Крупномасштабное картографирование наземного покрова п-ва Артаниш (Севанский национальный парк, Армения) по данным с беспилотных летательных аппаратов

Крупномасштабное картографирование наземного покрова играет важную роль для изучения, мониторинга и рационального использования ресурсов. Такие исследования позволяют не только фиксировать современное состояние покрова, но и выявлять тенденции его изменения под влиянием природных и антропогенных факторов. В последние десятилетия среди прочих методов дистанционного зондирования Земли большое значение приобрели беспилотные летательные аппараты (БПЛА). Их преимущества заключаются в мобильности, малогабаритности, оперативности и получении данных сверхвысокой точности, что делает данные с БПЛА подходящим источником для крупномасштабного картографирования земного покрова.
Полуостров Артаниш, находящийся в северо-восточной части озера Севан в Армении, является одним из 4 заповедных кластеров национального парка “Севан”. Основная природоохранная задача кластера – сохранение разнообразной реликтовой растительности (например, можжевельника). Для понимания современного состояния растительного покрова были произведен комплекс полевых и камеральных работ по картографированию. Стоит отметить, что последние картографические материалы, которые отражают состояние наземного покрова полуострова, были изданы в 1930–1950-е годы.
Цель данной работы – крупномасштабное картографирование и актуализация данных о наземном покрове полуострова Артаниш с применением высокодетальных данных дистанционного зондирования Земли.
На предварительном этапе работ по литературным и картографическим источникам, а также по данным космической съемки (снимки PlanetScope) проводилось предварительное дешифрирование наземного покрова по разновременным снимкам, итогом которого стало выделение древесно-кустарникового яруса и распознавание можжевельников . Верификация и уточнение полученных схем дешифрирования осуществлялись в ходе полевых выходов. Для этого проводились оптическая (DJI Mavic 4 Pro) и мультиспектральная (DJI Mavic 3M) аэрофотосъемки. С учетом особенностей территории и режимов полета съемки выполнялись как в автоматизированном, так и в ручном режимах, с перекрытием 80–90%. Полученные аэроснимки прошли фотограмметрическую обработку (в программе Agisoft Metashape), в результате чего были получены ортофотоплан и цифровая модель местности (пространственное разрешением 20 см). По итогам фотограмметрической обработки были получены трехмерные облака точек, цифровые модели местности, ортофотоплан и спектральные индексные ортомозаики. Результатом анализа и классификации трехмерного облака точек стала модель высоты полога (древесно-кустарникового), на основе которой были выделены отдельные деревья, включая по видовому составу.
Далее проводилось комплексное полевое физико-географическое описание ключевых участков и полевое дешифрирование результатов аэросъемки. Данные полевых обследований и аэрокосмических съемок были организованы в единую базу пространственных данных в среде ArcGIS Pro. На основе созданной базы данных, используя функциональные возможности ГИС, были получены исправленные и детализированные схемы дешифрирования наземного покрова.
В ходе работ по картографированию полуострова Артаниш было установлено, что основными типами покрова являются можжевеловые редколесья, лиственные леса и редколесья, кустарниковые и злаково-разнотравные сообщества, включающие в себя разные подтипы в зависимости от состояния подлеска и травянистого покрова.
Полученная информация может быть использована не только для мониторинга изменений, но и для планирования природоохранной деятельности, а также принятия решений в области рационального природопользования, так как на данной территории присутствуют дефолиационные древостои, что может свидетельствовать о изменений условий произрастаний.
Разработка методов картографирования проводились в рамках темы Государственного задания № FMWS-2024-0009 «Разработка методов геоинформационного анализа, картографирования и дистанционного мониторинга компонентов природной среды и антропогенных объектов». Сбор архивных данных и обработка велась в рамках исследовательского проекта № 22IRF_04 Комитета по высшему образованию и науке Министерства образования, науки, спорта и культуры РА.