Дешифрирование материалов аэро- и космических съёмок. Лекция 3

1. Лекция 3: Дешифрирование материалов аэро- и космических съёмок

1. Информационные и изобразительные свойства аэрокосмических
изображений.
2. Объекты и методы лесного дешифрирования.
3. Последовательность дешифрирования аэрокосмических снимков при
визуальном методе.
4. Материалы съемки, используемые при визуальном дешифрировании.
5. Стереоскопический эффект. Стереоскопические измерения по снимкам.
Аэрокосмические методы в лесном деле
1

2.

1. Информационные и изобразительные свойства аэрокосмических изображений
Дешифрирование — процесс распознавания объектов местности, их свойств и
взаимосвязей по их изображениям на снимке для составления карты или других
целей с обозначением в условных знаках качественных и количественных
характеристик .
При дешифрировании объекты опознают по комплексу прямых и косвенных
дешифровочных признаков.
Прямые дешифровочные признаки непосредственно характеризуют объект: форма,
размер, тон (цвет), тень, рисунок.
Различают форму:
- геометрически определенную (для искусственных сооружений);
- неопределенную (для природных объектов).
По характеру локализации различают точечную, линейную, площадную
форму.
Аэрокосмические методы в лесном деле
2

3.

Минимальный размер объекта, отображаемого на снимке зависит от разрешающей
способности изображения (R), складывающейся из разрешающей способности
объектива (Rоб) и фотопленки (Rпл):
1/R = 1/Rоб + 1/Rпл= 1/50 + 1/200= 1/40 , R=40лин/мм.
Тогда линейное разрешение, т.е. минимальный размер отображаемого на снимке
объекта составит
ρ= 1/(2R) = 1/(2 *40) =0,012мм
Визуальное восприятие объекта возможно при его размере не менее 0,1 мм,
следовательно при дешифрировании следует использовать лупу с увеличением 8х
(0,1мм/0,012мм=8)
Аэрокосмические методы в лесном деле
3

4.

Фототон - степень почернения
фотоматериала
в
соответствующем
месте изображения объекта, зависящая
от ряда факторов:
отражательной
способности
объекта,
внешнего строения,
освещенности,
времени съемки,
влажности,
режима фотопечати и т. п.
Из 256 градаций фотоизображения
«оттенки
серого»
глаз
человека
различает
только
25,
а
для
дешифрирования достаточно 7
(белый, почти белый, светлосерый, серый, темно-серый, почти
черный , черный).
Аэрокосмические методы в лесном деле
4

5.

Цвет (тон) изображения объектов местности на аэрофотоснимках
Объекты местности
Лес сосновый
Цвет (тон) изображения на аэроснимках
черно-белых (ПАН)
Цветных (RGB)
Спектрозональных (БИК)
светло-серый
темно-зеленый
темно-пурпурный
Лес еловый
серый
зеленый
коричневато-пурпурный
Лес лиственный
яркий светло-серый
светло-зеленый
синевато- и зеленоватопурпурный
Лес дубовый
серый
зеленый
зеленовато-голубой
с оттенками
Лес березовый
светло-серый
зеленый
Лес осиновый
яркий светло-серый
светло-зеленый
Кустарник лиственный
серый
зеленый
зеленовато-синий
Травянистая
растительность
серый
зеленый
серовато-голубой, светлопурпурный
Полевые технические
культуры
Закрепленные пески
серый с оттенками
зеленый с оттенками
серый
серовато-желтый
голубой, кирпичный,
вишневый, пурпурный
пурпурный
Постройки
серый с оттенками
Дороги с покрытиями
серый
светло-красный,
светло-серый,
зеленый
светло-серый
Аэрокосмические методы в лесном деле
однообразно пурпурный
пурпурный
5

6.

Рис. Использование прямого дешифровочного
признака «тень» для распознавания объекта на
снимке (церковь)
Рис. Длина тени объекта и
рельеф местности
6

7.

Рисунок изображения - характеризуется структурой (набор форм, размеров, тонов
или цветов и цветовых оттенков, участвующих в формировании рисунка)
и текстурой (пространственное расположение структур, их взаимное сочетание)
1
3
2
3
2
3
1
Зернистая структура – лес (1)
Мелкозернистая структура - кустарники различных пород(2)
Полосчатая структура – пашня (3).
7

8.

4
4
2
2
1
3
4
2
Рис. Определение характеристик древостоя по структуре изображения:
Точечная (равномерная, неравномерная) структура - редины, вырубки (1);
Мелкозернистая структура - чистые сомкнутые молодняки (2);
Зернистая структура - чистые по составу или равномерно смешанные средневозрастные
сомкнутые насаждения (3).
Крупнозернистая структура - чистые по составу или равномерно смешанные спелые сомкнутые
насаждения (4).
Аэрокосмические методы в лесном деле
8

9.

1
2
Пятнистая структура - заболоченные участки.
Аэрокосмические методы в лесном деле
9

10.

Косвенные
дешифровочные
признаки
взаимосвязи
-
объектов
и
их
характеристик в пространстве и во времени, опирающиеся на результаты логической
интерпретации, основанной на знаниях о закономерностях и взаимосвязях между
объектами, их характеристиками и природной средой.
Важнейшие косвенные признаки:
-
взаимосвязи между таксационными показателями древостоев и полога насаждений;
-
ландшафтные (природные) признаки, характеризующие природную структуру
местности (рельеф, гидрография, типы почв);
-
антропогенные признаки (например, сеть лесовозных дорог, примыкающих к
вырубкам);
-
природно-антропогенные косвенные признаки.
Объекты,
используемые
дешифрирующихся
при
опознавании
непосредственно
и
объектов,
определении
характеристик
не
называют
индикаторами,
а
дешифрирование - индикационным.
Аэрокосмические методы в лесном деле
10

11.

2. Объекты и методы лесного дешифрирования.
Дешифрирование — процесс распознавания объектов местности, их
свойств и взаимосвязей по их изображениям на снимке для составления карты или
других целей с обозначением в условных знаках качественных и количественных
характеристик .
Объектами лесного дешифрирования снимков являются:
а) лесной фонд и находящиеся на его территории объекты, а также
происходящие в нем различные события и явления:
- участок лесного фонда (лесной массив);
- таксационный выдел;
- не покрытые лесом и нелесные земли (вырубки, гари, погибшие насаждения,
прогалины, болота, сенокосы, пашни, дороги, трассы, гидрография, строения и
сооружения, очаги горения в лесу, пожарища, разливы нефтепродуктов, горные
разработки и т. д);
- группа деревьев, дерево или его часть.
б) количественные и качественные характеристики этих объектов, явлений
и событий (таксационные показатели и др. характеристики).
Основной
методологический
принцип,
применяемый
в
процессе
дешифрирования — рассмотрение объектов в их развитии и взаимосвязи.
Аэрокосмические методы в лесном деле
11

12.

По содержанию различают топографическое и специальное дешифрирование.
При топографическом дешифрировании выявляют и показывают условными
знаками элементы местности, необходимые для создания топографической карты в
заданном масштабе:
- населенные пункты и отдельные постройки;
- геодезические пункты;
- гидрографическую и дорожную сети, линии связи и относящимися к ним
сооружения;
- естественный и культурный растительный покров и грунты;
- рельеф местности и др.
Лесное дешифрирование подразделяется на:
Контурное - установление границ лесного фонда, таксационных выделов и
топографических объектов.
Таксационное - определение таксационных показателей древостоев и описание
других категорий земель по их фотоизображениям.
Аэрокосмические методы в лесном деле
12

13.

Виды дешифрирования по технологии выполнения:
визуальное (глазомерное, аналитическое) - информацию считывает со снимков и
анализирует человек; может быть предварительная компьютерная обработка снимков с целью
облегчения их визуального дешифрирования),
способы: синтезирование изображений,
квантование уровней видеосигналов,
фильтрация изображения и др.;
-
измерительное – предусматривает измерение по снимкам параметров объектов;
-
аналитико-измерительное (глазомерно-измерительное);
‒
автоматизированное (интерактивное) - диалог «машина — оператор», «обучение»
системы», контроль результата),
способы: классификация (отношение элементов изображения к
определенному эталонированному классу объектов);
кластеризация (разбиение объектов на группы (кластеры) по
сходству некоторых признаков с последующей идентификацией
этих групп).
‒
автоматическое (машинное) – использование ЭВМ спец. программ, интерпретация
элементов изображения без вмешательства оператора.
Аэрокосмические методы в лесном деле
13

14.

Снимки в разных зонах спектра со спутника Landsat
(Указаны номера зон и соответствующие им длины волн в микрометрах)
1 0,45-0,52
мкм
2
0,52-0,60
мкм
3
0,63-0,69
мкм
4
0,75-0,90
мкм
5
1,55-1,75
мкм
7
2,02-2,35
мкм
Варианты синтеза цветного изображения
Синтез RGB : 3, 2, 1
Синтез RGB : 4, 5, 7
Синтез RGB : 2, 7, 5
Рис. Пример синтезирования изображений
Аэрокосмические методы в лесном деле
14

15.

Квантование - замена величины отсчета сигнала ближайшим значением из набора
фиксированных величин - уровней квантования, делящих весь диапазон возможного
изменения значений сигнала на конечное число интервалов - шагов квантования.
Применяется при сканировании фотоснимков, т.е. преобразовании аналового
фотоизображения в цифровое.
Аэрокосмические методы в лесном деле
15

16.

а)
б)
в)
Рис. Фильтрация изображения на примере ПО Adobe Photoshop:
а) исходное изображение в натуральных цветах;
б) фильтр – «инверсия изображения (негатив)»;
в) фильтр – «стилизация – вычисление краев».
Аэрокосмические методы в лесном деле
16

17.

Рис. Кластеризация по текстуре изображения
а) Исходный снимок лесного ландшафта (Лиственный лес)
b) Картосхема наземной таксации
c) Кластерная карта
Аэрокосмические методы в лесном деле
17

18.

3. Последовательность дешифрирования аэрокосмических снимков при визуальном
методе.
Визуальное дешифрирование - процесс логического анализа изображений
человеком.
Привязка снимков - заключается в определении пространственного
(географического) положения территории, изображенной на снимке.
Три ступени дешифрировании :
- обнаружение;
- опознавание (идентификация) ;
- определение характеристик (интерпретация).
Обнаружительная способность зрительного аппарата человека (выделение
элемента изображения без определения его сути) зависит от:
- остроты зрения,
- контраста и резкости изображения наблюдаемых элементов,
- освещенности изображения,
- продолжительности наблюдения.
Аэрокосмические методы в лесном деле
18

19.

Способы визуального дешифрирования :
полевой, камеральный , комбинированный.
Полевой способ дешифрирования - сличают снимок с местностью (наземный или
аэровизуальный вариант).
Камеральный способ дешифрирования заключается в логическом анализе
изображения с использованием всего комплекса дешифровочных признаков
(визуально-логический вариант). Используют вспомогательные материалы (снимки
эталонов типичных участков , карты, данные о юридических границах лесопользования
и др.).
Комбинированный способ дешифрирования:
Вариант 1 - камеральное дешифрирование
полевая доработка сложных участков с
контролем камерального дешифрирования;
Вариант 2 - избирательное полевое дешифрирование
камеральное с
использованием дешифрированных в поле снимков в качестве эталонов.
При выборе метода - оптимизационная задача - минимум затрат, максимум
необходимой качественной информации.
Аэрокосмические методы в лесном деле
19

20.

4. Материалы съемки, используемые при визуальном дешифрировании
и технические требования к ним.
Материалы съемки:
фотоснимки в исходном масштабе, фотосхемы, увеличенные изображения,
фотопланы, различные сочетания материалов съемки.
Фотосхема – фотографическое изображение местности, составленное из
рабочих площадей снимков.
Фотоплан — фотографическое одномасштабное изображение местности
в
стандартном
масштабе,
составленное
из
рабочих
площадей
трансформированных снимков, на фотоплан может быть нанесена
координатная сетка.
Ортофотоплан —
ортогональной проекции.
фотографическое
изображение
местности
Аэрокосмические методы в лесном деле
20
в

21.

Технические требования к материалам аэрокосмических съемок для
дистанционного мониторинга (ГИЛ):
1) Современные материалы аэрокосмических съемок с пространственным
разрешением не хуже 5 м, обеспечивающие качество и точность координатной
привязки изображений не хуже 5 м;
2) Спектрозональные (мультиспектральные) и стереоскопические снимки.
В
простых
по
лесорастительным
условиям,
структуре
и
составу
лесонасаждениях могут применяться черно-белые (панхроматические) аэро- и
космические снимки.
3) Для получения наиболее объективной лесоучетной информации (разделение
древесных пород) целесообразно использовать материалы многозональной съемки:
в ближнем инфракрасном диапазоне (БИК), и дополнительно - в естественных
цветах (RGB).
Мультиспектральные изображения с разрешением на местности не хуже 5 м
обеспечиваются КА: WorldView-1, 2; GeoEye-1, 2; «Ресурс-П» и др.
Аэрокосмические методы в лесном деле
21

22.

Генерализация информации при дешифрировании
Картографическая генерализация - процесс выявления, отбора и обобщения
типичных свойств картографируемых объектов (явлений) и обобщения их границ в
соответствии с назначением и масштабом составляемой карты.
Нормы генерализации при кадастровом дешифрировании
Объект
Наименьшая
площадь контура,
мм2
Пашня, залежи, улучшенные луговые земли
4
Естественные сенокосы и пастбища
10
Одноименные, но различающиеся по качественным признакам
50
с/х земли (пашня засоренная камнями, луговые земли чистые и
заросшие кустарником, лесные болота, пески и т. п.);
Кустарники, поросли, буреломы, горелые или сухостойные
100
леса, расположенных внутри массивов древесной
растительности.
Озера, пруды
независимо от
площади
Линейные контуры - при их длине на плане 10 мм и более;
промоины - 5 мм и более.
Аэрокосмические методы в лесном деле
22

23.

5. Стереоскопический эффект. Стереоскопические измерения по снимкам.
Стереоскопически
рассматривают
снимки
(негативы
и
позитивы),
визуализированные на экране монитора или отпечатанные на бумаге.
Пространственное восприятие объекта при бинокулярном наблюдении пары
снимков, полученных с разных точек пространства, называется стереоскопическим
эффектом, а воспринимаемая при этом мнимая картина – стереоскопической
моделью.
Для получения стереоэффекта необходимо, чтобы:
разномасштабность снимков стереопары не превышала 16%;
каждым глазом наблюдался только один из снимков;
снимки расположены так, чтобы линия базиса съемки была параллельной
глазному базису и базису стереоприбора.
Аэрокосмические методы в лесном деле
23

24.

Для получения стереоэффекта используют способы: анаглифический,
поляроидный, черезстрочный режим, оптический и др.
Рис. Анаглифический способ стереонаблюдения
(ЦФС «Талка»)

25.

Поляроидный и чересстрочный стереорежимы
Стереоскопический комплект с
затворными очками
Стереомонитор StereoPixel
Пассивные поляризационные очки
Схема стерео монитора на базе двух ЖКдисплеев

26.

Оптический способ стереонаблюдения
Увеличение стереоскопа
250
v
fc
d
fc
Вертикальный масштаб
модели
mг f bгл
mв
250 bсн
Рис. Схема хода лучей при наблюдении снимков с помощью
стереоскопа ЛЗ
fc – фокусное расстояние, d - базис стереоскопа
Аэрокосмические методы в лесном деле

27.

Определение превышений точек местности (высоты дерева) по паре снимков.
(точность – 7-10 %)
+У1
+У2
Xd1
Xd2
О1
Уa1
Уd1
+Х1
d1
Xa1
a1
поперечный параллакс точки
продольный параллакс точки
h
h
H d P
P d P
H P
b
Аэрокосмические методы в лесном деле
qi= Yi1 – Yi2
Pi = xi1 – xi2
a2
+Х2
Уd2
d2
Р1
Рис. Изображение отвесной линии (AD) на паре снимков
О2
Уa2
Xa2
Р2
Координаты концов отвесной линии (ad),
изображаемой на паре снимков
Ра = ±Ха1 - (±Ха2)
Рd = ±Хd1 - (±Хd2)
∆Р=(Рa – Рd) - разность продольных параллаксов
между измеряемыми точками;
h – превышение точки ''а'' над точкой ''d'';
Нd – высота фотографирования над точкой d;
Рd – продольный параллакс точки ''d'';
b – базис фотографирования в масштабе снимка,
Н – средняя высота съемки

28.

Лекция 4. Методология лесного дешифрирования снимков
Морфологические показатели структуры деревьев и древостоев.
2.
Методы изучения таксационно-дешифровочных показателей насаждений.
3.
Дешифровочные признаки не покрытых лесом и нелесных земель.
4.
Аналитико-измерительные методы определения таксационных показателей
насаждений по аэрофотоснимкам.
5.
Особенности лесотаксационного дешифрирования космических снимков.
1.
Аэрокосмические методы в лесном деле
28

29.

1. Морфологические показатели структуры деревьев и древостоев.
Дешифровочные признаки насаждений
Основные таксационные показатели (ср. диаметр, полнота, запас, бонитет и др.) не
находят изображения на снимках, а определяются на основе корреляционных
связей с показателями крон и полога.
Морфологические показатели, определяющие внешний вид дерева или древостоя:
- форма и размеры крон;
- вид полога (строение);
- количество деревьев и расстояние между ними;
- сомкнутость полога.
Рис. Форма крон:
а – ели (конусовидная),
б - березы, в – сосны (эллипсовидные),
г – осины (плосковершинные)
Аэрокосмические методы в лесном деле
29

30.

Рис. Профиль древостоев со ступенчатой сомкнутостью крон
Рис. Показатели формы и
размеров кроны
h - высота дерева;
Ik - длина кроны;
hOк - высота до начала кроны;
DK - диаметр кроны;
hDk - высота до наибольшей
ширины кроны
Виды строения полога:
- горизонтально-сомкнутый - кроны деревьев сходны по
форме и размерам и смыкаются на одной высоте;
- вертикально-сомкнутый - верхние части крон нижнего
яруса смыкаются с верхним или входят в его нижнюю часть;
- вертикально-ступенчатый - кроны деревьев смыкаются
в горизонтальном и вертикальном направлениях.
Ps=ΣSкр / Sуч,
где Ps - сомкнутость полога;
ΣSкр, - сумма площадей проекции крон всех деревьев на участке;
Sуч - площадь участка.
Аэрокосмические методы в лесном деле
30

31.

Дешифровочные признаки насаждений
1. Форма крон:
ели (пихты) - конусовидные;
сосны и лиственницы - параболоидные, эллипсовидные и шаровидные;
березы - параболоидные и эллипсовидные;
осины - плосковершинные.
2. Размеры изображения крон (при таксационном дешифрировании по размерам проекции
крон делается заключение о возрасте и степени сомкнутости (полноте) древостоя).
3. Рисунок изображения:
структура - набор форм, размеров, тонов (цветов и цветовых оттенков), участвующих в
формировании изображения;
текстура определяет пространственное расположение структур, их взаимное сочетание.
Выделяют точечную, зернистую, пятнистую, струйчатую, линейную, полосчатую и др. типы
структур.
4. Косвенные признаки:
- ландшафтные или геоморфологические признаки (гидрография, рельеф , типы почв),
- изученность естественноисторических и лесорастительных условий ;
- степень освоения лесных массивов, встречаемость древесных пород и их сочетаний,
приуроченность различных категорий земель к путям транспорта, населенным пунктам и т. п.
Аэрокосмические методы в лесном деле
31

32.

2. Методы изучения таксационно-дешифровочных показателей насаждений.
Основные таксационно-дешифровочные показатели:
- дешифровочный состав (породный),
- диаметр кроны,
- высота до наибольшей ширины кроны,
- длина кроны,
- сомкнутость полога.
Дополнительные таксационно-дешифровочные показатели:
- морфологические особенности и форма крон деревьев различных пород и разного
возраста;
- цвет или тон изображения;
- тени собственные и падающие;
- структура полога насаждений.
Аэрокосмические методы в лесном деле
32

33.

Чтобы перейти от таксационно-дешифровочных показателей к таксационным,
необходимо знать взаимосвязи между ними.
Признаки дешифрирования и взаимосвязи между таксационными и
дешифровочными показателями изучают применительно к однородному
лесорастительному району.
Для этого используют:
-специальные координатные и таксационно-дешифровочные пробные площади;
-данные выборочной измерительно-перечислительной таксации в типичных
выделах;
- крупномасштабные фотопробы;
-массовые данные наземной таксации по выделам.
Аэрокосмические методы в лесном деле
33

34.

Крупномасштабные фотопробы применяют для дешифрирования, для изучения
показателей полога и установления их взаимосвязей с таксационными характеристиками
насаждений.
Фотопробы получают фотографированием характерных участков леса с вертолетов,
легкомоторных самолетов, БПЛА в масштабах 1:500-1:2000 (разрешение на местности 5-20
см).
При стереоскопическом рассмотрении аэроснимков измеряют:
hd - высоту дерева;
Ik - длину кроны;
h0к - высоту до начала кроны;
DK - диаметр кроны;
hDk - высоту до наибольшей ширины кроны
(точность измерений – 5-10%, т. е. практически, как и в натуре глазомерным способом.
В отдельных случаях по аэроснимкам масштабов 1:200—1:500 (разрешение 2-5 см)
можно измерить и диаметр ствола деревьев на высоте 1,3 м.
Затраты труда на замеры таксационно- дешифровочных показателей в расчете на одну
пробу сокращаются в 1,5-2 раза, работы выполняют в лаборатории.
Аэрокосмические методы в лесном деле
34

35.

По материалам всех таксационно-дешифровочных пробных площадей и типичных
выделов:
устанавливают
корреляционные
зависимости
между
таксационными
и
дешифровочными показателями:
1. средними диаметрами деревьев и их высотами,
2. числом видимых и невидимых на аэрофотоснимках деревьев,
3. составом фактическим и дешифровочным,
4. средними диаметрами деревьев и крон,
5. относительной полнотой и степенью сомкнутости полога.
выявляют модальные соотношения средней
составляющих пород в смешанных древостоях;
-
высоты
преобладающей
и
устанавливают множественные корреляционные зависимости типа
d1,3=f(h ,Dk Ps, A, N) и др.
Полученные данные сводят в дешифровочные таблицы.
Аэрокосмические методы в лесном деле
35

36.

3. Аналитико-измерительные (дешифровочные) методы определения
таксационных показателей насаждений по аэрофотоснимкам.
Дешифровочный способ таксации лесов основан на аналитико-измерительном
дешифрировании качественных характеристик лесных насаждений по их изображению на
аэроснимках и космических снимках.
Примечание: в числителе – предельно допустимое минимальное пространственное разрешение на
местности,
в знаменателе - масштаб, используемых на полевых и камеральных работах контактных или
увеличенных снимков (изображений).
По аэрокосмическим снимкам с нормативной точностью могут быть определены:
- контуры лесотаксационных выделов;
- породный состав насаждений;
- группа типа лесов и класс бонитета;
- средние высота и диаметр древостоя;
- класс возраста древостоев;
- относительная полнота насаждения;
- запас лесонасаждения;
- товарность лесонасаждения;
- категории и состояние не покрытых лесной растительностью земель, лесных и нелесных
36
площадей

37.

Дешифрирование состава насаждения:
определение преобладающей породы и сопутствующих древесных пород - глазомерно,
пропорционально площадям, занятым проекциями крон соответствующих пород с учетом
взаимосвязей между таксационным и дешифровочным составом (количеством видимых и
невидимых в пологе деревьев различных пород).
Дешифрирование типа леса и класса бонитета после определения преобладающей породы
сводится к дешифрированию типа условий местопроизрастания по ландшафтным признакам
(приуроченность к определенным типам и формам рельефа).
Рис. Фрагмент абриса-снимка с границами выделов
Аэрокосмические методы в лесном деле
37

38.

Высота деревьев и насаждений определяется:
1. На основе измерения разности продольных параллаксов.
h
H p
b
2. Приближенно (точность 10-15%):
По длине теней - hд =LT*tgα,
где LТ – длина тени (м), α – угол высоты солнца над горизонтом;
По величине проекции изображения дерева - hд = Δ*Н/r,
где Δ - длина изображения дерева на снимке, мм; r - расстояние между
вершиной дерева и точкой надира, мм;
глазомерно-стереоскопическим способом - hd = hc * mв ,
где mв - вертикальный масштаб аэроснимков;
hс - высота дерева, определяемая глазомерно при стереоскопическом
рассматривании снимков, мм;
mв
mг f bгл
H
250 bсн К ув 3,85 bсн К ув
Аэрокосмические методы в лесном деле
38

39.

Определение высоты по длине теней от объекта (дерева)
h=lТ*tgγ
.
h – высота дерева, м
lТ - размер тени, м
γ – высота Солнца над горизонтом, град. (зависит от географического положения (широты и
долготы ), даты и времени съемки)
Онлайн-калькулятор «Вычисление азимута и высоты солнца над горизонтом по заданным координатам и
времени наблюдения» - http://www.planetcalc.ru/318/?license=1
Определение времени съемки (t)
С
t = 12 – T, тень на С-З
t = 12 + T, тень на С-В
h
γ
lт
λ
λ
Ю
Аэрокосмические методы в лесном деле
T = λ / 15°
(15° - перемещение
Солнца за 1 час –
360° : 24ч = 15°)
39

40.

Определение высоты объектов по их наклонным проекциям
Используется при значительном удалении объекта от центра АФСн (т. к.
смещение вершины на краях снимка больше и высота определяется точнее)
где H – высота фотографирования, м;
- величина наклонной проекции объекта, мм;
r – расстояние от вершины объекта до главной
точки АФСн, мм.
Пример. H = 1000 м; = 1,5 мм; r = 75 мм.
h=1000м*1,5 мм / 75 мм = 20 м
hд = Δ*Н/r
∆
r
Аэрокосмические методы в лесном деле
40

41.

Определение высоты глазомерно по ощущаемой высоте объекта
Высоту в "мм" объекта (дерева) при глазомерно-стереоскопическом наблюдении АФСн
можно определить "на глаз" с помощью клинышка миллиметровой бумаги, подставляя и
передвигая этот клин так, чтобы его верх был у вершины, а низ - у основания объекта
(дерева).
Определив высоту объекта на стереомодели в "мм" (nмм) и вертикальный масштаб
АФС (mv), можно определить натуральную высоту объекта:
hd = mв * nмм
mг f bгл
H
mв
250 bсн К ув 3,85 bсн К ув
Пример. Если n = 5 мм, mв = 4000, то h=5 мм * 4000=20 м.
Аэрокосмические методы в лесном деле
41

42.

Возраст древостоев (А) – определяют косвенно через одновременное
использование нескольких таксационных показателей. Например, определение
возраста осиновых древостоев II класса бонитета по средним высоте (h) и
диаметру кроны (Dк).
Средний диаметр насаждения на высоте 1,3м (d1,3) устанавливают на основе
его зависимости от hd, или взаимосвязи с hd; Dk; Ps и другими таксационными и
дешифровочными показателями: классом бонитета, типом леса, возрастом.
•Сосна - d1,3=0,85hd + 2,36Dk – 2,86
(Э.А. Курбанов)
•Ель d1,3=0,68hd + 1,25Dk + 4,3
(С.В. Белов)
•Береза - d1,3=0,65hd + 3,04Dk – 5,4
( С.В. Вавилов)
Аэрокосмические методы в лесном деле
42

43.

Относительная полнота насаждения (Р):
- глазомерно-стереоскопическим методом на основе анализа стереомодели
полога насаждения (используют стереограммы из фототеки типичных
выделов) (основной метод);
- через сомкнутость полога (Рs) - по уравнениям, графикам, таблицам
взаимосвязи этих показателей, при этом должны учитываться возраст (А),
тип лесорастительных условий (Тл), состав насаждения:
Р =f (А, Тл, Рs, состав);
- через средний диаметр и количество деревьев (N), определенных по АФС:
Р =f (d1,3; N);
- на основе зависимости Р =f (PS; hд; Dk; lk).
Сосна – P = 1,415 PS + 0,050
Береза - P = Ps + 0,21
Дуб - Р = 0,89 Ps +0,16
Аэрокосмические методы в лесном деле
В.И. Сухих
С.В.Вавилов
А.В.Любимов
43

44.

Под степенью горизонтальной сомкнутости полога насаждений (Ps) понимают
отношение суммы площадей проекций крон, составляющих полог насаждения, без
учета перекрытий между соседними кронами деревьев, к общей площади
исследуемого участка.
P
P
крон
s
Pучастка
Сомкнутость полога насаждения (Ps) определяют:
глазомерно-стереоскопическим;
сплошным обмером проекций крон (снимки масштаба 1:1000);
с помощью точечных палеток (не менее 200 точек на выдел) – как отношения
количества точек на кронах к общему количеству точек на участке;
линейным способом - по взаимно перпендикулярным линиям (общей протяженностью на местности не менее 240 м) - как отношение длин линий, занятых
проекциями крон, к общей длине линии (10-20 мм);
по шкале (стереограмме) сомкнутости полога.
Аэрокосмические методы в лесном деле
44

45.

2
4
3
1
Ps
nкрон
nвыдел
60
0,5
120
Ps
1, 2
lкрон
L1,2
30 мм
0,5
60 мм
Psсред
Ps
3, 4
lкрон
L3,4
40 мм
0,6
65 мм
Ps1, 2 Ps3, 4
0,55
2
Рис. Определение сомкнутости полога:
а) точечным способом; б) линейным способом

46.

Запас
лесонасаждения
определяют
расчетным
путем
по
дешифровочным таблицам или номограммам с учетом состава, высоты,
относительной полноты (сомкнутости полога) насаждения.
Товарность лесонасаждения определяется с учетом его состава, возраста, типа лесорастительных условий, наличия сухостойных деревьев,
валежа, аномальных явлений.
0,35 0,45 0,55 0,65 0,75 0,85 0,95
0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90
Запас
0 50 100 150 200 250 300 350
0,5 1,5 2,5 3,5 4,5
0,5 1,5 2,5 3,5 4,5
высота
6 8 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Номограмма для определения запасов сосновых насаждений по средней
высоте, диаметрам крон и сомкнутости полога (по В.И. Березину)
Аэрокосмические методы в лесном деле
46

47.

Технология таксации лесов дешифровочным способом
(по материалам конференции «Лесное хозяйство России» – 2013 г.,
ФГУП «Рослесинфорг»)
Основные этапы технологического цикла «От съемки к проекту»
Аэрокосмические методы в лесном деле
47

48.

Аэрокосмические методы в лесном деле
48

49.

Аэрокосмические методы в лесном деле
49

50.

Аэрокосмические методы в лесном деле
50

51.

Аэрокосмические методы в лесном деле
51

52.

Спасибо за внимание!
Аэрокосмические методы в лесном деле
52