Оценка характеристик лесных территорий на основе сопряженного анализа данных ГИС и спутниковой съемки
Диссертация
Сибири требуется организация регулярных наблюдений за их состоянием, использованием и воспроизводством. Основу традиционных методов контроля за функционированием лесных экосистем составляют данные лесоустройства, лесопатологических обследований, статистической отчетности и научных исследований лесов. Однако, использование только этой информации для оперативного управления лесным хозяйством… Читать ещё >
Содержание
- 1. МЕТОДЫ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ
- 1. 1. Развитие методов дистанционного зондирования
- 1. 2. Методы предварительной обработки спутниковых изображений
- 1. 2. 1. Радиометрическая коррекция
- 1. 2. 2. Расчет абсолютных значений яркости
- 1. 2. 3. Создание композитных изображений и масок
- 1. 2. 4. Геометрическая трансформация изображений
- 1. 2. 5. Радиометрическая коррекция влияния рельефа местности
- 1. 3. Дополнительные признаки для оценки параметров растительности по данным дистанционного зондирования
- 1. 3. 1. Зональные отношения
- 1. 3. 2. Локальные пространственные характеристики
- 1. 4. Интерпретация качественных и количественных характеристик
- 1. 5. Методы классификации
- 1. 5. 1. Неуправляемая классификация
- 1. 5. 2. Классификация с обучением
- 1. 5. 3. Методы снижения размерности пространства признаков
- 1. 5. 4. Оценка качества классификации
- 1. 6. Методы оценки количественных. характеристик по данным дистанционного зондирования
- 1. 6. 1. Линейные регрессионные модели
- 1. 6. 2. Методы декомпозиции спектральных смесей
- 1. 7. Обобщенный контекст сцены
- 1. 8. Актуальные проблемы тематической интерпретации дистанционных данных
- 2. МЕТОДЫ СОПРЯЖЕННОГО АНАЛИЗА ДАННЫХ СПУТНИКОВОЙ СЪЕМКИ И ГИС ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВЕННЫХ И КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛЕСНЫХ ТЕРРИТОРИЙ
- 2. 1. Принцип сопряженного анализа разнородных данных в средствах ГИС
- 2. 2. Метод автоматизированного формирования эталонных выборок
- 2. 2. 1. Расчет статистических сигнатур выделов
- 2. 2. 2. Исключение пограничных зон выделов
- 2. 2. 3. Учет размера и формы выделов
- 2. 2. 4. Анализ степени пространственной однородности выделов
- 2. 2. 5. Стратификация выделов по степени однородности
- 2. 3. Метод непараметрической регрессии для оценки количественных характеристик растительности
- 2. 4. Методика для классификации категорий земель и оценки запасов надземной фитомассы древесного яруса
- 2. 5. Выводы к разделу СОСТАВ И СТРУКТУРА КОМПЛЕКСА ГИС «ЛЕСА СРЕДНЕЙ СИБИРИ»
- 3. 1. Назначение, функции и структура банка данных многоуровневой ГИС «Леса Средней Сибири»
- 3. 2. Структура лесоинвентаризационной ГИС локалвного масштабного уровня
- 3. 2. 1. Цифровая картографическая основа
- 3. 2. 2. База данных ГИС о лесном фонде
- 3. 2. 3. Материалы космической съемки
- 3. 3. Аппаратурные, программные и функциональные средства комплекса ГИС
- 3. 3. 1. Аппаратурные средства для обработки геоданных
- 3. 3. 2. Программные средства
- 3. 3. 3. Функциональные возможности комплекса на базе PC Arclnfo и ArcView GIS
- 3. 4. Разработанное программное обеспечение
- 4. ОЦЕНКА ПОРОДНОГО СОСТАВА И ЗАПАСА ФИТОМАССЫ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ ПО ДАННЫМ СПУТНИКОВОЙ СЪЕМКИ LANDSAT ТМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИС
- 4. 1. Характеристика объекта исследования
- 4. 2. Выбор данных спутниковой съемки
- 4. 3. Предварительная обработка данных
- 4. 4. Классификация категорий земель
- 4. 5. Количественная оценка запаса надземной фитомассы по данным спутниковой съемки Landsat ТМ методами линейной и непараметрической регрессии
- 4. 5. 1. Линейные регрессионные модели оценки запаса
- 4. 5. 2. Оценка запаса древостоев по методу непараметрической регрессии
Список литературы
- Аковецкий Б. И. Дешифрирование снимков. // М.: Недра, 1983.- 28 бс.
- Андроников В.А. Аэрокосмические методы изучения почв. // М.: Колос, 1997. 217с.
- Бузыкин А. И. Формирование и продуктивность древостоев. // Формирование и продуктивность лесных фитоценозов. Красноярск, ИлиД СО АН СССР, 1982, С.5−26.
- Букчин М.А., Гершензон В. Е. Захаров М.Ю., Лупян Е. А., Плюснин И. А. Возможность создания и перспективы использования недорогих станций приема данных со спутников серии NOAA в режиме HRPT // Исслед. Земли из космоса. 19 92. № б. С. 85−90.
- Бутаков Е.А. и др. Обработка изображений на ЭВМ // М.: Радио и связь, 1997.
- Валентюк А.Н. г Предко К.Г. Оптическое изображение при дистанционном зондировании // Минск: Навука i тэхн1ка, 1991. 360с.
- Вараксин Г. С., Черкашин В. П., Корец М. А. ГИС для инвентаризации лесокультурного фонда и оценки состояния искусственного лесовосстановления. // Лесная таксация и лесоустройство: Межвузовский сборник научных трудов. Красноярск: СибГТУ, 2000. с. 255−264.
- Виноградов Б. В. Аэрокосмический мониторинг экосистем. // М.: Наука, 1994. 320с.
- Гарбук С.В., Гершензон В. Е. Космические системы дистанционного зондирования Земли. М.: ИТЦ «СКАНЭКС», 1997, 296 с.
- Геоинформационные системы. Обзорная информация. М.: ЦНИИГАИК, 1992, 52 с.
- Гоутц А.Ф.Х., Уеллмен Дж.Б., Барнс У. Л. Дистанционное зондирование Земли в оптическом диапазоне волн. // ТИИЭР. Пер. с англ. М.: Мир, 1985, Т.73, С. 7−29.
- Данюлис Е.П., Жирин В. М., Сухих В. И., Эльман Р. И. Дистанционное зондирование в лесном хозяйстве.- М.: Агропромиздат, 1989.
- Денисов Д.А., Дудкин А. К., Пяткин В. П. Цифровой анализ изображений (Методы описания геометрических структур). Препринт 747. Новосибирск, 1987. 54 с.
- Дуда Р., Харт П. Распознавание образов и анализ сцен. // Пер. с англ. Стефанюка В. Л. М.: Мир, 1976., 512 с.
- Живчин А.Н., Соколов B.C. Дешифрирование фотографических изображений. // М.: Недра, 1980. 253с.
- Захаров М. Ю., Лупян Е. А., Мазуров А. А., Назаров P.P., Флитман Е. В. Интеграция архивов спутниковых данных в специализированные информационные системы // Исслед. Земли из космоса. 1998. № 3. С. 65−69.
- Инструкция по проведению лесоустройства в лесном фонде России. Под ред. Минаева Л. Ю. // 4.1. Организация лесоустройсва. М.: Воениздат, типрг. № 6, 1995. — 274с.
- Калашников Е.Н., Первунин В. А., Беляев В. В. Среднемасштабное картографирование лесного фонда // Опыт комплексного изучения и картографирования ресурсов Красноярского края. М.: ЦНИИГАиК, 1993, с.8−15.
- Китов А.Д., Гусев А. Н. Программные исследования обработки визуальной информации методами Фурье // Материалы X конференции СЭИ. Деп.16 окт.1980г. N4424−80.- 8с.
- Кондратьев К. Я. Система наблюдений Земли (EOS) Экологические приоритеты и планирование наблюдений 1. Приоритеты. // Исслед. Земли из космоса 43, 1992.
- Кондратьев К.Я., Козодеров В. В., Федченко П. П. Аэрокосмические исследования почв и растительности // JI.: Гидрометеоиздат, 1986. 211с.
- Корец М.А. Индикация экологических и продукционных показателей лесных территорий по данным со спутника «Ресурс 01» // Материалы конференции молодых ученых, посвященная 275-летию РАН. Красноярск, 17 марта 1999 г., с.36−41.
- Корец М.А. Разработка цифровой карты повреждения лесов сибирским шелкопрядом // Тезисы конференции молодых ученых. Красноярский научный центр СО РАН. 19 97 г. с. 5 0−52.
- Корец М.А., Черкашин В. П., Рыжкова В. А. Методы индикации экологических характеристик лесных территорий по данным со спутника «Ресурс-01″ с использованием ГИС // Исслед. Земли из космоса. 2000. № 5. С. 74−81.
- Космическая система сбора данных о Земле (КОСДАН) // Системный проект. М.: Российское космическое агентство, 1992 .
- Краснощеков Ю.Н., Коротков И. А., Чередникова Ю. С., Цэдэндаш Г. Методы оценки и картографирования современного состояния лесных экосистем МНР. Улан-Батор, 1990. 30с.
- Кронберг П. Дистанционное изучение Земли // Пер. с нем. Буша В. А., Скобелева С. Ф., под ред. Трифонова В. Г. М.: Мир, 1988. — 350с.
- Кузьмичев В.В., Черкашин В. П., Ледовских В. Я., Джансеитов К. К. Дистанционная индикация пространственной структуры лесных фитоценозов. // В кн.: Исследование таежных ландшафтов дистанционными методами. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1979. с.75−88.
- Лапко А.В., Ченцов С. В., Крохов С. И., Фельдман Л. А. Обучающиеся системы обработки информации и принятия решений. // Под. ред. Федотова A.M. Новосибирск: Наука, Сиб. издательская фирма РАН, 1996. — 296 с.
- Михайлова И.Я., Корец М. А. Структура ГИС „Экосистемное управление в бореальных лесах Средней Сибири“ // Тезисы конференции молодых ученых. Красноярский научный центр СО РАН. 1997 г. с. 58−60.
- Попов Л. В. Южнотаёжные леса Средней Сибири. Иркутск: Изд — во Иркут. ун — та, 1982. — 330 с.
- Претт У. Цифровая обработка изображений. // М.: Мир, 1982.- 312с.
- Рачкулик В.И., Ситвикова М. В. Отражательные свойства и состав растительного покрова. // Л.: Гидрометеоиздат, 1981.- 171с.
- Рыжкова В. А. Методические подходы к экологическому картографированию лесовосстановительных процессов на дистанционной основе // Теория лесообразовательного процесса. Тез. докл. всесоюзного совещания. Красноярск, ИЛ СО АН СССР. 1991. С. 131−132.
- Слейтер Ф.Н. Радиометрические проблемы дистанционного зондирования. // ТИИЭР. Пер. с англ. М.: Мир, 1985, Т.73, С.56−71.
- Справочник для таксации лесов Дальнего востока. Под ред. Корякина В. Н. // Хабаровск: типог. № 1, 1990. 526с.
- Стрельцов В.А., Горелов В. А. Пути повышения эффективности космических систем исследования природных ресурсов Земли. -М.: ЦНИИГАИК, ГУГК СССР, 1990.
- Тикунов B.C. Классификация в географии // Москва-Смоленск: СГУб 1997. 376с.
- Тикунов B.C. Моделирование в картографии // М.: МГУ, 1997. 405с.
- Федоров Д.К., Чепин Е. В. Алгоритмы распознавания образов на основе атрибутивных грамматик для цифровой обработкиизображений. Московский инженерно-физический институт. Препринт. 1988, N 008.
- Фу К. С. Структурные методы в распознавании образов / Пер. с англ. Под ред. М. А. Айзермана. М: Мир, 1977, 320с.
- Черкашин А.К., Михеев B.C., Китов А. Д. Количественные методы оценки земельных угодий на основе космической информации // География и природные ресурсы. N2, 199 6,.-с. 124−133.
- Щлихт Г. Ю. Цифровая обработка цветных изображений // М.: ЭКОМ, 1997. 336с.
- Яншин В. В. Анализ и обработка изображений: принципы и алгоритмы. -М.: Машиностроение. 1997. 112с.
- Ahern F.J., Erdle Т., Maclean D.A., Kneppek I.D. A quantitative relationship between forest growth rates and Thematic Mapper reflectance measurements // Int. J. Remote Sensing 12, 1997, pp.387−400.
- Anderson G.L., Hanson J.D., Haas R.H. Evaluating Landsat Thematic Mapper derived vegetation indices for estimating above-ground biomass on semiarid rangelands // Remote Sens. Environ. 45, 1993, pp.165−175.
- Ardo J. Volume quantification of coniferous forest compartments using spectral radiance recorded by Landsat Thematic Mapper // Int. J, Remote Sensing 13, 1992, pp.1779−1786.
- ArcView GIS. Using ArcView GIS. Environmental Systems Research Institute, Redlands, USA, 1996, 350 p.
- Baker J., Balzter H., Daridson M., et al. EC. Environment and Climate Program. Theme 3: Space Techniques Applied to Environmental Monitoring. Project SIBERIA // Final report, FSU Jena, 2001.
- Baulies X., Pons X. Approach to forestry inventory and mapping by means of multispectral airborne data // Int. J. Remote Sensing 16, 1995, pp.61−80.
- Baumgardner M.F., Ahn С.-W., and Biehl L.L. Delineation of soil variability using geostatistics and fuzzy clustering analyses of hyperspectral Data // Soil Sci. Soc. AM. J., VOL. 63, 1999. pp.142−150
- Decell H.P. and Guseman L.F. Jr. Linear feature selection with applications // Pattern Recogn, V. 11, 1979, pp.55−63.
- Everi H.V., Escobar O.E. and Richardson A.J. Estimating grassland phytomass production with Near-Infrared and Mid-infrared spectral variables. // Remote Sens. Environ., 1989, V. l pp.27−39.
- George H.R., Fitzpatrick K. A Coefficient of Agreement as a Measure of Thematic Classification Accuracy. // Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, V.52, No.2, 1986, pp.223−227.
- Gonzalez R.C. and Thomason M.G. Syntactic Pattern Recognition An Introduction Reading // MA Addison-Wesley, 1978.
- Haralick R.M., Shanmugan K., and Dinstein I. Textural features for image classification // IEEE Trans Syst, Man, Cybern, V. SMC-3, 1983, pp.610−621.
- Hyyppa J. New methods in remote sensing of forests. Final report. // Helsinki University of Technology, Laboratory of Space Technology, 1998, pp.23.
- I GBP Related Activities in the Siberian Transect. Edited by M.A. Korets // IGBP-DIS Working Paper #20. IGBP Data and Information System Office (Feb. 1999). P.51.
- Kashyap R.L. and Chellapa R. Estimation and choice of neighbors in spatial-interaction models of images // IEEE Trans Inform Theory, V. 11−29, 1983, pp.60−72.
- Kitler J. and Young Y.C. A new approach to feature selection based on the Karhunen-Loeve expansion // Pattern Re-cogn, V. 5, 1973, pp 335−352.
- Kuhl F.P., Mitchell O.R., Glenn M.E., and Charpentier O.I. Global shape recognition of 3-D objects using a differential library storage // Comput Graph Image Processing V. 6, 1993, pp.113−127.
- Landgrebe D.A. The development of a spectral-spatial classifier for earth observational data // Pattern Recogn, 1998, pp.65−175.
- Larsson H. Linear regressions for canopy cover estimation in Acacia woodlands using Landsat-TM, -MSS and SPOT HRV XS data // Int. J. Remote Sensing 14, 1993, pp.2129−2136.
- Lennington R.K. and Rassbach M.E. CLASSY-An adaptive maximum likelihood clustering algorithm // Proc LACIE Symp, V. II, NASA Johnson Space Center, JSC-16 015, 1979, pp.671 689.
- Map Projections // Environmental System Research Institute, Inc. 1994. P.135.
- Matsuyama T. Expert Systems for Image Processing: Knowledge-based composition of image analysis Processes. //
- Computer Vision, Graphics, and Image Processing, v. 48, N1, 1989, pp. 22−49.
- Matsuyama T. Knowledge Organization and Control Structure in Image Understanding // Pro. 7th Int. Conf. Pattern Recogn., Monthreal, Juli 1984. V. 2. -pp. 1118−1127.
- Merembeck B.F. and Turner B.J. Directed canonical analysis and the performance of classifiers under its associated linear transformation // IEEE Trans Ceosci Remote Sensing, vol GE-18, 1980, pp.190−198.
- Mitchell O.R., Myers C.R., and Boyne N. A max-min measure for image texture analysis,» IEEE Trans Comput, V. C-26, 1977, pp. 409−414.
- Monmonier M.S. Measures of Pattern Complexity for Choropleth Maps // The American Cartographer. 1994. V. 1. № 2. P. 159−169.
- Monserud R.A., Leemans R. Comparing global vegetation maps with the Kappa statistic. // Ecological Modelling, V. 62, 1992, pp.275−293.
- Montgomery B.C., Peck E.A. Introduction to Linear Regression Analysis. Wiley, USA, 1997, pp. 270−272.
- Muasher M.J. and Landgrebe D.A. The K-L expansion as an effective feature ordering technique for limited training sam-ple size // IEEE Trans Ceosci Remote Sensing, V. GE-21, 1983, pp.438−441.
- Murphy D.L. Estimating Neighborhood Variability with a Binary Comparison Matrix // Photogrammetric Engineering and Remote Sensing. 1985. V. 51. № 6. P. 667−674.
- Pfaltz J.L. and Rosenfeld A. Web grammars // Proc. 1st Int joint Conf on Artificial Intelligence. Washington DC, 1998, pp.609−619.
- Proceedings of the LACIE Symposium (2 vols), NASA Johnson Space Center, JSC-16 015, 1979. P.213.
- Pussinen A. Aerial photos and LANDSAT TM image in compartmentwise survey // University of Joensuu, Faculty of
- Forestry. Thesis for the Master of Science in Forestry Degree, 1998, pp.48.
- Rawlings J.O. Applied Regression Analysis. Wadsworth and Brooks, California, 1998, pp.186−187.
- Richards J.A., Landgrebe D.A., and Swain P.H. Pixel labeling by supervised probabilistic relaxation // IEEE Trans Patten Anal Machine Intell, V. PAMI-3, 1981, pp.81 191 .
- Richards J.A., Remote Sensing Digital Image Analysis // 2nd Edition. Berlin: Springer, 1993. P.340.
- Rlera J.L., Magnuson J.J., Vande Castle J.R., and MacKenzie M.D. Analysis of large-Scale spatial heterogeneity in vegetation indices among North American landscapes // Ecosystems, 1998, V. l, pp.268−282
- Schmucker K.J. Fuzzy Sets, Natural Language Computations and Risk Analysis // Computer Science Press, 1982, p.7.
- Strahler A.H., Logan T.L., and Bryant N.A. Improving forest classification accuracy from Landsat by incorporating topographic information // Proc Symp. Remote Sensing of the Environment. Env Res Inst of Michigan, Ann Arbor Ml, 1998, pp.927−942.
- Swain P.H. and Davis S.M. Remote Sensing: The Quantitative Approach // N.Y., McGraw-Hill, 1998, P.357.
- Swain P.H., Landgrebe D.A., and Silva L.F. Future directions for remote sensing research an engineering perspective // Proc 7th Int Conf Pattern Recognition, 1994, pp.401−403.
- Swain P.H., Tilton J.C., and Vardeman S.B. Contextual classification of multispectral image data // Pattern Recogn, V. 13, 1981, pp. 429−441.
- Tomlin C.D. and Berry J.K. A mathematical structure for cartographic modeling in environmental analysis // Amer Cong Surveying and Mapping, 1999, pp.269−283.150
- Turner M.G. Landscape Ecology: The Effect of Pattern on Process // Annu. Rev. Ecol. Syst. 1998. № 20. P. 171−197.
- Wang F. Fuzzy Supervised Classification of Remote Sensing Images // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, V.28, 1990, pp.194−201.
- Wang S., Elliot D.B., Campbell J.В., Ench R.W. and Haralick R.V. Spatial reasoning in remotely sensed data // IEEE Trans Geosci Remote Sensing, V. GE-21, 1983, pp.94 101.
- Westin F.C. and Frazee C.J. Landsat data, its use in a soil survey program // Soil Sci. Soc. Amer. J., 1976, V. 40, pp.81−89.
- Weszka J.S., Dyer C.R., and Rosenfeld A. A comparative study of texture measures for terrain classification // IEEE Trans Syst, Man Cybern, V. SMC-6, 1986, pp.269−285.
- Wharton S.W. A contextual classification method for recognizing land use patterns in high resolution remotely sensed data // Pattern Recogn, V. 15, 1982, pp. 317−324.