложбин древнего стока (4) и влажных березовых травяных и березово-осиновых, часто заболоченных, зани­мающих понижения рельефа (3).

Рис. 8.47. Космический снимок лесного массива Алтая

Достоверность выделения различных пород в ленточных борах подтверждается результатами дешифрирования спектрозонального изображения (рис.

Рис. 8.48. Спектрозональное изображение ленточного бора.

ИСЗ «Ресурс-Ф1М», 1984 г.

Редколесья на космических снимках опознаются как осветлен­ные пятна плавных очертаний среди массивов ленточных боров (2). В ложбинах древнего стока такие пятна, как правило, приурочены к по­вышенным местам, на которых произрастают сухие низкобонитетные сосняки относительно малой полноты. Для гарей (1), образовавшихся в результате лесных пожаров в период с 1930 по 1971 г. и отображаю­щихся на космическом снимке и радиолокационном изображении (синтез Chv, Lhh, Lhv), характерны вытянутость в направлении гос­подствующих ветров с юго-запада на северо-восток, плавная неизви­листая, но нечеткая, слегка смазанная линия границ (рис. 8.49, 8.50).

Рис. 8.49. Космический снимок лесного массива с гарями (1)

Рис.8.50. Радиолокационное изображение лесного массива с гарями (1)

Обработка изображений проводилась методом эквализации гис­

тограмм, контрастирования. Границы выделов отделялись методом

экведенсит. Сравнительный анализ космического снимка и спектрозо­

нального изображения показал, что на повышенных участках после

повреждения древостоя в результате пожаров лесовозобновление со-

сны затруднено. Современные гари пожаров 1997 г. выделялись на синтезированных сканерных изображениях МСУ-Э, МСУ-СК (систе­мы «Ресурс» и «Мир-Природа») и AVHRR NOAA. На рис. 8.51 приве­ден пример дешифрирования гарей в Сузунском и Ларичихинском лесхозах по данным МСУ-СК от 22.05.98 г.

Рис. 8.51. Дешифрирование гарей в Сузунском и Ларичихинском лесхозах. ИСЗ «Ресурс», МСУ-СК, 22.05.98 г.

Вырубки лесных массивов на космических снимках изобража­ются, как правило, в виде прямоугольников и хорошо распознаются. Пример дешифрирования вырубок в приобском бору по материалам «Ресурс-Ф1М» и SIR-C\L-SAR (1, 2, система «SPACE SHUTTLE», синтез Lhv,Chv, Ltp) приведен на рис. 8.52, 8.53. В период, прошедший между съемками, произошло зарастание вырубок деревьями листвен­ных пород (как правило, береза и осина), которые хорошо распознают­ся на радиолокационном изображении (на рис. 8.52 лиственным поро­дам соответствует зеленый цвет, хвойным — розовый).

Между Барнаульской лентой бора и р. Алей, западнее г. Рубцов­ска по материалам дистанционного зондирования дешифрируется об­ширная область сплошной вырубки лесного массива «Склюихинский борок», который имел протяженность около 30 км. Лес был полностью сведен в период расцвета горного производства на Алтае.

Рис. 8.52. Пример дешифрирования вырубок в приобском бору (по материалам «Ресурс-Ф1М» и SIR-C\L-SAR)

РЕСУРС-Ф1М, 1935 г.

3IF.-CVL-SAR, 7.10.94

Рис. 8.53. Пример дешифрирования вырубок в приобском бору (по материалам «Ресурс-Ф1М» и системы «SPACE SHUTTLE»)

В настоящее время эта территория представляет собой волни­стую песчаную поверхность, на которой произрастает кустарниковая

растительность. Подобные области на территории Алтайского края находятся также в бывших Андроновской (район с. Баево) и Чупин- ской (район с. Усть-Порозиха) лентах бора. В Чупинской ленте в на­стоящее время идет восстановление леса. На рис. 8.54 изображен Склюихинский борок по данным сканера МСУ-Э (система «Космос»,

синтез 3 каналов), радиолокатора с синтезированной апертурой «Ал­маз» (S-диапазон, HH-поляризация) и сканера МСУ-СК («Мир­Природа», синтез 3 каналов).

Рис. 8.54. Склюихинский борок

"АЛМАЗ", 26.10 Pl

В лесоустройстве территории Алтайского края большое значе­ние имеют защитные лесополосы, которые препятствуют распростра­нению пылевых бурь, замедляют процессы эрозии и дефляции почв. Все лесополосы имеют искусственное происхождение. Самая крупная из них, шириной около 825 м и посаженная в начале 50-х гг., протя­нувшаяся через весь Алтай от р. Чарыш до Омской области, представ­лена на изображении МСУ-Э «Ресурс» от 01.08.98 г. (рис. 8.55).

Рис. 8.55. Самая крупная защитная лесополоса Алтайского края

8.4.