WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 29 | 30 || 32 | 33 |   ...   | 49 |

С развитием космических съемок специалисты стали получать в свои руки электронные версии космоснимков (КС), прошедших генерализацию в силу определенных физических законов независимо от желания исследователя (Гонин, 1980). Попытка использования специальных методов машинной обработки, например, «распознавания образов» по отношению к пикселям изображений торфяных болот на КС со степенью разрешения (15–30 м/пиксель), не привела пока, на наш взгляд, к их успешной автоматической классификации (отделению) от других объектов. Как известно, торфяное болото является комплексным природным объектом, включающим в себя разнородные болотные участки (БУ), отличающиеся различной степенью облесения и обводненности.

Поэтому некоторые типы болот, где преобладают те или иные БУ, зачастую трудно отличить на КС от других природных объектов. Так, облесенные болота трудно отличить от заболоченных лесов, а открытые – от лугов, топкие же болота очень сходны с мелкими водоемами, заросшими прибрежно-водными растениями. Торфяные болота (ТБ) Карелии, большинство из которых имеют небольшие размеры, но при этом весьма сложную структуру растительного покрова, оказались весьма сложным объектом для использования машинных методов спектрозонального распознавания ТБ на КС. Болотный массив в условиях Карелии представляет собой пеструю мозаику БУ, различающихся по степени облесения и обводнения, а тем самым и по спектральным характеристикам на КС. В связи с этим нами предложена следующая методика: на КС распознается и дешифрируется не всё ТБ в целом, а сначала его отдельные участки, а затем уже по картографическим материалам и данным наземных исследований (как текущих, так и архивных) проводится общая граница болотного массива.

Материалы и методы (программное обеспечение) 1. Крупномасштабные (1: 25000 и 1: 50000) тематические карты.

Лаборатория болотных экосистем (ЛБЭ) Института биологии КарНЦ РАН является преемницей сектора болотоведения и мелиорации КарелоФинского филиала АН СССР. Она унаследовала большие объемы (свыше тысячи единиц хранения) болотных ландшафтно-геоботанических (БЛГ) карт или планшетов дешифровки растительности ТБ Карелии по аэроснимкам (АС). БЛГ карты – это бумажные носители (ватманские листы), на которых показаны контура болот, квартальная сеть лесоустройства прошлых лет и гидрографическая сеть. Внутри контуров ТБ выделены типы БУ, раскрашенные цветными карандашами в соответствии с легендой, разработанной по совокупности прямых и косвенных (комплексных) дешифровочных признаков растительности болот на АС. БЛГ карты содержат тематическую информацию о классе крупных ТБ по конфигурации болотной впадины (I–XI) и фазе их развития (олиготрофной [O] мезотрофной [M] и эвтрофной [E]), согласно классификации Е.А. Галкиной (1959). На этих картах указан также номер планшета и масштаб, а в правом верхнем углу – название лесхоза. В нижнем углу карт приведены фамилии авторов, проводивших дешифровку типов растительности БУ.

Легенда и УЗ к болотным БЛГ картам разработаны классиком болотоведения Е.А. Галкиной (1959, 1964). Эти картографические данные на бумажных носителях нами постепенно преобразуются в цифровой формат, удобный пользователю ЭВМ. Процесс преобразования данных с бумажных карт в компьютерные файлы называется оцифровкой. В современных ГИС этот процесс автоматически осуществляется с применением сканеров.

2. Цифровые карты м-ба 1: 200000. Они находятся в локальной сети института Биологии и доступны пользователю ЭВМ.

3. Цифровые многоканальные космоснимки (КС) с разрешением 15– 30 м/пиксель, полученные сканерами спутников Landsat-ЕТМ+ в организации «Прозрачный мир», где они были приобретены, все каналы КС геометрически скорректированы, приведены к единой системе географических координат, и отражают наиболее современное состояние болот Карелии. Все цифровые источники информации нами подвергаются визуальному экспертному дешифрированию в среде настольных ГИС MapInfo и ArcMap в виде позиционированных растров. Для правильного использования современных ГИС-технологий, прежде всего, необходимо создать БД болотных участков с использованием ГИС-технологий и фондовых материалов аэроназемных исследований. Первоочередной методической задачей при создании БД является разработка классификации основных типов БУ, позволяющей установить их эталонные изображения, обладающими способностью «адаптации» к определенной степени разрешения КС.

Результаты Для решения этой задачи, нами анализировались многолетние данные наших маршрутных исследований (Клюква в Карелии, 1986; Токарев, 1991, 2001, 2005) и фондовые материалы. Анализ проводился по местоположению БУ на болотном массиве, наземной геоботанической характеристики в целях сопоставления их дешифровочных признаков на АС и соответствующих изображений на БЛГ картах. При этом, БУ были сначала разбиты на три класса по водно-минеральному питанию: олиготрофные (О), мезотрофные (М) и эвтрофные (Э). Далее, БУ подразделялись на физиономические группы (ФГ), отличающиеся по растительности (например, облесенные или открытые) и характеру микрорельефа (Галкина, 1961). В результате удалось выделить следующие ФГ БУ: древесные мозаичные, сфагновые пятнистые, сфагновые или гипновые комплексные, травяные топи с редким травостоем и открытой водой. В итоге удалось разработать классификацию БУ и выявить, на основе генетического принципа классификации болотной растительности (Аболин, 1914; Лопатин, 1993), их основные типы (Токарев, 2005). Данная методика позволяет использовать ранее разработанный для материалов ДЗЗ (АС и КС) самый объективный способ передачи дешифровочных признаков, а именно, с помощью самих же снимков или их фрагментов, которые сопровождаются краткой аннотацией о дате и способе их получения (Нефедов, Попова, 1973; Попова и др., 1977).



В результате работы, нами разработан алгоритм получения обучающих выборок эталонов изображений на КС основных типов БУ на исследуемое место (ИМ) Карелии: 1) скачать с локальной сети ИБ КарНЦ РАН цифровую топокарту карту ИМ, зарегистрировать ее в географических координатах (позиционировать); 2) загрузить КС в среду ГИС MapInfo, где он автоматически позиционируется; и на основе его зарегистрировать в географических координатах растровое изображение БЛГ карты и 3) создать векторную карту (цифровые символы 1–10) основных типов БУ в табличном файле программы MapInfo. Далее, с помощью операции «Карта / дублировать окно» (рис. 1) появляется возможность моментальной визуальной идентификации, распознавания и дешифровки (в режиме «on-line» в двух окнах) основных типов БУ. Для этого в верхнем окне на фоне топокарты оставляем только растр БЛГ карты, а в нижнем, соответственно, – космоснимок Landsat ЕTM+, имеющего ту или иную степень разрешения. Причем, эту операцию можно проводить как по одному, так и сразу по нескольким каналам КС.

Рис. 1. Позиционирование в программе MapInfo 3-го типа болотных участков (БУ) болота Чувнойсуо Пряжинского района РК на болотной ландшафтно-геоботанической карте (А) и космическом снимке (В) с помощью географических (широта,долгота) координат топокарты М 1: 200 000. 3 – олиготрофный сфагновый грядово-мочажинный тип БУ (выделен более крупной цифрой и рамкой редактирования в программе MapInfo); 595 – номер торфяного месторождения Чувнойсуо по «Торфяные месторождения …», (1979).

Таким образом, анализ проблемы выделения на КС границ ТБ как комплексного природного объекта показал, что она решаема только в том случае, если рассматривать его как некую сумму гетерогенных БУ. Мера генерализации разнородных или разнотипных БУ с целью получения эталонов их изображений зависит от степени разрешения КС, понуждающего исследователя каждый раз сопоставлять эталонные спектральные характеристики основных типов БУ с материалами наземных исследований.

Поэтому, всегда останутся актуальными слова член-корреспондента АН СССР Н.Г. Келля: «...заранее можно сказать, что ничто, видимо, не может заменить человеческий глаз и разум для сопоставления и дешифрирования получаемой разнообразной информации» (Гонин, 1982). Только опытный взгляд болотоведа способен дешифрировать основные типы микроландшафтов или БУ на КС, используя в полной мере всю «ландшафтную выразительность» (Галкина, 1964, с. 8) карельских болот.

Литература Аболин Р.И. Опыт эпигенологической классификации болот //Болотоведение. 1914, № 3. С. 1–55.

Аэрокосмические методы и геоинформационные системы в лесоведении и лесном хозяйстве: материалы второго всероссийского совещания, Москва, 18–19 ноября 1998 г. М., 1998. 215 с.

Галкина Е.А. Болотные ландшафты Карелии и принципы их классификации //Труды Карел. фил. АН СССР. Петрозаводск, 1959. Вып. 15, С. 3–48.

Галкина Е.А. Методы использования аэрофотоснимков для типизации и картирования болотных массивов //Болота и заболоченные земли Карелии. Петрозаводск, 1964. С. 5–33.

Гонин Г.Б. Космическая фотосъемка для изучения природных ресурсов.

Л., «Недра», 1980. 319 с.

Гонин Г.Б. Аэрометоды как база развития современных дистанционных методов изучения Земли (К 100-летию со дня рождения Н.Г. Келля) // Дистанционные методы геолого-географического изучения Земли. Л., 1982. С. 3–17.

Космические методы исследований природной среды. Л., 1977. 122 с.

Лопатин В.Д. Основные выводы из изучения Тесовского болотн. массива //Вестн. ЛГУ, 1947. № 2. С. 50–60.

Лопатин В.Д. О микрокомплексности растит. покрова //Сообщ. Сахалин.

КНИИ СО АН СССР, 1958. Вып. 6. С. 131–142.

Лопатин В.Д. О некоторых общих вопросах болотоведения //Болота Европейского Севера СССР. Структура, генезис, динамика. Петрозаводск, 1980. С. 5–17.

Лопатин В.Д. Генетический принцип выделения высших синтаксонов растительности и о некоторых важных деталях полевого описания болот //Вопросы классификации болотной растит. СПб., 1993. С. 27–33.

Клюква в Карелии / В.Ф. Юдина, З.М. Вахрамеева, П.Н. Токарев, Т.А.

Максимова/. Петрозаводск: Карелия, 1986. 204 с.

Нефедов К.Е., Попова Т.А. О систематизации первичных материалов в аэрометодах //Аэрофотосъемка – метод изучения природной среды. Л., 1973. С. 172–177.

Попова Т.А., Нефедов К.Е., Галкина Е.А. Систематизация дешифровочной информации //Космические методы исследований природной среды. Л., 1977. С. 75–119.

Токарев П.Н. Охрана болот-ягодников в Карелии: Препринт докл. на заседании Учен. совета Института биологии Кар. НЦ АН СССР. Петрозаводск, 1991. 32 с.

Токарев П.Н. Разработка методики компьютерного выявления типов болотных участков по наземным (геоботаническим) и дистанционным признакам на основе современных геоинформационных технологий //Школаконференция «Актуальные проблемы геоботаники. Современные направления исследований в России: методологии, методы и способы обработки материалов». Школа-конференция, 22–26 октября 2001 г. Тезисы докладов. ПГУ 22–25 окт. 2001 г. 2001. С. 19–23.





Торфяные месторождения Карельской АССР. М., 1979. 464 с.

Цинзерлинг Ю.Д. Растительность болот //Растительность СССР. Т. 1. М.Л., 1938. С. 355–425.

P. N. TOKAREV. The development of method for designation of main mire types from space images with using data of land surface and distant sampling based on GIS technologies Basing of GIS-technologies (MapInfo) the method for designation of main mire types from space images with help of map and descriptive results of land surface studies was developed. The decoding of satellite image is made with use of landscape and vegetation large scale maps combined with blueprints obtained after decoding of aerial images. Standard samples of different mire plot types are used for designation of polygons on images.

К ФЛОРЕ ЛИШАЙНИКОВ БОЛОТ И ЗАБОЛОЧЕННЫХ ЛЕСОВ КАРЕЛЬСКОГО БЕРЕГА БЕЛОГО МОРЯ М. А. ФАДЕЕВА Институт леса Карельского научного центра РАН Лишайники у большинства исследователей ассоциируются с камнями и скалами (накипные и листоватые эпилитные виды), сухими сосновыми лесами, в которых «олений мох» (некоторые кустистые виды родов Cladonia, Cetraria) и бокальчатые кладонии, образуют почти сплошной напочвенный покров, а деревья иногда сплошь «обвешаны» эпифитами.

Между тем, среди лишайников есть виды, хорошо переносящие обильное увлажнение, есть даже настоящие водные виды, как, например, некоторые представители родов Aspicilia, Dermatocarpon и др.

О том, что лишайники встречаются на болотах, известно давно (Kihlman, 1890; Cajander, 1913; 1914; Богдановская-Гиенэф, 1928, 1949;

Paasio, 1931, Цинзерлинг, 1932; Кац, 1937, 1948 и др.). Единичные экземпляры и разные по величине скопления лишайников можно встретить на кочках, приствольных повышениях, валеже, других гниющих растительных остатках во многих типах болотных сообществ. На севере Кольского п-ва Ю. Д. Цинзерлингом (1932) выявлены особые корковолишайниковые болота, на которых хорошо развит только накипной лишайник Ochrolechia frigida, позднее был выделен лишайниковый тип растительности (Цинзерлинг, 1938).

В Карелии в качестве покровообразователей лишайники выступают на олиготрофных и дистрофных болотах (ягельные и сфагново-ягельные олиготрофные болота по: Цинзерлинг, 1932), особенно характерных для Прибеломорской низменности (Цинзерлинг, 1932; Кац, 1948; Елина, 1969, 1971; Юрковская, 1992). Считается, что такие болотные массивы с регрессивным комплексом сообществ формируются в условиях равнинного рельефа при почти полном отсутствии дренажа, где выпуклая форма массива облегчает сдувание снега, что в сумме задерживает оттаивание и создает более суровый микроклимат, вызывая формирование более северной растительности – лишайниковых ассоциаций (Цинзерлинг, 1932:

с. 164).

Такие болотные массивы Ю. Д. Цинзерлинг (1932) выделил в особый поморский тип, позднее названный «южноприбеломорским» (Кац, 1937).

В новой типологии болот это название закрепилось (Елина, 1971) и широко используется в настоящее время (Юрковская, 1992; Елина и др., 2000 и др.). Олиготрофные же лишайниково-печеночные с регрессивным (и денудационным) комплексом болотные массивы получили название «дистрофные» (Лопатин, 1954).

В описаниях растительных сообществ болот Прибеломорской низменности (Елина, Юрковская, 1964; Юрковская, 1992, 2003) приводятся данные по видовому составу лишайников, встреченных на болотах, обыкновенно 1–2, реже 5–6, иногда до 10 видов для описания болотного фитоценоза. Одни виды повторяются в описаниях, другие упоминаются по одному разу.

Таблица Видовой состав лишайников прибеломорских болот и заболоченных лесов северной Карелии (болотные участки: I – дистрофный кустарничково-лишайниково-сфагновый, II – олиготрофные кустарничково-сфагновые, III – олиготрофные сосново-кустарничковосфагновые; IV – сосняк кустаринчково-сфагновый) I II III IV Вид лишайника 1* 2 3 4 5 Cetraria ericetorum Opiz ssp. ericetorum + + Cetraria islandica (L.) Ach. ssp. islandica + + + Cetraria islandica (L.) Ach. ssp. crispiformis + (Rsnen) Krnefelt Cetrariella delisei (Bory ex Schaer.) Krnefelt & + + Thell Cetrariella fastigiata (Delise ex Nyl.) Krnefelt & + Thell Cladonia arbuscula (Wallr.) Flot. ssp. mitis + + (Sandst.) Ruoss Cladonia arbuscula (Wallr.) Flot. ssp. squarrosa + + + + + (Wallr.) Ruoss Cladonia botrytes (K. G. Hagen) Willd + Cladonia carneola (Fr.) Fr. + Cladonia cenotea (Ach.) Schaer. + + Cladonia cf. chlorophaea (Flrke ex Sommerf.) + Spreng.

Cladonia coniocraea (Flrke) Spreng. + Cladonia cornuta (L.) Hoffm. ssp. cornuta + + + Cladonia crispata (Ach.) Flot. v. crispata + + + + Cladonia crispata (Ach.) Flot. v. cetrariiformis + + (Delise) Vain. in Olivier Cladonia cyanipes (Sommerf.) Nyl. + + Cladonia deformis (L.) Hoffm. + + + Cladonia gracilis (L.) Willd. ssp. elongata (Wulfen) + Vain.

Pages:     | 1 |   ...   | 29 | 30 || 32 | 33 |   ...   | 49 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.