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)

Девятая всероссийская открытая ежегодная конференция
«Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 14-18 ноября 2011 г.
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

IX.F.33

Геоинформационное моделирование природно-антропогенной экосистемы Новосибирского Академгородка на основе космоснимков высокого разрешения

Глушкова Н.В. (1,2), Лащинский Н.Н. (3), Зольников И.Д. (1,2), Макунина Н.И. (3), Соколов К.С. (1)
(1) Институт геологии и минералогии СО РАН
(2) Новосибирский государственный университет
(3) Центральный сибирский ботанический сад СО РАН
Новосибирский Академгородок является экополисом, при создании которого был применен «метод диффузной застройки, основой которого является взаимопроникновение жилых и рабочих кварталов и
больших массивов нетронутых природных насаждений» (стр 4, [1]). Очевидно, что дальнейшая застройка этой территории должна планироваться так, чтобы кардинально не трансформировать ситуацию, исказив
изначальную концепцию экополиса. Для этого необходимо не только качественно, но и количественно оценивать соотношение природной и антропогенной составляющих в сложившуюся экосистему, как в
настоящий момент, так и на перспективу. Решение этой задачи стало возможным благодаря наличию мультиспектральных снимков высокого разрешения и применению геоинформационных технологий.
На территорию Новосибирского Академгородка создана база геоданных, которая включает в себя космические снимки высокого и среднего разрешения, топографические карты, цифровая модель рельефа (ЦМР)
и пр. В качестве географической основы (подложки) выбраны космические снимки высокого разрешения QuickBird. По снимкам проведены векторизация следующих объектов: транспортные коммуникации
(асфальтовые и грунтовые дороги, пешеходные и велосипедные дорожки, асфальтированные площадки и т.п.); строения (жилые, хозяйственные, административные и другие здания); гидрография (Новосибирское
водохранилище, озера, старицы, пруды, протоки, реки и ручьи); улицы и основные транспортные магистрали; растительность. Кроме того, по дополнительным картографическим источникам была проведена
оцифровка зонирования территории по функциональному значению и изолиний высот.
Была разработана технология автоматической классификации снимка высокого разрешения для оценки плотности леса и количественного соотношения хвойных и лиственных пород деревьев. Технология
состоит в проведении классификации космических снимков осеннего и летнего сезонов съемки, конвертации результатов классификации в векторный формат и последующем построении плотностных сеток.
Конечным результатом явились интегральные схемы сомкнутости, а также соотношения лиственных и хвойных пород деревьев для разных массивов Академгородка.
Также разработана комплексная технология геоинформационного моделирования сложных природно-антропогенных систем, основанная на методике выделения гетерогенных природно-территориальных
комплексов [2]. На первом этапе при создании базы геоданных были выделены основные природные (леса) и антропогенные (застройка, автомобильные и железные дороги, тропинки и т.п.) составляющие
природно-территориальных комплексов (ПТК) Академгородка. Антропогенные выделы расклассифицированы по степени воздействия на окружающую среду в соответствии с существующими медико-
санитарными нормативами. Природные выделы оконтурены в результате классификации космических снимков высокого разрешения. На следующем этапе были построены плотностные схемы для каждого типа
элементарного ПТК. Шаг сетки был определен в соответствии с пространственным разрешением обрабатываемого космического снимка, а радиус скользящего окна подобран эмпирически в соответствии с
функциональным масштабом карты. Полученные сетки конвертировались в вектор и проводились оверлейные операции по совмещению плотностных карт техногенной застройки и древесной растительности.
Таким образом, появилась возможность для каждого конкретного участка определять удельное соотношение природного и антропогенного вкладов в экогеологическую обстановку. Был проведен сравнительный
анализ территории Академгородка с другими территориями города Новосибирска. В целом несмотря на продолжающуюся дополнительную застройку для Верхней зоны Академгородка влияние техногенного
фактора в жилой зоне остается сравнительно не высоким по сравнению с другими урбанизированными районами. Разработанная технология позволяет проводить актуальную и ретроспективную оценку
экологического состояния и осуществлять перспективное моделирование изменений пространственной структуры природно-антропогенных экосистем, т.е. планировать дальнейшее развитие экополиса с
диффузной застройкой.
Работа выполнена при финансовой поддержке интеграционного проекта СО РАН №10 «Динамика экосистем Академгородка: мониторинг и разработка рекомендаций по рациональному использованию».
Список литературы:
1. Природа Академгородка: 50 лет спустя / отв. ред. И.Ф.Жимулев; Рос.акад. наук, Сиб. отд-ние, Ин-т цитологии и генетики [и др.]. - Новосибирск: Издательство СО РАН, 2007. - 250 с.
2. Зольников И.Д., Лямина В.А., Королюк А.Ю. Комплексная технология картографирования и мониторинга гетерогенных ландшафтов // География и природные ресурсы. 2010. №2. С. 126–131.

Дистанционное зондирование растительных и почвенных покровов

346