Способ определения сохранности лесных насаждений



Способ определения сохранности лесных насаждений
Способ определения сохранности лесных насаждений
Способ определения сохранности лесных насаждений

 


Владельцы патента RU 2437061:

Общество с ограниченной ответственностью "БиоЭкоЛес" (ООО "БиоЭкоЛес") (RU)

Изобретение относится к области исследования древесной растительности, в частности к способам определения сохранности лесных насаждений с использованием аэрокосмической съемки. Осуществляют аэрокосмическую съемку участков поверхности с лесными насаждениями в поздний весенний или ранний летний период и фотоэталоны соответствующих насаждений. Преобразуют полученное изображение в растровый формат. Трансформируют полученное изображение в топографическую проекцию. Осуществляют компьютерную привязку изображения к географическим координатам. Строят диаграммы распределения пикселей по цветам выбранной системы, приходящихся на выделенный полигон. Осуществляют выделение диапазонов пикселей на основании фотоэталонов, принадлежащих растущим деревьям. Проводят определение сохранности лесных насаждений. Технический результат - определение и картографирование на основании аэрокосмической информации. 3 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области исследования древесной растительности, в частности к способам определения сохранности лесных насаждений с использованием аэрокосмической съемки.

Из литературных источников [1-5] известны методы аэрокосмического мониторинга экосистем, включающих лесные насаждения, и исследования их состояния, здесь приведены статистические данные и аналитические зависимости для дистанционной индикации состояния лесных насаждений, определены параметры, характеризующие их состояние.

Известен способ оконтуривания территорий с защитными лесными насаждениями по космическим снимкам, включающий космическую фотосъемку с учетом фаз вегетации растительности, выделение аномальных по степени спектральной яркости площадей, проведение по ним наземных исследований, оценку состояния объектов растительности и оконтуривания территорий то результатам оценки (RU 2211465, G01V 9/00, 27.08.2003). Недостатком этого способа является необходимость проведения наземного исследования защитных лесных насаждений после каждой съемки.

Известен способ определения состояния защитных лесных насаждений, включающий выполнение аэрокосмической съемки поверхности с защитными лесными насаждениями в ранний летний период, преобразование полученного изображения в цифровой растровый формат, оконтуривание изображения защитных лесных насаждений с выделением контурами рядов деревьев, оценку фототона изображения в контурах по 256-уровневой шкале серого цвета, вычисление площадей выделенных контуров, привязку обработанного изображения к топографической карте и трансформацию, причем оценку состояния защитных лесных насаждений проводят по отношению суммарной площади горизонтальной проекции крон деревьев, находящихся в нормальном состоянии, к площади выделенного контура с учетом формы горизонтальной проекции кроны (RU 2330242, G01C 11/00, 13.12.2008).

Недостатком этого способа является то, что не учитывается возраст насаждения и возникает необходимость предварительного определения породного состава насаждения.

Задачей изобретения является определение и картографирование сохранности лесных насаждений на основании аэрокосмической информации (аэрокосмофотоснимков, телевизионных, сканерных, радарных и других изображений).

Сущность изобретения заключается в выполнении цветной аэрокосмической съемки поверхности с лесными насаждениями в поздний весенний или ранний летний период и их фотоэталонирование, преобразовании полученного изображения в цифровой растровый формат, трансформации изображения в топографическую проекцию, компьютерной привязке изображения к географическим координатам, создании информационного компьютерного слоя с полигональным выделением лесных насаждений, определении распределения пикселей, находящихся в выделенных полигонах, по фототону в шкале цветов выбранной цветовой схемы, построении диаграмм распределений пикселей по этим цветам, выделении на основании фотоэталонов диапазонов пикселей, принадлежащих растущим деревьям, вычислении количества пикселей, принадлежащих к выделенным диапазонам и определении площади единичного пикселя (Si), при этом сохранность лесных насаждений определяется по отношению суммарного количества пикселей, отнесенных при дешифрировании к кронам, находящимся в нормальном состоянии (nN), к расчетному количеству пикселей (nД), определяемому как отношение максимально возможной суммарной площади крон всего древостоя Sp, высаженного в выделенном полигоне, который очерчивает границы лесного насаждения, к площади единичного пикселя (Si), при этом сохранность лесных насаждений (χ) определяют по формуле χ=nN/nД, независимо от возраста и формы кроны, причем принимается, что если χ больше 0,81, сохранность очень высокая, от 0,71 до 0,80 - высокая, от 0,51 до 0,70 - низкая, 0,50 и ниже - очень низкая, после чего строится цифровая картографическая модель сохранности лесного насаждения в виде отдельного компьютерного картографического слоя.

На фиг.1 представлен фрагмент космофотоснимка с лесным насаждениям, на фиг.2 - гистограммы изображения лесных насаждений в системе RGB, на фиг.3 - выделенные древостои лесных насаждений.

Результат в способе достигается следующим образом.

Используют аэрокосмическую съемку участков поверхности с лесными насаждениями II и III возрастных периодов в масштабе 1:10000-1:15000 (фиг.1) в поздний весенний или ранний летний период и фотоэталоны соответствующих насаждений, содержащие информацию о соответствии пикселей тону и яркости изображения. Осуществляют преобразование полученного изображения в растровый формат данных для обработки на электронно-вычислительной машине сканированием аэрокосмических фотоснимков или копированием файлов изображений, полученных в электронном виде. Трансформируют полученное изображение в топографическую проекцию (например, равноугольную поперечно-цилиндрическую проекцию Гаусса-Крюгера, применяемую для российских топографических карт), осуществляют компьютерную привязку изображения к географическим координатам в специализированных картографических программах (например, MAPIHFO), создают информационный компьютерный слой с полигональным выделением лесных насаждений, оценивают распределение пикселей, находящихся в выделенных полигонах, по фототону в шкале цветов, например в системе RGB (Red, Green, Blue), CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Key color) или др. Строят диаграммы распределения пикселей по цветам выбранной системы, приходящихся на выделенный полигон, и на основании фотошаблонов осуществляют выделение диапазонов пикселей, принадлежащих растущим деревьям. Осуществляют вычисление количества пикселей, принадлежащих к выделенным диапазонам, и определяют площадь единичного пикселя (Si). Определяют сохранность лесных насаждений по отношению суммарного количества пикселей, отнесенных при дешифрировании растущим деревьям, находящимся в нормальном состоянии (nN), к расчетному количеству пикселей (nД), определяемому как отношение максимально возможной суммарной площади всего древостоя для данного возраста Sp, высаженного в выделенном полигоне, который очерчивает границы лесного насаждения, к площади единичного пикселя (Si), при этом сохранность лесных насаждений (χ) определяют по формуле χ=nN/nД, независимо от возраста и формы кроны, причем принимается, что если χ больше 0,81, сохранность очень высокая, от 0,71 до 0,80 - высокая, от 0,51 до 0,70 - низкая, 0,50 и ниже - очень низкая, после чего строится цифровая картографическая модель сохранности лесного насаждения в виде отдельного компьютерного картографического слоя.

Значение критериев χ для сохранности лесонасаждений приведено в таблице.

Значение критериев χ для определения сохранности лесонасаждений
Сохранность χ
"Очень высокая" 0,81-1,00
"Высокая" 0,71-0,80
"Низкая" 0,51-0,70
"Очень низкая" 0,50 и менее

Результатом является существенное сокращение времени на определение сохранности лесных насаждений, создание цифровых слоев лесных геоинформационных систем и электронных тематических карт сохранности лесных насаждений на основании аэрокосмической информации.

В целом предложенный способ позволяет установить сохранность лесных насаждений, выявить местоположение и характер ее нарушенности.

Литература

1. Дмитриев И.Д. Лесная авиация и аэрофотосъемка. / И.Д.Дмитриев, Е.С.Мурахтанов, В.И.Сухих. - 2-е изд., перераб и доп. М.: Агропромиздат, 1989. - 366 с.

2. Виноградов Б.В. Аэрокосмический мониторинг экосистем. М.: "Наука". 1984. 320 с.

3. Сергеев Г.А., Янтуш Д.А. Статистические методы исследования природных объектов. Л.: "Гидрометеоиздат". 1973. 300 с.

4. Справочник по агролесомелиоративному устройству. / Павловский Е.С., Карган А.В. М.: Лесная промышленность, 1977 г., 152 с.

5. Теория и практика дешифрирования азоснимков. / Под ред. Н.Г.Келля. - Л.: Наука, 1966, с.158-163.

Способ определения состояния защитных лесных насаждений, включающий выполнение цветной аэрокосмической съемки поверхности с лесными насаждениями в поздний весенний или ранний летний период и их фотоэталонирование, преобразование полученного изображения в цифровой растровый формат, трансформацию изображения в топографическую проекцию, компьютерную привязку изображения к географическим координатам, создание информационного компьютерного слоя с полигональным выделением лесных насаждений, отличающийся тем, что определяется распределение пикселей, находящихся в выделенных полигонах, по фототону, в шкале цветов выбранной цветовой схемы, строятся диаграммы распределения пикселей по этим цветам, на основании фотоэталонов производится выделение диапазонов пикселей, принадлежащих растущим деревьям, осуществляется вычисление количества пикселей, принадлежащих к выделенным диапазонам и определяется площадь единичного пикселя (Si), при этом сохранность лесных насаждений определяется по отношению суммарного количества пикселей, отнесенных при дешифрировании к растущим деревьям, находящимся в нормальном состоянии (nN), к расчетному количеству пикселей (nД), определяемому как отношение максимально возможной суммарной площади всего древостоя для данного возраста Sp, высаженного в выделенном полигоне, который очерчивает границы лесного насаждения, к площади единичного пикселя (Si), при этом сохранность лесных насаждений (χ) определяют по формуле χ=nN/nД, независимо от формы кроны, причем принимается, что если χ больше 0,81 сохранность очень высокая, от 0,71 до 0,80 - высокая, от 0,51 до 0,70 - низкая, 0,50 и ниже - очень низкая, после чего строится цифровая картографическая модель сохранности лесного насаждения в виде отдельного компьютерного картографического слоя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лесному хозяйству и может быть использовано при оперативном выявлении насаждений, поврежденных насекомыми, и контроле экологического состояния леса.

Изобретение относится к лесному хозяйству и может быть использовано для расчета таксационных характеристик. .

Изобретение относится к области геодезии и картографии, в частности к картографическому моделированию при структурно-тектонических, геофизических, геохимических и т.п.

Изобретение относится к области обработки фотографических изображений и может быть использовано в лесном хозяйстве для оперативной оценки таксационных характеристик насаждений на неучтенных территориях.

Изобретение относится к мониторингу природных объектов при помощи космических средств и может найти применение в экологических целях. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к дистанционному мониторингу сельскохозяйственных угодий, и может быть применен для оперативного обнаружения наркотических растений на фоне окружающей среды.

Изобретение относится к фотограмметрическим приборам и предназначено для определения высоты древостоя по стереопаре аэрофотоснимков. .

Изобретение относится к области полигонных испытаний образцов вооружений и военной техники и может быть использовано при определении параметров движения цели по данным фоторегистрирующих (оптических) средств траекторных измерений.

Изобретение относится к области фотограмметрии и исследованию природных ресурсов Земли и может быть использовано при дистанционном мониторинге и картографировании земной поверхности, экологическом контроле, геолого-съемочных и поисково-разведочных работах.

Изобретение относится к лесному хозяйству и может быть использовано при оперативном выявлении насаждений, поврежденных насекомыми, и контроле экологического состояния леса.

Изобретение относится к области лесосплава и может быть использовано для формирования сплоточных единиц с искусственным подплавом из древесины, потерявшей плавучесть, а также древесины с ограниченным запасом плавучести с целью дальнейшей транспортировки по водным путям в плотах до потребителя.

Изобретение относится к мелиорации и природоохранному обустройству и может быть использовано для защиты склонов, песчаных степей от водной и ветровой эрозии. .

Изобретение относится к области лесного хозяйства, в частности к машинам для заготовки древесной зелени с ее одновременным измельчением. .

Кусторез // 2433586
Изобретение относится к сельско- и лесохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для уничтожения мелкой древесины и кустарниковой растительности, например, при осветлении лесных культур, уходе за лесными культурами.

Кусторез // 2433586
Изобретение относится к сельско- и лесохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для уничтожения мелкой древесины и кустарниковой растительности, например, при осветлении лесных культур, уходе за лесными культурами.

Кусторез // 2429596
Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к машинам для осветления лесных культур путем срезания нежелательной растительности в междурядьях. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам управления источником мощности машины, используемой в лесном хозяйстве (лесозаготовительной машины).

Изобретение относится к лесной таксации и лесной инспекции и может быть использовано при подборе и закладке постоянных и временных пробных площадей, а также применено в инженерной экологии, защите природной лесной среды, природоохранном обустройстве территорий с участками леса, экологическом мониторинге и охране окружающей природной среды путем учета закономерностей роста деревьев на пробных площадях, а также популяционного распределения численности лесных деревьев и их подроста от семян учетного материнского дерева.

Изобретение относится к лесному хозяйству и может быть использовано для расчета таксационных характеристик. .

Изобретение относится к мелиорации и природоохранному обустройству и может быть использовано для защиты склонов, песчаных степей от водной и ветровой эрозии
Наверх