andrey

Путь к Файлу: /Лесохозяйственный / Аэрометоды / аэрометоды.doc

Ознакомиться или скачать весь учебный материал данного пользователя
Скачиваний:   0
Пользователь:   andrey
Добавлен:   11.01.2015
Размер:   394.5 КБ
СКАЧАТЬ

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО Сибирский государственный технологический университет

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра геодезии и таксации

 

 

 

 

 

Эссе

на тему: Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разработал: Нисневич А.Е.

       ст. гр. 33-1

Дата:

Подпись: __________

 

Проверил: Незамов В.И.

Подпись:   ____________

 

 

 

 

Красноярск 2006


Ученые, занимающиеся изучением лесов на Земле, обнародовали результаты своего последнего исследования, которое длилось с ноября по декабрь в Индонезии. Кампания носила название INDREX-II и ставила своей целью не только произвести исследования лесных массивов, но и испытать новый высокотехнологичный радар E-SAR. Радар был разработан немецким аэрокосмическим центром DLR и позволяет собирать и обрабатывать более точную информацию о лесных массивах на планете.

аэрометоды

 

Ученые считают, что новая техника поможет им дополнить существующую картину лесов планеты, поскольку показания системы являются очень точными. Данные высокой точности предоставляются даже в дождливую и ненастную погоду. Помимо всего прочего изображение лесов дается в трехмерном объеме, что позволяет ученым осуществить замеры, например, высоты деревьев, с целью определения биомассы поверхности. Кроме того, новый радар безошибочно распознает участки леса, которые подверглись затоплению или пострадали от пожаров.

Лесные массивы занимают 27% от общей площади земной поверхности, и последняя разработка призвана помочь исследователям в прогнозировании изменений в лесах, а также составлении более подробной «лесной» карты.


Аэрокосмические методы охраны сибирских лесов

Ряполов В.Я.. д.б.н., проф. Красноярского аграрного университета (КрасГАУ) Ряполова Л.М., с.н.с. Всероссийского научно-исследовательского института противопожарной охраны лесов и механизации лесного хозяйства (ВНИИПОМлесхоз)

Особенности службы защиты таежных лесов Сибири заключаются в специфичности задачи - контролировать динамику численности многих видов насекомых на огромной территории.

По имеющимся расчетам (Окунев, 1961) активные лесозащитные мероприятия, связанные только с предотвращением массового размножения сибирского шелкопряда (Dendrolimus superans sibiricus Tsch.), в отдельные годы должны охватывать территорию в 250-300 млн. га. Площади лесов, поврежденных этим дендрофагом за последние 40 лет, составляют более 8 млн. га для средней Сибири (Кондаков. 1974). Естественно, что такие задачи нельзя решать традиционными наземными методами.

Дистанционные средства аэрокосмической регистрации открывают принципиально новые возможности для контроля динамики численности насекомых дендрофагов на обширной территории сибирских лесов. В сочетании с другими методами прогноза они позволяют установить нарастание панзональных вспышек массовых размножений насекомых в пределах их ареалов.

В настоящее время обнаружение лесных участков, поврежденных насекомыми дендрофагами, само по себе не является проблемой, поскольку изменение спектральной яркости поврежденных древостоев хорошо фиксируется на спектрозональных и многозональных синтезированных снимках. Основная задача лесозащиты заключается в том, чтобы обнаружить повреждения древостоев на первоначальных этапах массового размножения насекомых и ликвидировать угрозу гибели насаждений. Для этого надо знать, какие лесные участки наиболее благоприятны для размножения насекомых дендрофагов и где, с наибольшей вероятностью, следует ожидать вспышек их массового размножения. Эти задачи успешно решаются аэрокосмическими методами.

На основе реконструкции динамики очагов в прошлом и анализа их структуры в системе природных территориальных комплексов, по аэрокосмическим изображениям устанавливаются основные природные закономерности размещения очагов наиболее опасных видов насекомых. По этим материалам составляются прогнозные карты массового размножения дендрофагов на лесной территории, что значительно сокращает объем наземных и аэровизуальных исследований. Более подробно эти исследования отображены в работах авторов (Ряполов, 1980. 1996; Ряполов, Ряполова, 1983, 1986).

Для детального анализа таежных экосистем, поврежденных насекомыми фитофагами, использован ландшафтно-экологический подход при дешифрировании аэрокосмических снимков. Комплексная оценка повреждаемости темнохвойных лесов сибирским шелкопрядом и черным пихтовым усачом позволила разработать схему лесопатологического дешифрирования аэроснимков и дешифровочные признаки поврежденных древостоев.

Схема лесопатологической оценки очагов насекомых дендрофагов дистанционными методами

По дешифровочным признакам степени повреждения древостоев устанавливаются:

I

II

III

IV

V

VI

VII

Ландшафтно-экологическая приуроченность очагов

Тип очагов:

1. Первичный

2. Вторичный

3. Третичный

Тип повреждений:

1. Точечный

2. Куртинный

3. Локальный

4. Мозаичный

5. Концентрированный

Интенсивность повреждений крон:

1. Слабая (до 30 %)

2. Средняя (30-70%)

3. Сильная(70-100%

Таксационная характеристика древостоев по степени повреждаемости

Фаза градационного цикла

1. Фаза нарастания численности

2. Фаза максимума

3. Фаза разреживания

4. Фаза депрессии

5. Фаза восстановления стабильной численности популяции

Динамика очагов и лесовосстановительный процесс

аэрометодыОдним из важных диагностических признаков для обнаружения повреждений, нанесенных насекомыми дендрофагами, является их ландшафтно-экологическая приуроченность в системе природных территориальных комплексов (ПТК). Отличительной особенностью очагов насекомых является их распространение на положительных формах рельефа и, оставшиеся после распада хвойных, древостои из мелколиственных пород (береза, осина). На рис. 1 представлен фрагмент очагов сибирского шелкопряда и на рис.2 - черного пихтового усача. Очаги сибирского шелкопряда имеют четко выраженный контур, а у черного пихтового усача границы контура размытые. Это связано, прежде всего, с особенностями экологии и питания насекомых. Зимняя съемка делает эти различия более контрастными.

аэрометодыВ зависимости от ландшафтно-экологических условий территорий развития очагов происходит по первичному, вторичному, третичному типу (Ильинский, 1965). По цветным снимкам установлено, что различные типы очагов имеют определенную структуру:

1. Четко выраженное ядро очага, где наблюдается максимальная степень повреждения крон.

2. Кайма наползания вокруг центра очага, где степень повреждения меньше.

Для первичных очагов характерны три зоны по интенсивности повреждения, а для вторичных - две. На типологию очагов кроме экологических условий существенно влияют антропогенные факторы.

На рис. 3-5 представлены фрагменты спектрозональных аэроснимков различных типов очагов сибирского шелкопряда. Снимки отпечатаны с аэронегативов одного маршрута съемки.

аэрометоды

аэрометоды

аэрометоды

Рис.3 Спектрозональный аэроснимок 1968 г. М 1:15000

Рис.4 Спектрозональный аэроснимок 1968 г. М 1:5000

Рис.5 Спектрозональный аэроснимок 1968 г. М 1:15000

Анализ различных типов очагов показал, что при ландшафтном дешифрировании патологических изменений древесного полога в качестве физиономичных индикационных признаков можно использовать типы повреждений. Отмечено большое разнообразие типов повреждений в зависимости от структуры ландшафтов и фазы градационного цикла развития насекомых. Рассмотрим типы повреждений на примере развивающихся очагов (рис. 6-10)

аэрометоды

аэрометоды

Рис.6 Черно-белый аэроснимок 1961 г. М 1:28000

Рис.7 Черно-белый аэроснимок 1958 г. М 1:28000

аэрометоды

аэрометоды

аэрометоды

Рис.8 Спектрозональный аэроснимок 1970 г. М 1:15000.

Рис.9 Спектрозональный аэроснимок 1970 г. М 1:5000.

Рис.10 Спектрозональный аэроснимок 1970 г. М 1:15000

Точечный тип повреждений характерен для первичных и вторичных очагов на фазе нарастания численности насекомых дендрофагов. В дальнейшем, с резким нарастанием численности насекомых (фаза максимума численности), точечный тип повреждений переходит в куртинный, а в конце фазы - куртинные очаги смыкаются, образуя область сплошной инвазии. В этот же период происходит и дифференциация очагов по зонам поражения, т.е. очаги можно разделить на 2-3 зоны по степени повреждения, где ядро очага представляет сплошной (локальный) тип повреждения, за ним следует область с куртинным типом повреждения и далее - с точечным. Существенное влияние оказывают миграционные процессы насекомых из первичных очагов, которые усиливают степень повреждения древостоев во вторичных и третичных очагах. Вторичные очаги представляют участки, на которых можно выделить две зоны по типам повреждения - куртинные и точечные. В третичных очагах отмечен точечный тип повреждений.

В зависимости от форм рельефа и расчлененности древостоев имеют место локальные, мозаичные и концентрированные типы повреждений. Участки с локальным типом характерны для очагов на средне и сильнорасчлененных территориях, а также в насаждениях, подвергавшихся антропогенному воздействию. Мозаичный тип повреждений приурочен к слаборасчлененным и бугристым поверхностям мезорельефа. На водораздельных пространствах высоких равнин, с относительно однородными формами рельефа и условиями произрастания древостоев, представлен концентрированный тип повреждений.

Таким образом, типы повреждений представляют портретную характеристику очагов в зависимости от фазы градационного цикла развития насекомых и ландшафтно-экологических условий территорий.

Наземными исследованиями установлено, что при слабой степени повреждения темнохвойных древостоев (до 30% крон), насаждения полностью восстанавливают фитомассу. При средней степени дефолиации (30-70%) наблюдается частичное усыхание древостоев, а при сильной (70-100% ) - насаждения усыхают полностью.

Лесоводственно-таксационные характеристики поврежденных сибирским шелкопрядом древостоев показали, что наиболее сильно повреждаются чистые пихтовые древостои с небольшим присутствием лиственных пород. Значительную долю участия ели в составе древесного полога следует рассматривать как индикатор малоблагоприятных условий для размножения дендрофагов. Интенсивно повреждаются участки леса с полнотой 0,4-0,7; VI-VIII классов возраста, низкотравной и зеленомошной групп типов леса; II-III класса бонитета. Сходные лесоводственно-таксационные характеристики отмечены и в очагах черного пихтового усача.

Дешифрирование аэрокосмоснимков разных лет съемки позволяет выявлять закономерности послевспышечного состояния лесов и характер динамики очагов на протяжении длительного периода (рис. 11-14). Многократные пожары в очагах дендрофагов создают специфические условия лесовозобновления и на десятилетия затягивают процесс восстановления коренных хвойных пород на данной территории. В то же время, часть этих площадей может эффективно использоваться для сельскохозяйственных целей. На рис. 14 (под цифрой 1) показана часть очага, поросшая кипрейником, которую можно использовать для пчеловодства, а повторно пройденные пожаром участки (цифра 3) - могут использоваться для очагового земледелия.

аэрометоды

аэрометоды

аэрометоды

аэрометоды

Рис.11 Черно-белый аэроснимок 1958 г. М 1:28000.

Рис.12 Черно-белый аэроснимок 1961 г. М 1:28000.

Рис.13 Спектрозональный аэроснимок 1968 г. М 1:15000.

Рис.14 Спектрозональный аэроснимок 1977 г. М 1:20000. Очаги 50-х годов.

Но особенно актуален вопрос по использованию усыхающей древесины в свежих очагах насекомых дендрофагов, с целью смягчения последствий вспышек массовых размножений. По нашим материалам установлено (Ряполов, 1991), что за последние 50 лет в районах приенисейской Сибири поврежденные древостои использовались для нужд народного хозяйства всего на 0,1 % от всей площади погибших лесов. В то же время, пожары в очагах значительно увеличивают площади, отнесенные к категории не покрытые лесом.

Динамика поврежденных лесов представляет последовательные этапы лесовосстановительного процесса, в результате чего в очагах насекомых дендрофагов возникают близкие к прежним экологические условия (VI-VII стадии лесовосстановительного процесса) и в них вновь формируются очаги.

На рис. 15 показан фрагмент карты лесоэнтомологического районирования очагов сибирского шелкопряда в Нижнем Приангарье на ландшафтно-экологической основе. Отсюда видно, что наиболее благоприятными элементами ландшафта для массового размножения сибирского шелкопряда являются плакоры и пологие склоны высоких равнин на лессовидных суглинках, перекрытые чехлом тяжелосуглинистых пород. На этих поверхностях формируются темнохвойные леса с преобладанием в древесном пологе пихты сибирской. В пределах этих двух классов урочищ очаги сибирского шелкопряда занимают около 82 % от всей площади распространения, что позволяет отнести их к районам экологического оптимума дендрофага.

На исследованные территории производится пространственно-временное и математическое моделирование ключевых участков с целью определения количественных параметров для наземных лесоэнтомологических обследований. Выделяются места первичной локализации насекомых дендрофагов и, с учетом динамики их численности, осуществляется ежегодный контроль за степенью повреждения древостоев с помощью цветных аэрокосмоснимков.

Системный подход к исследованию динамики повреждаемости лесов, начиная с районов массовых размножений и до детальной оценки структуры природных очагов, позволяет в обратном порядке контролировать динамику численности насекомых и повреждаемость насаждений. Таким образом, представленная технология согласуется с основным законом кибернетики - наличие прямых и обратных связей, поэтому является наиболее эффективным решением данной проблемы.

Расчеты показывают, что дистанционны методы лесопатологического мониторинга позволяют в десятки раз сократить затраты на проведение лесоохранных мероприятий.

Литература

1. Ильинский А.И. Закономерности массовых размножений. /Надзор, учет и прогноз массовых размножений хвое-и листогрызущих насекомых в лесах СССР, Москва, 1965. - С.18-37.

2. Кондаков Ю.П. Закономерности массовых размножений сибирского шелкопряда. /Экология популяций лесных животных Сибири, Новосибирск: Наука, 1974. -С.206-265.

3. Окунев П.П. Районирование территорий для проведения мероприятий по борьбе с сибирским шелкопрядом. /Сборник работ по лесному хозяйству, М.-Л., 1961, вып.4. - С.254-267 (ЛенНИИЛХ)

4. Ряполов В.Я. Закономерности ландшафтно-экологического размещения очагов сибирского шелкопряда как основа прогнозирования его массового размножения. /Автореф. канд. дисс., Красноярск, 1980, 24 с.

5. Ряполов В.Я. Дистанционные методы лесоэнтомологического мониторинга таежных лесов. /Автореф. докт. дисс., Екатеринбург, 1996, 42 с.

6. Ряполов В.Я. Пространственная модель развития вспышек массовых размножений энтомовредителей в южной тайге Средней Сибири. //География и природные ресурсы, Новосибирск, Наука, 1991. - С.78-88.

7. Ряполов В.Я., Ряполова Л.М. Анализ изменения численности хвоегрызущих насекомых в резервациях сибирского шелкопряда. //Лесоведение, 1983, № 4. - С. 49-55.

8. Ряполов В.Я., Ряполова Л.М. Лесопатологическое картографирование таежных ландшафтов с использованием аэрокосмических снимков. /Дистанционные исследования природных ресурсов Сибири, Новосибирск, Наука, 1986. - С. 14-19.


/Наука и Техника/Экология

аэрометодыАэрокосмические методы изучения почв, Андроников В. Л.

В книге рассматриваются теоретические основы методов дешифрирования почвенного покрова по его изображению на снимках при аэро- и космической съёмке земной поверхности. Впервые излагаются вопросы использования материалов многозональной и многоспектральной съёмок для изучения почв.

Предлагаемая вниманию читателя книга представляет собой первый опыт монографического обобщения материалов аэрокосмических съёмок для изучения почв. В связи с бурным развитием космических методов исследований в СССР, США и других странах возник ряд новых направлений в этой области: космическая метеорология, аэрокосмогеология, космическая картография, космическое землеведение и др., имеющих своей задачей дальнейшее исследование природных ресурсов планеты.

В исследовании земельных ресурсов существенную роль играют материалы, поставляемые автоматизированными искусственными спутниками, пилотируемыми космическими кораблями, орбитальными станциями. В настоящее время разработан целый спектр фотографических и телевизионных систем и методических приёмов для съёмки земной поверхности с помощью аэро- и космических средств с последующей визуально-инструментальной и оптико-электронной обработкой полученных материалов.

С помощью аэрокосмических дистанционных методов в ближайшем будущем можно будет решить многие задачи количественного и качественного учёта и изучения почвенных ресурсов СССР. Данная монография окажет помощь в решении этих задач. В ней анализируются методические приёмы изучения почвенного покрова с экспериментальных спутников «Метеор», космических кораблей «Союз» и орбитальных станций «Салют». В аэрокосмическом аспекте показаны возможности многозональных съёмок камерой: МКФ-6 (эксперимент «Радуга»).

Автором представлены результаты многолетних исследований по использованию чёрно-белых, спектрозональных, многозональных и многоспектральных аэро- и космических снимков для изучения почвенного покрова, а также данные инфракрасной, радиотепловой и радиолокационной съёмок для почвенно-сельскохозяйственных целей.

Акад. ВАСХНИЛ В. В. Егоров

д-р геогр. и с.-х. наук Ю. А. Ливеровский

ПРЕДИСЛОВИЕ

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

Яндекс.Метрика