Спутниковые технологии учета и мониторинга лесных угодий в Криушинском лесокомбинате Рязанской области

До настоящего времени в Криушинском лесничестве применялись традиционные прие-мы по использованию лесных ресурсов, предполагающие использование ручных измеритель-ных инструментов (буссоли, рулетки и т.п.) и бумажных технологий учета. Все это нередко приводило к значительным погрешностям и спорным ситуациям, натурная обстановка не соот-ветствовала планам.
Рязанским государственным радиотехническим университетом совместно с Криушин-ским лесокомбинатом проведены исследования, связанные с использованием глобальных сис-тем позиционирования ГЛОНАСС/GPS и высокодетальных космических снимков земной по-верхности (от спутников RapidEye, WorldView) для решения задач мониторинга, учета и отвода под вырубку лесных угодий.
В первую очередь были проведены работы по уточнению существующих планов лесни-честв. Для этого использовался снимок со спутника RapidEye, имеющий разрешение на местно-сти около 5 метров и полученный весной 2011 года. Выбор времени съемки определялся необ-ходимостью отразить изменения лесных массивов во время пожаров 2010 года. Кроме того снимки, сделанные в весенний период, позволяют качественно выделить хвойные лесные мас-сивы, которые представляют наибольший интерес. Второй немаловажной проблемой стало уточнение географической привязки планов лесничеств. Для этого использовались как косми-ческий снимок, так и точки местности с заранее известными координатами. В результате уда-лось повысить точность привязки планов до 2-3 метров. Проведены эксперименты по проверке точности функционирования GPS-приемников в интересующей зоне, оценены флуктуации ко-ординат опорных точек, точность определения координат точек с заранее известными коорди-натами. В результате была подтверждено, что погрешность позиционирования по известным координатам не превышает 3-4 метров.
Для решения поставленных задач было разработано программный комплекс ForestScan, реализующий:
- открытие и просмотр изображений распространенных графических форматов, в том числе имеющих геопривязку;
- создание схем участков леса, подлежащих вырубке или иным работам, на основе общих планов лесничеств;
- возможность нанесения на планы специальных обозначений, произвольных надписей и координат точек местности;
- обеспечение взаимодействия с ГЛОНАСС/GPS приемниками;
- ведение базы данных, содержащей информацию о квартальной сетке в пределах каждо-го лесничества и выполненных работах.
Была разработана база данных лесных кварталов входящих в каждое лесничество, нахо-дящееся в ведении Криушинского лесокомбината. Созданы инструменты, позволяющие в крат-чайшие сроки адаптировать это информационное хранилище к работе в любом другом регионе.
Модуль целевой тематической обработки из состава программного комплекса позволяет в автоматизированном режиме готовить планы выполняемых в лесу работ. Контуры будущих вырубок или лесонасаждений наносятся интерактивно в виде векторных объектов или же через задание координат угловых точек. При создании планов работ автоматически формируются таблицы с географическими координатами угловых точек каждого определенного выдела, а также относительные координаты в формате «азимут-дальность».
Модуль взаимодействия с приемниками GPS/ГЛОНАСС сигнала позволяет в интерак-тивном режиме импортировать координаты маршрутных точек из файлов формата GPX (GPS eXchange Format). В результате в векторном слое карты формируются произвольные много-угольники, которые могут использоваться как границы выделов на схемах лесоустроительных работ. Программные инструменты позволяют использовать произвольные точки, хранящиеся в файле, с возможностью изменения их порядка вхождения в контур.
Выходные документы – схемы расположения мест проведения работ. Они представляет собой план отдельного лесного квартала, в пределах которого выполняется данная работа, с на-несенными на нее контурами зоны интереса. При необходимости оператор может добавить по-метки, дополнительные надписи или иную информацию. При печати соблюдается необходи-мый картографический масштаб, таким образом, отпечатанная схема может использоваться для точных ручных измерений. Аналогичная схема может быть создана и на основе космического снимка.
Все подготовленные схемы расположения мест проведения работ сохраняются в локаль-ной базе данных. В дальнейшем пользователь может нанести на общий план лесничеств конту-ры областей, на которых выполнялись работы. При этом программные средства позволяют сде-лать необходимую фильтрацию по дате, лесничеству или кварталу. Подобные возможности по-зволяют эффективно вести учет выполненных работ и мониторинг лесных угодий.
Выполненные исследования и созданный программный комплекс позволили достичь следующих результатов:
- повышения точности привязки вырубок к местности до 2-3 метров;
- повышения автоматизации труда лесоустроителей;
- улучшения условий учета и контроля проводимых работ;
- ускорения документооборота при одновременном снижении трудозатрат.
Развитие данного проекта рассчитано на более интенсивное использование космических снимков. Предполагается заказ высокодетальной съемки лесных массивов в апреле каждого года для проведения сравнительного анализа с целью выявления незаконных вырубок леса и пла-нирования дальнейшего использования лесных угодий. Планируется разработка технологий ав-томатической оценки объемов древесины по космическим снимкам.