Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Четырнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса"

XIV.F.485

Развитие возможностей регионального спутникового картографирования растительного покрова на примере Приморского края

Барталев С.А. (1), Егоров В.А. (1), Ершов Д.В. (2), Жарко В.О. (1), Колбудаев П.А. (1), Лупян Е.А. (1), Плотников Д.Е. (1)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(2) Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, Москва, Россия
Методология автоматизированного широко-охватного спутникового картографирования растительного покрова ведется в Институте космических исследований РАН с начала 2000-х годов (Барталев и др., 2015, 2011, Барталев, Лупян, 2013). При этом, к числу отличительных черт развиваемой методологии спутникового картографирования растительного покрова можно отнести следующие основные положения:
- направленность на разработку методов и технологий автоматической обработки данных дистанционного зондирования, обеспечивающих полную воспроизводимость результатов картографирования;
- ориентированность на разработку адаптивных алгоритмов тематической обработки данных, обеспечивающих локализованную (само)настройку оптимальных параметров в зависимости от пространственного расположения картографируемого объекта и времени проведения спутниковых наблюдений (Bartalev et al., 2014);
- применимость разрабатываемых методов и технологий для картографирования растительного покрова на больших территориях вплоть до глобального охвата (крупные страны, континенты и планета в целом);
возможность формирования однородных временных рядов спутниковых карт, способных характеризовать динамику растительного покрова (концепция динамического картографирования).
Разработанная к настоящему времени методология картографирования растительного покрова и опыт создания на ее основе с использованием данных MODIS серии тематических карт, на наш взгляд, не имеют аналогов. Вместе с тем, все более расширяющееся практическое использование карт растительного покрова в различных областях экономики (лесное хозяйство и лесная промышленность, сельское хозяйство, охотничье хозяйство) позволяет уточнять требования пользователей к их тематической нагрузке, выявлять и систематизировать неточности картографирования, планировать пути совершенствования методологии. Стимулирующее влияние на развитие методологии спутникового картографирования растительного покрова оказывает и запуск в эксплуатацию новых, обладающих улучшенными характеристиками, спутниковых систем дистанционного зондирования. При этом, можно выделить следующие приоритетные цели развития методологии спутникового картографирования растительного покрова:
- повышение точности классификации и оценки характеристик растительного покрова;
- повышение пространственного разрешения карт растительного покрова;
- расширение состава картографируемых тематических классов и характеристик растительного покрова.
Ввод в эксплуатацию системы дистанционного зондирования Proba-V, отличающейся уникальным сочетанием пространственного (115 м) и временного разрешения (не менее 10-15 наблюдений в месяц для территории России), открывает новые возможности развития методов спутникового картографирования растительного покрова. Дальнейшая перспектива повышения разрешения карт растительного покрова России сопряжена с возможностями комплексного использования данных, получаемых системами Landsat-OLI и Sentinel-2. Вместе с тем, картографирование растительного покрова больших территорий со столь высоким пространственным разрешением требует существенного развития технической инфраструктуры, а также поиска эффективных технологических решений в области хранения и обработки сверхбольших объемов спутниковых данных.
Выполненный на примере Приморского края комплекс исследований и разработок по развитию методов спутникового картографирования растительного покрова опирается на использование спутниковых данных Proba-V и Landsat-ETM+/OLI. При этом в качестве приоритетных рассматривались следующие направления исследований и разработок:
- развитие методов фильтрации эффектов маскирующего влияния облаков и теней;
- развитие методов реконструкции временных рядов спутниковых данных (Плотников и др., 2014);
- развитие методов радиометрической коррекции спутниковых данных за влияние рельефа местности;
- развитие методов формирования обучающей выборки различного пространственного разрешения для классификации типов земного покрова.
В результате проведенных исследований и разработок создан комплекс тематических карт Приморского края, включающий в себя:
- карты растительного покрова (115 м и 30 м);
- карту преобладающих древесных пород в лесах (115 м);
- карту запасов стволовой древесины в лесах (115 м).
Созданные карты находят применение для мониторинга и прогноза развития лесных пожаров, оценки степени повреждения лесов огнем и причиненного им ущерба, оценки лесных ресурсов и качества среды обитания редких видов животных. Разработанные новые спутниковые карты растительного покрова включены в состав информационного обеспечения системы «Вега-Приморье», призванной обеспечить эффективное решение задач комплексного мониторинга лесов Приморского края.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект №14-17-00389) в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте космических исследований Российской академии наук.

Ключевые слова: спутниковое картографирование, растительный покров, дистанционное зондирование
Литература:
  1. Барталев С.А., Егоров В.А., Ершов Д.В., Исаев А.С., Лупян Е.А., Плотников Д.Е., Уваров И.А. Спутниковое картографирование растительного покрова России по данным спектрорадиометра MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т.8. № 4. С.285-302.
  2. Барталев С.А., Егоров В.А., Жарко В.О., Лупян Е.А., Плотников Д.Е., Хвостиков С.А. Состояние и перспективы развития методов спутникового картографирования растительного покрова России // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 203-221.
  3. Барталев С.А., Лупян Е.А. Исследования и разработки ИКИ РАН по развитию методов спутникового мониторинга растительного покрова // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т.10. № 1. С.197-214.
  4. Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Балашов И.В., Барталев С.А., Ефремов В.Ю., Кашницкий А.В., Мазуров А.А., Матвеев А.М., Суднева О.А., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Центр коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных ИКИ РАН для решения задач изучения и мониторинга окружающей среды // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 263-284.
  5. Плотников Д.Е., Миклашевич Т.С., Барталев С.А. Восстановление временных рядов данных дистанционных измерений методом полиномиальной аппроксимации в скользящем окне переменного размера // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. №. 2. С.103-110.
  6. Bartalev S.A., Egorov V.A., Loupian E.A., Khvostikov S.A. A new locally-adaptive classification method LAGMA for large-scale land cover mapping using remote-sensing data // Remote Sensing Letters. 2014. 5(1). P.55-64.

Презентация доклада

Дистанционное зондирование растительных и почвенных покровов

326