Методика оценки фрагментации ландшафтов с использованием данных дистанционного зондирования Земли (на примере Белорусского Поозерья)

Данная работа посвящена слабо изученной проблеме фрагментации наземных экосистем Беларуси на провинциальном и ландшафтном уровнях. Наиболее перспективным и эффективным методом исследования и оценки фрагментации ландшафтов является использование данных дистанционного зондирования Земли как наиболее объективных и оперативных сведений по данному вопросу. Использование инструментов в среде геоинформационных технологий позволяет определить метрические композиционные и конфигурационные показатели, характеризующие степень фрагментации ландшафтов в автоматическом режиме обработки материалов аэрокосмических съемок. Выявлены существенные межландшафтные различия в проявлении фрагментации наземных экосистем ландшафтов в пределах Белорусского Поозерья.
При выборе территориальных объектов исследования и последующей оценки фрагментации ландшафтов учитывался и был использован полимасштабный подход ее проявления. Главной особенностью указанного подхода является рассмотрение масштабности разных иерархических уровней (регионального, субрегионального, ландшафтного и топологического) в пределах изучаемой территории. В качестве объектов фрагментации на ландшафтном уровне использованы 13 ландшафтных районов Поозерской провинции озерно-ледниковых, моренно-озерных и холмисто-моренно-озерных ландшафтов, выделенных по набору генетически однородных и территориально близких видов ландшафтов.
В процессе автоматизированного дешифрирования данных дистанционного зондирования Земли использовались мультиспектральные снимки спутниковых систем Suomi NPP, Sentinel-2A/B, Landsat8/9 и БКА на летний и весенний период на территории изучаемых регионов. Все расчеты производились в программном продукте ArcGIS Pro 2.8 на операционной системе Windows 10 с использованием алгоритмов построения пользовательских инструментов геообработки пространственных данных на основе геомоделей ModelBuilder.
Для вычисления метрик фрагментации ландшафтов использовался разработанный авторами специализированный программный модуль для ArcGIS.
По результатам определения метрик (показателей) фрагментации ландшафтов определяется площадь сокращения экосистем ландшафтов, а также учитываются показатели связности, непрерывности, формы контуров экосистем и их взаиморазмещение, что позволяет с количественной определенностью устанавливать степень фрагментации ландшафтов. Исходя из размера площади сохранившихся природных экосистем в данном масштабе в ландшафтах их можно ранжировать на: очень трансформированные – менее 25 %; сильно – 25–50 %; средне – 50–75 %; слабо трансформированные – более 75 %.
В настоящее время при изучении, оценке и картографировании фрагментации ландшафтов Беларуси наиболее востребованным инструментом выявления пространственного сочетания наземных экосистем являются космические мультиспектральные снимки разного пространственного разрешения. Необходимость их применения объясняется объективностью, масштабом охвата изучаемых территорий и слагающих их ландшафтов, а также доступностью и возможностью обработки в современных программных продуктах.