WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||

«Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ВТОРАЯ ОТКРЫТАЯ ВСЕРОССИЙСКАЯ ...»

-- [ Страница 4 ] --

E-mail: info@smis.iki.rssi.ru Объединенный исследовательский центр Европейской Комиссии, E-mail: igor.savin@jrc.it В Институте космических исследований РАН разрабатывается система мониторинга сельскохозяйственных земель с использованием данных дистанционного зондирования (ДДЗ). Основными используемыми ДДЗ в настоящее время являются данные среднего разрешения (250 м) прибора MODIS. Главными задачами мониторинга являются определение площадей, засеянных различными культурами, и чистого пара, а также оперативный мониторинг динамики развития посевов. С этой целью были разработаны методы первичной обработки спутниковых данных, включающие в себя маскирование пикселов, непригодных для анализа, в том числе из-за влияния снежного и облачного покровов, а также построения очищенных от влияния указанных факторов композитных изображений. Построенные композитные изображения имеют значительно меньший объем по сравнению с исходными данными и позволяют упростить дальнейшие этапы обработки.

Тематическая обработка спутниковых данных главным образом основана на анализе временных серий вегетационных индексов, таких как нормализованный разностный вегетационный индекс NDVI и менее зависимый от яркости почвенного покрова перпендикулярный вегетационный индекс PVI. Разработанные методы позволяют проводить детектирование чистого пара по итогам сезона (1 сентября), а детектирование озимых – после прекращения осеннего периода вегетации (31 декабря). Построены маски чистого пара и озимых культур за 2001–2003 годы на территорию Ростовской области. Результаты свободно доступны для заинтересованных пользователей через Интернет (www.agrocosmos.gvc.ru). Проведено сравнение полученных результатов с данными полевых исследований и с данными официальной статистики. В дальнейшем планируется расширить применение методов на другие аграрные регионы России. В части совершенствования методов предполагается в дальнейшем использовать данные полевых наблюдений для обучения, а также продолжить разработку методов, нацеленных на детектирование ранних и поздних яровых культур. Также планируется создание продуктов для мониторинга развития озимых культур в весенний период вегетации. Для уточнения данных о площадях и для проведения более точной классификации будут использоваться оцифрованные данные о границах полей, полученные с использованием спутниковых снимков высокого разрешения, таких как Landsat-ETM+, Метеор-3М/МСУ-Э.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Методы преобразования спектрополяризационных изображений для усиления различий классифицируемых объектов Беляев Б.И., Катковский Л.В., Хвалей С.В.

НИИ Прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко Белгосуниверситета, 220064 Беларусь, Минск, ул. Курчатова, Тел.: (375-17) 278-0409;

E-mail: katkovskyl@bsu.by Предложены методы преобразования спектрозональных и поляризационных (с учетом состояния линейной поляризации) изображений, получаемых при дистанционном зондировании подстилающих поверхностей. С одной стороны, используются преобразования цифровых значений в пространстве исходных спектральных каналов съемочной системы, приводящие к расширению исходного «облака» точек и, следовательно, к усилению яркостных, цветовых и поляризационных контрастов композитных изображений. С другой стороны, генерируются изображения в новых спектральных каналах, в которых съемка не производилась, с учетом спектров отражения объектов и степени линейной зависимости различных каналов между собой. Показано, что с целью диагностики растительных покровов, в частности лесонасаждений, для «покрытия» видимого и ближнего ИК диапазонов спектра (350–1100нм) достаточно производить съемку в трех–четырех узких зонах спектра (до 40 нм) с последующей генерацией изображений в других каналах на основе линейных зависимостей.

Эффективность предложенных методов продемонстрирована на изображениях, полученных с использованием самолетного видеоспектрального комплекса собственной разработки ВСК-2 при зондировании лесов Беларуси. Комплекс позволяет одновременно регистрировать изображения в трех зонах спектра либо при трех различных положениях анализирующего поляроида (в одной зоне спектра), одно цветное обзорное изображение (аналоговая ТВ камера), а также 4–6 спектров высокого разрешения на одно изображение, относящихся к осевым пикселям кадра. По материалам трассовых съемок, выполненных комплексом ВСК- с борта вертолета, решались задачи: обнаружения и картирования усыхающих еловых насаждений и лесных территорий, пострадавших в результате пожаров (гарей), нахождения и определения площадей вырубок, классификации подстилающих поверхностей по типу и породному составу лесонасаждений.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " О выборе диэлектрической модели при определении диэлектрической проницаемости связанной воды в грунтах Беляева Т.А., Бобров А.П., Бобров П.П., Мандрыгина В.Н.

Омский государственный педагогический университет, 644099, Омск, наб.Тухачевского, Тел.: (3812) 23-51-38, 55-48-85;

E-mail: bobrov@omgpu.omsk.edu Связанная вода отличается рядом специфических свойств, в том числе температурой замерзания и диэлектрической проницаемостью. Поскольку связанная вода существует только на поверхности минерала, ее диэлектрическая проницаемость может быть измерена только в составе смеси. Проблема состоит в том, что не существует диэлектрической модели, позволяющей точно определить диэлектрическую проницаемость смеси воздуха, жидкости твердой фракции, даже если известны проницаемости компонент. В разных моделях, неплохо описывающих диэлько–влажностные зависимости почв, диэлектрическая проницаемость связанной воды может изменяться от 20–25 единиц до 35–50.

Нами предпринята попытка на основе диэлектрических измерений смесей воздуха, порошка известного диэлектрика и свободной воды подобрать такую диэлектрическую модель смеси, которая наиболее точно соответствовала бы результатам измерений. Исследовались порошки с диэлектрической проницаемостью твердой фазы равной 5, 7 и 10 в диапазоне частот 0,3– ГГц. Из известных моделей данным эксперимента наиболее близка формула Бруггермана, однако, при равенстве объемных долей фракций различие с экспериментом достигает 10%.

Модель, основанная на граничных формулах Винера, представляющая сумму (с различными весовыми коэффициентами) граничных значений диэлектрической проницаемости смеси, при правильном подборе этих коэффициентов наиболее точно соответствует эксперименту.

Недостатком этой модели является зависимость весовых коэффициентов от диэлектрической проницаемости и объемных долей фракций. Эта зависимость нами установлена в эксперименте и найдены значения диэлектрической проницаемости связанной воды в указанном диапазоне частот. Хорошее совпадение экспериментальных и модельных данных свидетельствует о том, что полученные данные о диэлектрической проницаемости связанной воды наиболее близки к реальным.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Диэлектрические и излучательные характеристики почв, загрязненных нефтепродуктами и зольными выбросами ТЭЦ, в СВЧ диапазоне Бобров П.П., Жиров П.В., Ивченко О.А., Кривальцевич С.В., Мандрыгина В.Н., Стасюк В.Д.

Омский государственный педагогический университет, 644099, Омск, наб. Тухачевского, Тел.: (3812) 23-51-38, 55-48-85;

E-mail: bobrov@omgpu.omsk.edu Приведены результаты лабораторных исследований диэлектрической проницаемости разных типов почв, загрязненных нефтепродуктами и зольными выбросами ТЭЦ, на длинах волн от 3,6 см до 1 м. Установлено, что в диапазоне средних и больших влажностей, когда в почве имеется свободная вода, внесение загрязнителей в количестве 10% массы приводит к уменьшению диэлектрической проницаемости на 2–3 ед. Эти изменения наиболее заметны для почв, бедных гумусом. В этих почвах, кроме того, происходит увеличение максимального количества связанной воды на 0,06–0,1 г/см3.

Аналогичные почвы исследовались в натурных условиях на длинах волн 3,6, 5 и 11 см.

Поскольку загрязнители влияют на структуру почвы, а следовательно, на влагопроводимость и капиллярно-сорбционный потенциал, изменяется скорость инфильтрации и испарения.

Загрязнение почвы минеральным моторным маслом увеличивает водопрочность почвенных агрегатов, склеивая элементарные почвенные частицы, и стабилизирует поверхностные неровности. За счет значительного возрастания коэффициента фильтрации и испарения через загрязненный слой, такая почва сразу после сильного полива, имеет существенно более высокую радиояркостную температуру, чем фоновая почва. Нормализованная разность радиояркостных температур на разных длинах волн, позволяющая оценить градиенты влажности в поверхностном слое, для такой почвы становится равной нулю уже через несколько часов после полива. Загрязнение золой наоборот увеличивает водоудерживающую способность почв, они дольше сохраняют влагу и имеют меньшую радиояркостную температуру. Такие особенности в радиотепловом излучении позволяют обнаруживать загрязненные почвы дистанционным радиометрическим методом.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Реконструкция геофизических параметров состояния земных покровов по данным космических многоспектральных измерений высокого пространственного разрешения Головко В.А.

Научно-исследовательский центр космической гидрометеорологии «Планета», 141700, Московская обл., г. Долгопрудный, ул. Первомайская, Тел. (095) 483-31-25;

Е-mail: golovko@planet.iitp.ru Большое число современных спутниковых видеоспектрометров покрывают наблюдениями из космоса обширные территории земной поверхности практически в одно и тоже время. В комбинации с этим огромным потоком информации точечные данные наземных геофизических наблюдений дают беспрецедентную возможность развития прикладных исследований в климатологии, мониторинге природных и антропогенных изменений всех видов земных покровов. Практическая реализация современных методов атмосферной коррекции спектрорадиометрических данных позволяет успешно проводить обработку и усвоение информации большинства функционирующих в настоящее время спутниковых датчиков: Landsat (TM, MSS, ETM+, PAN), SPOT (1-4;

HRV, Pan), IRS (1A/1B/1C/1D, LISS 2/3, WiFS), Ikonos, MOS-B, MODIS, MERIS MOMS-02, Ресурс МСУ-Э, ASTER, ALI.

Основной целью радиометрической коррекции аэрокосмических изображений, регистрируемых в видимой и ИК областях спектра, является восстановление физических параметров земных покровов, таких как отражательная и излучательная способности, а также температура поверхности. Для достижения этой цели должны быть адекватно учтены влияние атмосферы, характеристики солнечного освещения, геометрия визирования датчика, а также орографические особенности поверхности. И хотя некоторые информационные продукты можно получить на основе эмпирических методов интерпретации аэрокосмических изображений без абсолютной радиометрической коррекции, последовательный физический подход все же дает неоспоримые преимущества, когда необходим сравнительных анализ разновременных данных, полученных различными датчиками.

При атмосферной коррекции одновременно восстанавливаются основные оптические параметры атмосферы (оптическая толщина, содержание аэрозоля, водяного пара и т.д.).

Методология топографической коррекции космических изображений высокого пространственного разрешения учитывает свойства орографии поверхности, взаимную затененность отдельных ее участков и перераспределение освещенности. По результатам полной радиометрической коррекции могут быть получены следующие параметры состояния Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " земных покровов: почвенно-растительный индекс (SAVI), индекс листового покрытия (LAI), доля поглощенной фитоактивной радиации (FPAR), альбедо поверхности, энергетический баланс поверхности (поглощенная солнечная радиация, разность тепловых потоков, тепловой поток в почву, скрытая теплота парообразования).

Учитывая, что будущее космического приборостроения принадлежит гиперспектральным измерительным системам высокого пространственного разрешения, при разработке алгоритмов радиационной коррекции особое внимание было уделено новейшим технологическим подходам к учету влияния атмосферы с использованием современных компьютерных систем, включая возможности параллельных вычислений на ПК-кластерах.

Приведены результаты сравнения производительности вычислений для разных мультипроцессорных систем при решении наиболее ресурсоемких задач расчета характеристик переноса излучения в атмосфере.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Применение спутниковых СВЧ-радиометрических методов в исследовании леса Гранков А.Г., Мильшин А.А., Чухланцев А.А., Шелобанова Н.К.

Институт радиотехники и электроники РАН, 141190, Московская обл. г. Фрязино, пл. Ак. Введенского, Тел.: (095) 526-91-50;

E-mail: amilshin@ms.ire.rssi.ru Леса занимают треть всей поверхности суши Земли (около 50 млн. кв. км) и играют основную, ключевую роль как в формировании глобальных биогеохимических круговоротов углерода и азота, так и в воздействии на энергетические и водные балансы биосферы и, в этой связи, оказывают влияние на климат. На долю хвойных, лиственных и тропических лесов приходится, соответственно, 49,3%, 32,9% и 17,8% всех лесов. Важным фактором, оказывающим влияние на изменение локального и регионального энергетического баланса бореальных природных экосистем Европы, России, Канады и США, площадь которых составляет около 15 млн. кв. км, являются процессы обезлесения, вызванные главным образом антропогенным воздействием. В изучении экологических и климатических последствий процессов обезлесения основная роль принадлежит всепогодным спутниковым СВЧ-радиометрическим методам. Для решения этих задач в виду их глобальности в наибольшей степени подходят спутниковые сканирующие многоканальные радиометры миллиметрового и сантиметрового диапазонов, которыми оснащены спутники Nimbus-7, DMSP, ADEOS-II, EOS-Aqua, а также планируемый к запуску в 2006 г. L-радиометр в рамках миссии SMOS.

В докладе анализируется современное состояние исследований в области спутникового мониторинга лесов с помощью СВЧ-радиометров. Анализ выполнен для следующих направлений исследований:

– моделирование радиотеплового излучения лесов при спутниковых наблюдениях, – классификация типов лесов с помощью спутниковых СВЧ-радиометрических методов;

– мониторинг температурно-влажностного режима (режима засухи и пожароопасности) бореальных лесов спутниковыми методами;

– сезонная и межгодичная динамика радиотеплового излучения бореальных лесов;

– особенности исследования тропических лесов СВЧ-радиометрическими методами.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Метод оценки структуры и биомассы леса по данным лазерного сканирования и цифровой аэро- и космической съемки Данилин И.М. 1, Медведев Е.М. Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, 660036, Красноярск, Академгородок, 50/ Тел.: (391-2) 494-635;

E-mail: danilin@ksc.krasn.ru НПО «Геокосмос», 119017, Москва, Старомонетный пер., Тел.: (095) 959-40-93;

E-mail: evgeniy_medvedev@geokosmos.ru На фактических данных, полученных в результате исследований, проведенных в подзоне сибирских среднетаежных лиственнично-елово-кедровых лесов в Центральной Эвенкии и Туруханском районе Красноярского края показано, что структура, древесный запас, биомасса и состояние лесного покрова по данным воздушного лазерного сканирования наиболее точно и достоверно определяются по характеристикам рядов распределения деревьев по основным морфометрическим признакам – диаметру и высоте стволов, вертикальной и горизонтальной протяженности крон, которые достоверно измеряемы, взаимосвязаны и тесно коррелированны во всех случаях. Структура лесного покрова, объемные показатели стволов и биомасса древостоев по лазерно-локационным данным («лазерным портретам»), определяются на основе цифровой модели местности (ЦММ) и поля распределения лесного полога, которые генерируются из исходных данных лазерной локации с использованием специализированного программного обеспечения. При лазерном сканировании оценка биомассы леса в каждом конкретном случае сводится к установлению базовых закономерностей изучаемого объекта и определению соотношений между объемами стволов и биомассой и их морфометрическими показателями, которые, в свою очередь, составляют 87–99% объясненной изменчивости различных фракций надземной биомассы (стволов, скелета крон и хвои, древесной мортмассы). Использование метода лазерного сканирования, совмещенного с цифровой аэрофото- и видеосъемкой, спутниковым геопозиционированием, сопровождаемых цифровой космической съемкой и интегрированных в геоинформационных системах для целей мониторинга и лесоинвентаризации, позволяет проводить дистанционную таксацию лесов с высокой эффективностью, при минимуме наземных работ и значительной экономии времени и финансовых средств.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Дистанционные методы в исследовании приморских экосистем Восточной части Малоземельской тундры Елсаков В.В., Щанов В.М.

Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, E-mail: elsakov@ib.komisc.ru Приморские луга (марши, лайды) побережья Баренцева моря – участки земной поверхности с расположенными на них комплексами монодоминантных растительных сообществ, составленных галофитными видами растений. Формирование таких участков происходит за счет выносимых речными системами мелких механических частиц (пылеватых частиц и ила). Такие наносы часто покрывают более ранние песчаные отложения, образуя двучленные субстраты. Состав и распределение растительности на таких выположенных участках, часто подвергаемых затоплению, определяются частотой затопления приливными явлениями, солевым режимом и выпасом травоядных птиц.

Цели настоящей работы: (1) выявить особенности спектральных характеристик участков поверхности, составленных приморскими лугами разных уровней и их зависимость от эколого-ценотических условий;

(2) выявить особенности временного варьирования основных индексов, как результат динамических изменений в пределах выделенных спектральных контуров;

(3) на основании полученных сигнатур провести картирование прилегающих участков Малоземельской и Большеземельской тундры с выделением комплексов аналогичных приморских лугов.

Материалом для исследований явились снимки со спутника LANDSAT, полученные для 1985, 1988, 1990 и 1996 гг., и полевые исследования, выполненные в период июль–август 2003 г. на территории Ненецкого государственного заповедника в районе п. Ходовариха. В ходе работы получены следующие результаты:

-Выявлена видоспецифичность спектральных характеристик участков приморских лугов низкого, среднего и высокого уровней.

-На основании анализа разновременных изображений установлены годичные изменения на представленной территории, связанные с зарастанием, увеличением (прогрессирование термокарстовых процессов) озер, изменениям формы песчаных дюн.

-Анализ NDVI и запасов биомассы модельных площадок выявил тесную положительную коррелятивную связь (r = 0,91;

n = 8;

p<0,001), что позволяет экстраполировать результаты для построения карты запасов фитомассы на территории.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " -Для разных типов приморских лугов были выявлены особенности изменения индекса NDVI в течение вегетационного сезона, что связано с динамикой запасов биомассы и изменением гидрологических условий территории.

Работа частично выполнена в рамках темы, поддержанной грантом РФФИ-Урал (№04-04 96014).

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Съемка MODIS/TERRA в мониторинге вспышек насекомых-вредителей Ершов Д.В., Девятова Н.В.

Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, 117997, Москва, ул. Профсоюзная, 84/ Тел.: (095) 332-68-77;

Факс: (095) 332-26-17, E-mail: Gisfores@ifi.rssi.ru Массовые размножения насекомых-вредителей в таежных лесах распространяются ежегодно на площади до 1 млн. га и наносят существенный урон лесному хозяйству. Поэтому спутниковый мониторинг, как часть энтомологического мониторинга лесов, является важным элементом контроля их состояния, обеспечивающим при надлежащем исполнении сохранение важнейших ресурсно-экологических функций лесов. Одной из наиболее перспективных систем, применяемых для этой цели, является MODIS благодаря возможности ежедневно наблюдать одну и ту же территорию, широкой полосе обзора и большому количеству спектральных каналов.

Метод выявления очагов массового размножения насекомых–вредителей в лесах с использованием разновременных изображений MODIS основан на анализе состояния древесной растительности до и после повреждений. Спектрально-отражательные яркости поврежденных насекомыми лесов имеют слабое падение значений в пределах 10–20%, различимое при сравнении с аналогичными измерениями этой растительности на изображениях предыдущих лет. При этом изменение яркости поврежденного насаждения наблюдается только на следующий год, что требует привлечения спутниковых данных на одну и ту же территорию за разные годы.

Исходя из этих особенностей, был разработан алгоритм выявления поврежденных лиственничных лесов, основанный на сравнительном анализе временных рядов индекса NDBI разных лет в период минимальных фенологических изменений в состоянии растительности (конец мая – начало августа).

Физической предпосылкой для использования данного индекса является максимальное отра жение неповрежденной растительности в ближней ИК части спектра, а также низкий уровень отражения светового излучения водой в среднем ИК спектральном диапазоне. Средний ИК диапазон реагирует на изменение влагосодержания в подстилающей поверхности и в атмосфере, что часто используется для изучения стрессовых ситуаций и явлений.

Полученные данные экспериментальных работ сравнивались с данными съемки высокого пространственного разрешения ASTER VNIR (15 м). Сравнение показало применимость данного подхода для выявления очагов массового размножения насекомых-вредителей.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Состояние и перспективы организации спутникового мониторинга массового размножения вредных насекомых в лесах Сибири Исаев А.С.1, Ершов Д.В. 1, Лямцев Н.И. 1, Лупян Е.А. 2, Кобельков М.Е. 3, Денисов Б.С. Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, 117997, Москва, ул. Профсоюзная, 84/ Тел. (095) 332-68-77;

Факс: (095) 332-26-17;

E-mail: ershov@ifi.rssi.ru Институт космических исследований РАН, 117997, Москва, ул. Профсоюзная, 84/ Тел: (095) 333-53-13;

E-mail: info@smis.iki.rssi.ru ФГУ «Рослесозащита» Действующие элементы системы аэрокосмического мониторинга насекомых вредителей в интересах Федерального агентства лесного хозяйства МПР РФ, продемонстрировали перспективные возможности спутниковых данных в качестве информационной поддержки для проведения лесозащитных мероприятий.

Система базируется на спутниковых данных среднего и низкого пространственного разрешения MODIS спутников TERAA и AQUA, предназначенных для выявления крупномасштабных изменений в лесах Сибири и Дальнего Востока, вызванных массовым размножением основных хвое- и листогрызущих вредителей. Данные высокого пространственного разрешения (МЕТЕОР-ЗМ/МСУ-Э, Landsat-7 и др.) используются для выборочной оценки степени дефолиации насаждений, прогнозирования их состояния, оценки ущерба, назначения и контроля проведенных лесозащитных мероприятий.

Особенностью лесоэнтомологического мониторинга является необходимость прогнозиро вания мест вероятного возникновения очагов основных вредных насекомых в лесах для пространственного целеуказания объектов мониторинга спутниковыми средствами. Для этого используются статистические и прогнозные модели вероятности массового размножения насекомых, геоинформационные технологии выделения зон их приуроченности с учетом природных, климатических и ландшафтно-экологических особенностей наблюдаемого региона. Сочетание методов прогноза с данными спутниковых наблюдений позволяют отслеживать динамику панзональных вспышек массовых размножений насекомых в пределах своих ареалов.

В докладе рассматривается текущее состояние и перспективы разработки системы мониторинга массового размножения насекомых, как части отраслевой системы дистанционного мониторинга МПР РФ. Изложены основные методы и способы выявления очагов массового размножения и оценки повреждений лесов. Приводятся подходы и технологические решения для организации спутникового мониторинга поврежденных лесов и прогноза распространения в лесах вредных насекомых.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Роль данных дистанционного зондирования при создании цифровых карт землепользования в Азербайджане Исматова Х.Р.

Институт космических исследований природных ресурсов АНАКА НАН Азербайджана Баку, пр. Азадлыг, Тел: 469-65-17;

E-mail: khasiyat@box.az Цифровая обработка данных дистанционного зондирования традиционно разбивается на несколько этапов: предварительная обработка, классификация и выбор тестовых участков, распознавание всего изображения по обучающей выборке. Однако наиболее проблематичным является этап постклассификационной обработки и интерпретации изображений, когда дешифровщик изображения должен принимать субъективное решение или опираться на достоверную априорную информацию. Наиболее перспективной для поддержки принятия решений является интегрированная с данными дистанционного зондирования геоинформационная система, составной частью которой кроме тематической информации о свойствах исследуемых объектов и окружающей среды являются экспертные оценки (знания). На этом принципе создана уникальная геоинформационная модель и база данных для создания цифровых карт землепользования всей территории Азербайджана в масштабе 1:50 000. В основу цифровой карты землепользования положены космические снимки Landsat TM 1998–99 гг. с пространственным расширением 30x30 м. Достоверность полученных результатов обоснована полевыми исследованиями, экспертными оценками специалистов предметной области, опытом дешифрирования аэрокосмической информации.

Основная схема создания цифровых карт состояла в следующем:

– оцифровка данных и географическая привязка к местности. Маскирование пограничной территории, населенных пунктов и морской поверхности. Оцифрованы топокарты в масштабе 1:100 000 (проекция Гаусса–Крюгера, система измерений 1942 г.) и тематические карты. Все данные трансформированы в указанную проекцию;

– первоначальная классификация и составление легенды;

– создание геоинформационной модели местности;

– создание выходной координатной сетки (планшетов);

– визуальная обработка и выбор тестовых участков;

– полевые исследования;

– распознавание, постклассификационная обработка, векторизация, конвертирование в формат ГИС;

– окончательная корректировка легенды и базы данных, создание карт.

В итоге разработана схема обработки исходной информации посредством интеграции растровых (комплекс программ ENVI 3.2 и ERDAS) и векторных (ArcView 3.2) данных.

Окончательная легенда содержала шесть классов земного покрытия и 38 классов землепользования.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Методы и результаты картирования изменений в лесном покрове Ленинградской области по снимкам Landsat Кранкина О.Н. 1, Дуейн М.В. 1, Кохен В.Б. 2, Хили Ш. Laboratory for Applications of Remote Sensing in Ecology, http://www.fsl.orst.edu/larse/;

Department of Forest Science, Oregon State University, 321 Richardson Hall, Corvallis OR USA 97331- Phone (1)-541-737-1780;

E-mail: olga.krankina@oregonstate.edu USDA Forest Service, 3200 SW Jefferson Way;

Corvallis, OR USA Возможность использования данных Landsat для выявления лесных площадей, пройденных рубкой, известна давно, однако трудоемкость картирования «вручную» на больших площадях сдерживает использование этого подхода в научных и прикладных целях.

Облачность и ограниченный набор архивных снимков еще более усложняют задачу. Для повышения эффективности картирования рубок и других нарушений лесного покрова, мы использовали Disturbance Index (Индекс Нарушения Лесного Покрова), который позволяет интегрировать спектральные каналы снимков Landsat за ряд лет в единый слой и контрастно выделить на нем те участки, где лесной покров был нарушен в разные интервалы времени.

Затем с помощью обучающей выборки проводится классификация этих участков по временным интервалам. С целью картирования рубок, пожаров и других нарушений лесного покрова на всей территории Ленинградской области с 1975 по 2001 гг., мы использовали снимка Landsat. Выявленные площади рубок адекватно отражают распределение объема заготовок по территории области и их изменения по времени (например, 2–3 кратный рост рубок на северо-западе области с 1989 по 2000 гг. при стабильности на юго-западе). В целом по области площадь рубок главного пользования на землях Гослесфонда оценивается в 22–23 тыс. га в конце 80-х годов, снижается до 15 тыс. га в 1993, затем постепенно восстанавливается до прежнего уровня к 2000 г. Площади рубок, выявленные по снимкам Landsat, увеличиваются с 14 тыс. га в 1989–92 гг. до 17,8 тыс. га в 1996–99 гг.

Результаты картирования рубок будут использованы при моделировании запасов углерода на территории области, а методический подход планируется применить при валидации глобальных карт изменения растительного покрова для территории Северной Евразии.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Методы использования разновременных данных Landsat-TM и ETM+ для выявления вырубок в лесах таежной зоны Курятникова Т.С., Барталев С.А.

Институт космических исследований РАН, 117997, Москва, ул. Профсоюзная, 84/ Тел.: (095) 333-10-77;

Факс: (095) 913-30-40;

E-mail: kurat@d902.iki.rssi.ru, bartalev@d902.iki.rssi.ru Леса относятся к числу важнейших компонентов наземных экосистем. В частности, при рассмотрении глобального круговорота веществ лесам принадлежит основополагающая роль в поддержании баланса углерода. Аккумулирование углерода в лесных экосистемах в последние годы приобретает чрезвычайно большое значение в связи с увеличением содержания CO2 в атмосфере и вызываемого этим обстоятельством, так называемого, «парникового эффекта».

Вместе с тем на сегодняшний день не существует объективных и достоверных количественных оценок изменений в лесах, вызываемых вырубками, пожарами и рядом других факторов. Использование наблюдений c современных спутниковых систем, в частности, таких как Landsat-TM и ETM+, позволяет осуществлять мониторинг лесов на больших территориях. Несмотря на большое количество выполненных исследований по разработке автоматических методов выявления изменений в лесах, эта задача остается по прежнему актуальной.

Институтом космических исследований РАН разрабатываются методы детектирования и классификации изменений в лесных массивах на основе анализа разновременных спутниковых данных Landsat-TM и ETM+. Одним из важных этапов используемых методов является построение карт лесов и других типов земного покрова на основе классификации спутниковых данных. Получаемые на основе построенных карт маски лесов различных типов используются для взаимной радиометрической нормализации разновременных изображений с целью компенсации негативного влияния различий в атмосферных условиях и фенологическом состоянии лесной растительности во время спутниковых наблюдений.

Использование алгоритма выявления изменений в лесах, основанного на поиске статистически значимых различий спектральной яркости между парами взаимно нормализованных спутниковых изображений, позволило построить карты крупномас штабной динамики лесного покрова за период с конца 1980-х до начала 2000-х гг. на тестовых участках в республиках Коми и Карелия. Для детектирования тонких изменений в лесах, произошедших в течение одного–двух лет, был апробирован метод анализа спектральных смесей. Оценка спектральных сигнатур для заданного набора чистых компонентов получается с помощью построенной на предыдущем этапе карты лесов и спутникового изображения. В настоящее время проводится валидация полученных результатов на тестовом участке в республике Коми.

В последующем предполагается разработка полностью автоматических алгоритмов для детектирования изменений в лесах на больших территориях с использованием доступных данных дистанционного зондирования со спутников.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Предварительная оценка возможностей использования спутниковых данных среднего разрешения Terra-MODIS и Envisat-MERIS для детектирования вырубок лесов Лебедев А.А., Барталев С.А.

Институт космических исследований РАН, 117997, Москва, ул. Профсоюзная, 84/ Тел.: (095) 333-53-13;

E-mail: lebedev@d902.iki.rssi.ru, bartalev@d902.iki.rssi.ru Вырубки являются одним из мощных антропогенных факторов воздействия на лесные экосистемы. Несмотря на интенсивное ведение вырубок в различных регионах России, их экономическую значимость и значительные экологические последствия, в настоящее время не существует системы мониторинга вырубок, обеспечивающей регулярный сбор достовер ной информации в масштабах всей страны или отдельных ее крупных регионов.

При поддержке Европейского Космического Агентства (ESA) в рамках проекта FEMINE, координируемого университетом Фридриха-Шиллера (Йена, Германия), Институтом космических исследований в сотрудничестве с рядом ведущих институтов Российской Академии Наук проводится анализ возможностей использования данных спутниковых инструментов среднего разрешения (250–300 м) Terra-MODIS и Envisat-MERIS в комбинации с использованием спутниковых изображений более высокого разрешения для детектирования вырубок лесов. В настоящее время исследования проводятся на тестовых участках в Республике Коми и Красноярском крае. Указанные выше спутниковые инструменты среднего пространственного разрешения обеспечивают глобальные наблюдения планеты с высокой периодичностью в спектральных каналах оптического диапазона. На этапе предварительной оценки были апробированы стандартные продукты второго и третьего уровней, полученные по данным инструмента MODIS, включающие ежедневные наблюдения и восьмидневные композитные изображения, в том числе данные временных серий NDVI. Получены также первичные оценки возможностей распознавания вырубок по данным Envisat-MERIS. Эффективное использование временных серий данных в последнем случае сильно ограничивается низким уровнем точности географической привязки спутниковых изображений, до настоящего времени поставляемых ESA в качестве стандартных продуктов. В ходе предварительного анализа был сделан вывод, что, несмотря на необходимость преодоления ряда методологических и технологических трудностей, на основе данных указанных выше спутниковых инструментов возможно создание системы спутникового мониторинга вырубок в лесах на региональном, а в перспективе и на федеральном уровне.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Нейросетевые алгоритмы оценивания биофизических характеристик системы “почва-растительность” с использованием данных СВЧ-радиометрии и активной радиолокации Назаров Л.Е., Чухланцев А.А.

Институт радиотехники и электроники РАН, 141190, Московская обл. г. Фрязино, пл. Ак. Введенского, Тел.: (095) 526-92-68;

E-mail: nazarov@ire.rssi.ru Важными задачами тематической обработки данных дистанционного зондирования Земли являются определение влажности почвы и удельной фитомассы растительности с использованием средств СВЧ-радиометрии и активной радиолокации.

Известные методы решения данных проблем основаны на обращении физических радиационных моделей, устанавливающих связь радиояркостной температуры почвы, измеряемой средствами СВЧ-радиометрии, или удельной эффективной поверхности рассеяния (УЭПР), измеряемой средствами активной радиолокации, с влажностью почвы, с удельной плотностью фитомассы. При использовании в моделях большого числа параметров задача обращения представляет сложную вычислительную проблему.

Альтернативу известным процедурам оценивания биофизических характеристик почвы и растительности относительно точности и производительности составляют нейросетевые алгоритмы, реализующие сложные нелинейные отображения типа “радиояркостная температура или УЭПР – влажность почвы или удельная плотность фитомассы”.

Эффективность подобных отображений достигается за счет обучения сетей с использованием множества обучающих реализаций. Формирование обучающих реализаций осуществляется с использованием радиационных моделей, при этом число параметров в моделях не является ограничивающим фактором. Высокая производительность обработки входных данных обусловлена параллельной структурой нейросетевых алгоритмов.

В работе даются описания нейросетевых алгоритмов оценки биофизических характеристик системы “почва–растительность”. Приведены результаты моделирования данных алгоритмов на примере оценки влажности почвы, удельной плотности фитомассы растительности с использованием физических радиационных моделей для радиояркостных температур и УЭПР. Моделирование осуществлено с использованием одноканальных и многоканальных измерений без шума и при наличии аддитивного шума.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (№ 02-07-90181), МНТЦ (№ 2059).

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Анализ спутниковой инфраструктуры для осуществления мониторинга лесов в рамках европейского проекта GMES Новикова Н.Н., Пермитина Л.И., Куревлева Т.Г.

Научный центр оперативного мониторинга Земли Филиал федерального государственного унитарного предприятия Центр космических наблюдений, 127490, Москва, ул. Декабристов, вл. 51, стр. Тел.: (095) 105-04-19;

Тел/факс: (095) 404-77-45;

E-mail: ntsomz@ntsomz.ru В докладе приведены основные результаты проекта «Мониторинг лесов в России» (GSE FM GMES Service Element Forest Monitoring), выполненного по заказу Европейского космического агентства (ESA) в обеспечение известного европейского проекта GMES (Глобальный Мониторинг Окружающей Среды). Основной задачей GSE FM являются подготовительные исследования по согласованию и развитию методов лесного мониторинга с использованием спутниковых данных, разрабатываемых в Европе и в России.

В 2004 г. в рамках GSE FM выполнен анализ имеющейся спутниковой инфраструктуры в Европе и в России, обеспечивающей предоставление продукции и услуг для мониторинга лесов в рамках GSE FM. Определены основные направления развития спутниковой инфраструктуры, выделены ее главные элементы, сформулированы требования к ней.

Работы по анализу спутниковой инфраструктуры выполнялись организациями ESA, Германского космического агентства (DLR), немецкой компанией по дистанционному зондированию (GAF), Йенским университетом им. Ф. Шиллера, Германия (FSU) и Научным центром оперативного мониторинга Земли Федерального космического агентства России (НЦОМЗ).

В докладе представлены следующие материалы по рассматриваемой тематике:

– описание космических аппаратов и измерительной аппаратуры, обеспечивающих информационное обеспечение мониторинга лесов спутниковыми данными;

– описание наземной составляющей спутниковой инфраструктуры с перечнем станций приема и обработки данных ДЗЗ;

– обзор существующих архивов данных ДЗЗ, используемых для мониторинга лесов;

– описание перспективных космических аппаратов и измерительной аппаратуры.

В работе определены направления развития спутниковой инфраструктуры, исходя из требований мониторинга лесов, показана необходимость интеграции европейской и российской спутниковой инфраструктуры.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Изучение спектральных образов подстилающей поверхности в условиях степной зоны Казахстана Северская С.М., Муратова Н.Р., Терехов А.Г.

Институт космических исследований МОН РК, 480100, Алматы, ул. Шевченко, Тел: (73272) 93-93-60;

Факс: (73272) 91-80-77;

E-mail: nmuratova@mail.kz Проект Всемирного Банка «Управление засушливыми землями» (GE P071525) 2004–2008 гг.

предусматривает восстановление бросовых земель, выведенных из оборота в целях развития животноводства и пастбищного хозяйства в зоне сухих степей. Одна из задач проекта – дистанционный контроль над состоянием земель Шетского района Карагандинской области Казахстана.

Предварительно построена спутниковая карта территории на основе CMYK композита из следующих каналов среднего разрешения (250 м): MODIS 2003 г. на конец мая (2-й канал:

841–876 нм), на конец июля (1-й: 620–670 нм и 2-й каналы) в период максимума вегетации степной растительности и 5-го канала LANDSAT (1,55–1,75 мкм, разрешение 30 м). Второй канал MODIS наиболее чувствителен к площади покрытия поверхности Земли зеленой биомассой растений. Участие в композите двух разновременных снимков (конец мая и конец июля) позволяет регистрировать особенности динамики вегетации. Включение в композит 1-го канала MODIS обусловлено необходимостью учета спектральных особенностей почвы и ее вклада в общий спектральный образ. Для лучшего отображения мелкой деталировки, связанной с речными руслами, береговой растительностью и др., в полученный композит специальной процедурой был также включен 5-ый канал LANDSAT (20 августа 1999 г.).

Полученная спутниковая карта послужила основой для предварительного изучения спектральных образов подстилающей поверхности и проведения рекогносцировочного обследования.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Космический контроль системы севооборота пахотных земель Северного Казахстана Султангазин У.М., Муратова Н.Р., Терехов А.Г.

Институт космических исследований МОН РК, 480100, Алматы, ул. Шевченко, Тел.: (73272) 93-93-60;

Факс: (73272) 91-80-77;

E-mail: nmuratova@mail.kz Паро-зерновые севообороты – основная схема землепользования в Северном Казахстане.

Севооборот варьируется от двухпольного (один год поле паруется, на другой высеваются зерновые культуры) до шестипольного и более. Финансово устойчивые хозяйства используют короткие севообороты, которые обеспечивают повышение урожайности и качества зерна, но требуют значительных оборотных средств.

В настоящий момент система севооборота во многом определяет запас питательных веществ в почве и фитосанитарное состояние полей. Первая культура после пара имеет наилучшие показатели по запасу усвояемого азота и степени засорения. В последующие годы засоренность полей возрастает, а запас питательных веществ в почве падает. Поэтому все сельскохозяйственные поля можно разбить на группы на основе разделения по годам их использования для выращивания зерновых культур после пара и проводить анализ близких по своему состоянию отдельных однородных групп полей.

Определение паровых полей, обрабатываемых механическим способом, по данным космического мониторинга на основе спутниковой системы TERRA/MODIS не встречает трудностей. В течение вегетационного периода на фоне зеленой биомассы на зерновых полях спектральные характеристики черного пара резко отличаются. Пороговый алгоритм классификации позволяет строить ежегодно маски паровых полей. В настоящее время на основе проведенного дистанционного мониторинга за зерновыми угодьями Северного Казахстана в период с 2001 по 2004 гг. восстановлены четыре основных класса севооборота, идентифицирующие поля с первой, второй, третьей и четвертой и более культурой после пара. Полученная классификация зерновых посевов служит основой для более детального анализа состояния зерновых полей и прогноза урожайности.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " К вопросу о влиянии запусков космических объектов с космодрома Байконур на состояние растительности сопредельных территорий по данным NOAA/AVHRR Султангазин У.М., Муратова Н.Р., Терехов А.Г.

Институт космических исследований МОН РК, 480100, Алматы, ул. Шевченко, Тел.: (73272) 93-93-60;

Факс: (73272) 91-80-77;

E-mail: a_terekhov@mail.kz Экологическое воздействие запусков космических аппаратов на сопредельную с космодромом Байконур территорию в настоящий момент изучено мало. Растительность является наиболее физиономичным компонентом поверхности Земли и основным объектом, определяющим динамику изменений ее спектральных характеристик, регистрируемых искусственными спутниками в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. Техногенное воздействие эксплуатации ракетно-космического комплекса на окружающую среду и в частности на растительность пространственно может быть организовано различными способами. Во-первых, это могут быть точечные очаги изменений, вызванные влиянием химических компонентов от падающих фрагментов отработанных ступеней ракетоносителей. Во-вторых, изменения вдоль трасс запуска, как следствие искажения состояния атмосферы при прохождении ракетоносителя. В-третьих, региональные изменения, вызванные влиянием запусков на погодную компоненту. В настоящий момент основные исследования концентрируются в основном на первом факторе. Третий фактор трудно отследить достоверно из-за природной стохастичности погодного компонента и недостаточной статистики, хотя известны некоторые погодные сценарии, связываемые с запусками (сильные ветра, ливневые дожди и др.).

В данной работе проведен поиск явлений, связанных со вторым фактором. Анализ архива (начиная с 1985 г.) спутниковой информации NOAA/AVHRR/NDVI выявил несколько эпизодов депрессии растительности вдоль трасс запуска ракетоносителей. Более детальное понимание подобных воздействий ракетно-космической деятельности на окружающую среду требует дополнительных исследований.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Диагностика топографии северо-восточного побережья Каспийского моря в зоне сгонно-нагонных явлений на базе данных Terra / MODIS Султангазин У.М., Муратова Н.Р., Терехов А.Г., Цычуева Н.Ю.

Институт космических исследований МОН РК, 480100, Алматы, ул. Шевченко, Тел.: (73272) 93-93-60, Факс: (73272) 91-80-77, E-mail: a_terekhov@mail.kz Плоская равнина Прикаспийской низменности, плавно переходящая в море, создает благоприятные условия для сгонно-нагонных явлений, возникающих при штормовой погоде.

Эффективная высота подъема уровня воды в несколько метров соответствует наступлению моря на 15–20 км. Информация о современной топографии прибрежной зоны Прикаспийской низменности имеет большое практическое значение из-за близости к инфраструктурам нефтяных месторождений.

Пространственное распределение эффективной высоты поднятия моря на больших территориях зависит от поля скоростей ветра, которое в общем случае не является стационарным. Однако на небольшом пространственном масштабе поле скоростей ветра можно принять за константу, а береговую линию за изогипсу. Вероятность попадания некоторой точки побережья на береговую линию будет зависеть от локального уклона этой территории. Таким образом, спутниковые данные о границах нагонов могут использоваться для диагностики топографии на местности.

Прибрежная территория легко делится по данным второго (841–876 нм) канала спутника TERRA/MODIS на два класса: водная поверхность и поверхность суши. Пространственного разрешения спутникового снимка TERRA/MODIS в 250 м достаточно, чтобы зафиксировать 40 различных позиций на 10 километровом отрезке. Это соответствует диагностике топографии прибрежной зоны с формальной точностью в 5,0–7,5 см. На примере зарегистрированных в период с марта по ноябрь 2002 г. 55 конфигураций береговой линии проведена диагностика топографии части побережья Каспийского моря.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Комплексная система мониторинга оценки лесопользования Сухих В.И., Жирин В.М.

Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, 117997, Москва, ул. Профсоюзная, 84/ E-mail: sukhikh@cepl.rssi.ru В 1946–2002 гг. на территории России при заготовке древесины в порядке проведения сплошнолесосечных рубок главного пользования были вырублены леса на площади около 85 млн. га. Во многих субъектах Федерации Европейско-Уральской части страны, на территориях, тяготеющих к транссибирской магистрали, площади рубок за этот период достигли 30–50 % от покрытой лесом площади. В значительных объемах продолжаются рубки и в настоящее время. При этом во многих случаях при рубках не соблюдаются установленные лесоводственные требования по размещению мест рубок, рациональному использованию ресурсов и соблюдению требований экологии. Все это приводит к крупномасштабным воздействиям рубок леса на лесные экосистемы, снижает их экологический и ресурсный потенциал и обуславливает необходимость организации комплексной системы мониторинга оценки порядка лесопользования.

В ЦЭПЛ РАН разработаны методические основы такого мониторинга, важной составляющей которых являются средства дистанционного зондирования из космоса. В задачу мониторинга входят следующие основные группы задач оценки лесопользования: а) обоснованность размера и мест рубок;

б) соответствие фактических мест и объемов рубок проектным материалам;

в) соблюдение основных положений правил рубок;

г) слежение за ходом и качеством лесовосстановления на вырубках.

Предусмотрено использование в среде ГИС комплекса фондовых лесоустроительных, проектных и иных материалов и космических изображений разного пространственного и спектрального разрешения.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Оценка дат ярового сева в Северном Казахстане по данным Terra / MODIS Терехов А.Г., Муратова Н.Р.

Институт космических исследований МОН РК, 480100, Алматы, ул. Шевченко, Тел.: (73272) 93-93-60;

Факс: (73272) 91-80-77;

E-mail: nmuratova@mail.kz Даты сева яровых зерновых культур в Северном Казахстане влияют на их продуктивность.

Ежегодно определяются и рекомендуются оптимальные сроки посева. Для Акмолинской области обычно это период с10 по 25 мая.

Помимо оптимальных сроков сева в сельскохозяйственной практике повсеместно встречаются ранние и поздние посевы. Основная причина появления таких посевов – это отсутствие необходимого уровня энерговооруженности, позволяющего производить сев в оптимальные сроки.

Дистанционная оценка дат сева базируется на наземном обследовании ряда полей в период сева и спутниковых данных первых двух каналов TERRA/MODIS (620–670 нм;

841–876 нм), имеющих пространственное разрешение 250 м. В рамках наземного обследования накапливается информация о фактических датах сева ряда тестовых полей. Из данных спутникового мониторинга отбирается наиболее безоблачный снимок в период первых двух недель после окончания массового сева. Спектральные характеристики зернового поля после сева имеют закономерную динамику, связанную с высыханием поверхности почвы, всходами и развитием листовой поверхности у растений. Для оценки динамики посевной кампании на базе опорного снимка строится линейная регрессия между средними для поля значениями 2-го канала TERRA/MODIS и фактическими датами сева. Например, в 2003 году построение калибровочной кривой для Акмолинской области базировалось на снимке за июня и датам сева по 38 полям различных хозяйств с вариациями от 14 мая до 16 июня.

Найденная зависимость с коэффициентом корреляции 0,8 позволила оценить пространственную и временную картину проведения сева в области.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Космические методы при контроле биоопасности Тронин А.А.

Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, 197110, Санкт-Петербург, Корпусная, Тел.: (812) 230-78-34;

E-mail: tronin@at1895.spb.edu Использование космических методов для контроля биоопасностей идет по двум направлениям: 1) биоопасности, связанные с человеком и 2) биоопасности, связанные с растительностью. К первому направлению относятся работы по контролю распространения малярийного комара и иксодового клеща. Ко второму направлению относятся работы по контролю за вредителями сельскохозяйственных культур и леса. В первую очередь это относится к саранче. Оба эти направления близки, так как изучается жизнедеятельность главным образом насекомых. Условия обитания насекомых определяются главным образом температурой окружающей среды, влажностью и наличием растительности. Все эти параметры в настоящее время измеряются с помощью космических средств. Спутники Terra/Aqua предоставляют информацию о температуре и влажности поверхности, объеме биомассы, которая может быть использована для мониторинга численности вредных насекомых и их миграции. Некоторые проблемы, такие как определение влажности поверхности под пологом леса, до сих пор не решены.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Исследование сезонной изменчивости лесов Ермаковского района Красноярского края по спутниковым данным Terra/MODIS Чернецкий М.Ю. 1, Шевырногов А.П. 1, Сухинин А.И. 2, Слинкина О.И. Институт Биофизики СО РАН, 2 Институт леса СО РАН, 660036, Красноярск, Академгородок Тел.: (3912) 49-46-03;

E-mail: maxim@ibp.ru Хорошо известно, что спектральные характеристики растительности тесно связаны с ее видовым составом и физиологическим состоянием. Известно, что спектры отражения различных древостоев незначительно меняются в относительно стабильный летний период.

В течение лета и осени эти изменения значительно больше. Исследование этой изменчивости возможно на основе совместного использования спутниковых данных TERRA/MODIS, обладающих узкими спектральными полосами, и набора спектральных портретов высокого разрешения, собранных в Институте биофизики СО РАН за 20 лет в лесах Красноярского края. Спектральные особенности, найденные при натурных исследованиях спектров отражения высокого разрешения, могут быть использованы для лучшей интерпретации спутниковых данных. В этой работе представлены результаты исследований на основе совместного использования данных TERRA/MODIS, подспутниковых измерений и ГИС. Они позволяют производить оценку распределения типов и состояния лесной растительности. В работе показано, что для классификации типов лесов необходимо применять библиотеку динамических спектров, то есть учитывать изменения спектров яркости в течение сезона вегетации. Для исследования были выбраны леса Ермаковского района Красноярского края, т.к. в этом районе Институтом биофизики СО РАН проводились натурные исследования спектров отражения растительности лесов.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Перспективные направления СВЧ-радиометрического зондирования почвы и растительности из космоса Чухланцев А.А.

Институт радиотехники и электроники РАН, 141190, Московская обл., г. Фрязино, пл. Введенского, Тел.: (095) 526-91-50;

E-mail: chukhlantsev@ms.ire.rssi.ru В докладе проведен анализ состояния исследований в области дистанционного СВЧ радиометрического зондирования почвы и растительности и намечены некоторые перспективы дальнейших исследований в данном направлении. Представляются перспективными следующие направления.

Глобальное картирование яркостной температуры суши. Низкое пространственное разрешение СВЧ радиометрических средств дистанционного зондирования при их размещении на спутниках требует проведения модельного картирования яркостной температуры суши в глобальном масштабе. Такое картирование позволяет получить глобальные карты яркостных температур с разрешением, соответствующим пространственному разрешению спутниковой радиометрической системы, при различном гидрологическом режиме почвы и состоянии растительности внутри элемента разрешения.

Яркостная температура пикселя находится при этом как сумма яркостных температур поверхностей (открытая почва, открытые водоемы, лес, почва с растительностью), входящих в пиксель, с учетом их относительной площади заполнения пикселя.

Контроль составляющих энергетического баланса геосистем и их состояния. Состояние растительного покрова как геосистемы описывается набором параметров состояния или оценивается соотношением составляющих уравнения энергетического баланса для геосистемы. Данный подход в сочетании с ГИС технологиями представляется перспективным для оценки характеристик процессов переноса влаги и тепла на границе поверхности суши и атмосферы.

Разработка нейросетевых алгоритмов оценивания параметров почвы и растительности.

Нейросетевые алгоритмы по производительности конкурируют с традиционными методами обработки дистанционных данных, основанными на обращении радиационных моделей.

Обучение нейронных сетей требует репрезентативного набора экспериментальных данных, не всегда наличествующего при измерениях. Поэтому используется смешанное обучение нейронной сети радиационной моделью и ограниченной экспериментальной выборкой.

Среди других возможных направлений следует отметить развитие методов СВЧ поляризационных радиометрических измерений, задачи синтеза апертуры антенн радиометрических приемников, разработку цифровых корреляционных радиометров и др.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Автоматизированный программный метод создания векторизованной тематической карты лесных массивов по аэрокосмическим фотоснимкам Щепин М.В.

Институт космических исследований РАН, 117997, Москва, ул. Профсоюзная, 84/ Тел.: (095) 331-17- 01, 398-19-73;

E-mail: dm66@mail.ru В докладе представлен автоматизированный программный метод квантования яркости изображения при создании векторизованной тематической карты лесных массивов по синтезированным космическим снимкам системы ASTER лесного массива Лосиный Остров.

Представленный метод является одним из ряда методов разработанных и апробированных автором в оригинальном программном продукте, программе ALINA, программе обработки изображений аэрокосмических фотопланов.

Алгоритм метода.

Результаты работы программы ALINA – демонстрация метода.

Области, где данный метод может быть использован.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Использование космической съемки для анализа и мониторинга антропогенных воздействий на бореальные леса Ярошенко А.Ю., Турубанова С.А., Потапов П.В.

Гринпис России, 125124, Москва, ул. Н. Башиловка, Тел.: (095) 257-41-18;

E-mail: taiga@diala.greenpeace.org Активное хозяйственное освоение бореальных лесов требует проведения инвентаризации сохранившихся неосвоенных территорий с целью организации их охраны и мониторинга.

Базовая работа по выявлению малонарушенных лесных территорий (МЛТ) бореальной лесной зоны Евразии и Северной Америки была выполнена Гринпис России совместно с рядом других организаций, входящих во Всемирную Лесную Вахту, в 1997–2003 гг. Целью работы являлась инвентаризация крупнейших (площадью от 50 тыс. га) территорий таежной зоны, в минимальной степени нарушенных хозяйственной деятельностью человека. Разрабо танная оригинальная методика анализа предполагала последовательное выявление терри торий, преобразованных хозяйственной деятельностью, на основании данных различных типов: общегеографических карт, космических снимков среднего (Ресурс/МСУ-СК) и высо кого (Landsat/ETM+) разрешения. Анализ картографической и дистанционной информации проводился с использованием современных геоинформационных систем. Основным методом анализа космических снимков было визуальное экспертное дешифрирование. В процессе дешифрирования снимков использовались данные наземного обследования ключевых участков и ряд вспомогательных материалов, в том числе материалы лесоустройства по отдельным территориям. Окончательное построение границ выявленных МЛТ проводилось на основе снимков высокого разрешения (Landsat/ETM+ и аналогичных им по разрешению) в масштабе 1: 1 000 000 и отражает состояние территории на 2000 г.

Для организации системы мониторинга хозяйственной деятельности в пределах МЛТ была разработана методика анализа изменений с использованием космических снимков, которая была апробирована на территории европейского Севера России в 2004 г. Предварительный анализ изменений был проведен на основе снимков Terra/MODIS за 2001 и 2004 гг. Анализ снимков проводился с использованием автоматического алгоритма выявления изменений.

Более детальный анализ изменений производился путем сравнения снимков высокого разрешения за 2004 г. (Метеор-3М/МСУ-Э, IRS/PAN и IRS/LISS) со снимками Landsat/ETM+ 2000 года. Результаты проведенного анализа показали следующий относительный вклад основных факторов в сокращение площади МЛТ: рубки – 27,5%, фрагментация хозяй ственной инфраструктурой и вырубками – 58%, пожары, примыкающие к инфраструктуре – 14,5%. Скорость сокращения площади МЛТ сильно варьирует, достигая для отдельных массивов 7% в год.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " СЕКЦИЯ Спутниковый мониторинг лесных пожаров СЕМИНАР GOFC/GOLD СЕТИ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ПОЖАРАМИ СЕВЕРНОЙ ЕВРАЗИИ "СЕТЬ СПУТНИКОВЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА ПОЖАРАМИ В СЕВЕРНОЙ ЕВРАЗИИ: МЕТОДЫ, ПРОДУКТЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ" Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Анализ эффективности спутниковых методов обнаружения лесных пожаров Абушенко Н.А., Алтынцев Д.А., Семенов С.М.

Институт Солнечно-земной физики СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, Тел.: (3952) 42-58-65;

E-mail: nick1@iszf.irk.ru В работе анализируются основные факторы, влияющие на эффективность обнаружения мелкомасштабных, высокотемпературных объектов (лесные пожары) на фоне земной поверхности при помощи дистанционного спутникового зондирования.

Показано, что главную роль в эффективности обнаружения играет точный учет тепловой и отражательной составляющей в суммарном потоке излучения в средней ИК области спектра (3–4 мкм).

Показана недостаточная эффективность работы традиционных алгоритмов автоматизированной обработки спутниковой информации при детектировании высокотемпературных объектов, основанных на «пороговых методах», использующих линейный вид функций разделения объектов «пожар» – «не пожар» в многомерном пространстве признаков. Где признаком является значения потока излучения в различных каналах измеряющего прибора (на основе данных радиометров AVHRR и MODIS).

Предложена методика, основанная на использовании нелинейных функций разделения объектов в многомерном пространстве признаков, учитывающая физические и статистические свойства потока излучения высокотемпературного объекта в средней ИК области спектра.

Проанализирована эффективность работы данного метода при различных пространственно временных условиях наблюдений, в том числе в наиболее неблагоприятных зонах: зонах солнечных бликов, перегретых поверхностей (с температурой близкой к температуре насыщения приборов), зонах сильной задымленности.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Программный комплекс для визуального обнаружения очагов лесных пожаров с использованием спутниковых данных NOAA/AVHRR и EOS/MODIS Алтынцев Д.А., Абушенко А.Н., Тащилин С.А.

Институт Солнечно-земной физики СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, Тел.: (3952) 42-58-65;

E-mail: alt@iszf.irk.ru В Центре Космического Мониторинга Института Солнечно-земной физики (ЦКМ ИСЗФ, г.

Иркутск) разработана программа «FireProc» для экспертного дешифрирования очагов лесных пожаров (ЛП) по спутниковым данным NOAA/AVHRR и EOS/MODIS. Программа основана на разработанной в ЦКМ ИСЗФ оригинальной методике визуального детектирования очагов лесных пожаров по спутниковым изображениям. По сравнению с автоматическими алгоритмами детектирования ЛП данная методика позволяет повысить достоверность определения очагов ЛП, а также выделять более слабые ЛП в начальной стадии развития и в сложных метеоусловиях. Программа «FireProc» позволяет оператору управлять отображением спутниковых изображений, накладывать на изображения векторную информацию, корректировать географическую привязку сеанса, импортировать, отображать, редактировать и экспортировать данные об очагах ЛП. Программа в течение нескольких лет апробировалась в системе регионального мониторинга ЛП ЦКМ ИСЗФ и в 2004 г. была внедрена в федеральную систему ИСДМ МПР РФ.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Применение теории распознавания образов для обнаружения пожаров.

Детерминистский и вероятностный подходы Алтынцев Д.А., Семенов С.М., Тащилин С.А.

Институт Солнечно-земной физики СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, Тел.: (3952) 46-18-65;

E-mail: semenov@iszf.irk.ru Если рассматривать пожары, как образы в некотором n-мерном пространстве признаков, то задача их обнаружения сводится к определению гиперповерхностей, разделяющих распознаваемые классы. Для построения гиперповерхностей может быть использован детерминистский подход, если классы не пересекаются или статистический, в обратном случае. Построение гиперповерхностей производится по обучающей выборке, предоставленной программе обучения человеком-оператором. Для определенного времени суток (ночь, утро и т.д.), месяца и региона (например, Иркутской области) пожары образуют компактный кластер, и выделение их методом потенциальных функций МПФ производится с высокой надежностью при небольшом объеме обучающей выборки. Однако, в настоящее время, ставится задача распознавания пожаров по всей России при наличии только двух наборов гиперповерхностей, соответствующих ночному и дневному периодам. Форма этих кластеров настолько сложна, что приемлемый уровень трудозатрат по обучению и времени на распознавания не дает возможности обеспечить столь же высокую надежность выделения пожаров. Как возможная альтернатива, был проверен Байесовский критерий, который, как можно показать, в данном случае сводится к методу k-соседей. Однако оказалось, что для обучения в этом случае требуется еще большая обучающая последовательность. При этом надежность распознавания значительно ниже. В результате, был предложен подход, совмещающий в себе оба упомянутых метода. Сначала пожары выделяются МПФ, а затем методом k-соседей определяется вероятность выделенных пожаров. Для определения вероятности использовалась еще две обучающих последовательности (ночная и дневная).

Оказалось, что, обычно, ложные пожары имеют значительно меньшую вероятность, чем истинные. Кроме повышения надежности распознавания появляется возможность простого способа коррекции результата человеком-оператором, путем задания желательного уровня вероятности пожаров. Приводятся результаты экспериментов.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Структура совместной обработки данных от среднеорбитальных и высокоорбитальных космических систем в целях мониторинга лесопожарной обстановки Артамонова Ю.В.

Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский институт «Комета», 115280, Москва, ул. Велозаводская, Тел.: (095) 274-08-61;

E-mail: enat_kom@inbox.ru, jartamonova@mail.ru Для организации обнаружения пожаров на ранней стадии их развития необходима спутниковая система, функционирующая в реальном масштабе времени. В настоящее время в мировой практике при решении оперативных вопросов обнаружения лесных пожаров предпочтение отдается космической системе метеорологических спутников серии NOAA, однако, ее применение не позволяет осуществлять глобальный контроль пожароопасных регионов России.

В целях повышения оперативности, информативности и достоверности информации об обнаруженных лесных пожарах (ЛП) целесообразно использовать существующую отечественную высокоорбитальную космическую систему глобального наблюдения с привлечением данных метеорологических среднеорбитальных космических систем.

Вопрос совместной обработки данных о ЛП, полученных от различных космических систем, является кардинальным. Он включает в себя вопросы предварительной и первичной обработки данных, совместной координатной привязки и тематической обработки с последующей выдачей информации потребителю.

В докладе рассмотрена возможность организации совместной обработки данных и повышения качества выдаваемой информации от среднеорбитальных и высокоорбитальных космических систем. Представлены алгоритмы обработки и объединения данных.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Оперативный космический мониторинг пожаров на территории западного Казахстана Архипкин О.П., Спивак Л.Ф., Сагатдинова Г.Н.

Институт космических исследований Министерства образования и науки Республики Казахстан, 480100, Казахстан, Алма-Ата, ул. Шевченко, Тел.: (3272) 49-28-72;

Факс: (3272) 91-80-77;

E-mail: oarkhipkin@rambler.ru Разработанная в ИКИ оперативная система космического мониторинга пожаров базируется на сочетании ночных тепловых съемков NOAA AVHRR и дневных EOS-AM Terra MODIS.

Она прошла опытную эксплуатацию в режиме реального времени при мониторинге пожаров в Западно-Казахстанской (2002–2004 гг.) и Актюбинской (2003–2004 гг.) областях.

Технология мониторинга предусматривает три уровня обработки: экспресс-анализ космоснимков и определение координат очагов пожаров (максимум в течение часа);

оперативный (в течение 1–2 часов) анализ ситуации с учетом метеоданных для определения потенциальной угрозы населенным пунктам или другим хозяйственным объектам (дороги, предприятия, поля и т.п.);

анализ динамики выгоревших территорий. Результаты первых двух уровней передаются в органы ЧС в режиме реального времени. Карты-маски выгоревших площадей с разделением новых и старых гарей и таблицы с указанием величины выгоревших площадей по нарастающему итогу передаются ежедекадно (в пиковый период чаще).

В настоящее время для повышения оперативности принятия решений на местах создается автоматизированное рабочее место (АРМ) оперативного дежурного ЧС. В основу АРМ положена ГИС, содержащая картографическую и историческую информацию по каждой области. Внедрение АРМ позволит второй и третий уровень обработки проводить непосредственно в областях. В перспективе АРМ оперативного дежурного ЧС будет составной частью Областного ситуационного центра космического мониторинга.

Исходя из результатов третьего уровня обработки, можно решить ряд других прикладных задач. В частности, ранжировать территории по степени риска возникновения пожаров, оценить ущерб от пожаров и т.д. Реализацию соответствующих методик планируется осуществить в рамках развития Системы космического мониторинга Казахстана.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Валидация спутниковых данных MODIS Афонин С.В., Белов В.В., Энгель М.В.

Институт оптики атмосферы СО РАН, 634055, Томск, пр. Академический, Тел.: (3822) 42108;

E-mail: afonin@iao.ru В настоящее время для решения широкого спектра задач мониторинга подстилающей поверхности и атмосферы из космоса большой интерес представляют данные 36-канального радиометра MODIS, получаемые со спутников Terra и Aqua. Для потребителей этих данных в Goddard Distributed Active Archive Center (DAAC) созданы архивы спутниковой информации MODIS, содержащие как результаты первичной обработки измерений различного уровня, так и результаты их тематической обработки (MODIS Atmosphere Products, MODIS Land Products и т.д.). Однако использование спутниковых данных для решения научных и прикладных задач делает важным вопрос о точности этих данных. Несмотря на уже имеющиеся в литературе результаты валидации данных MODIS, мы сочли необходимым провести дополнительные исследования для условий Томского региона.

В качестве тестовых данных для MODIS Atmosphere Products (MOD04_L2, MOD05_L2) использовались результаты локальных наземных фотометрических измерений спектральной аэрозольной оптической толщины (АОТ) и интегрального влагосодержания атмосферы (ИВА), регулярно проводимых Институтом оптики атмосферы (ИОА) СО РАН. Полученные в работе результаты валидации АОТ и ИВА в целом хорошо совпадают с приведенными в литературе данными и демонстрируют для Томска высокий уровень корреляции спутниковых и наземных измерений этих характеристик.

В качестве тестовых данных для MODIS Fires (MOD14) использовалась официальная информация томских служб пожароохраны лесов о лесных пожарах, обнаруженных на территории области. Кроме того, был проведен сравнительный анализ данных MOD14 и результатов мониторинга лесных пожаров, регулярно проводимых ИОА СО РАН в Томской области на базе спутниковых измерений AVHRR/NOAA. Результаты валидации данных MOD14 показали заметно более низкую результативность данных MODIS Fires по сравнению с данными ИОА СО РАН, особенно при обнаружении малоразмерных очагов низкой интенсивности.

Работа выполнена при частичной поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (проект РФФИ № 04-07-90018).

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Валидация результатов выявления и оценки площадей, поврежденных пожарами лесов по данным спутникового мониторинга Барталев С.А. 1, Беляев А.И. 3, Егоров В.А. 1, Ершов Д.В. 2, Коровин Г.Н. 2, Коршунов Н.А. 3, Котельников Р.В. 3, Лупян Е.А. Институт космических исследований РАН, 117997, Москва, ул. Профсоюзная, 84/ Тел: (095) 333-53-13;

E-mail: info@smis.iki.rssi.ru Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, 117997, Москва, ул. Профсоюзная, 84/ Тел: (095) 332-68-77;

E-mail: korovin@cepl.rssi.ru ФГУ «Авиалесоохрана», 141200, Московская обл., г. Пушкино, ул. Горького, Тел.: (095) 993-31-25;

E-mail: aviales@space.ru Институтом космических исследований РАН и Центром по проблемам экологии и продук тивности лесов РАН разрабатываются методы использования данных спутниковых наблюде ний для мониторинга воздействия пожаров на лесные экосистемы. В настоящее время по данным инструмента SPOT-Vegetation получены результаты оценки площадей поврежден ных пожарами участков растительного покрова Северной Евразии за период 2000–2003 гг.

Оценка точности полученных площадей поврежденных пожарами лесных экосистем относится к числу важнейших составляющих проводимых разработок. Очевидно, что при валидации полученных площадных оценок, данные, принимаемые в качестве опорных, должны быть получены методами, обеспечивающими существенно более высокую геометрическую точность и детальность пространственных измерений. Принимая во внимание практические сложности проведения наземных обследований, было признано целесообразным формирование репрезентативного набора опорных данных с использованием изображений высокого разрешения, включающего в себя 26 изображений Landsat-ETM+ и 5 фрагментов изображений Метеор-3М/МСУ-Э в различных регионах России. Для получения опорных данных были отобраны 55 поврежденных пожарами участков выявленных как по данным SPOT-Vegetation, так и на изображениях высокого разрешения. Обработка изображений высокого разрешения проводилась с применением ERDAS Region Growing алгоритма. Анализ различий на уровне индивидуальных участков выявил отрицательное систематическое отклонение измерений площадей по данным SPOT Vegetation, относительная величина которого составила -8,6%. При этом, величина стандартного среднеквадратического отклонения, характеризующего уровень случайных ошибок измерений площадей, оказалась равной +/- 4,4%.

ФГУ «Авиалесоохрана» в августе 2004 года были организованы самолетные облеты и наземные обходы в Красноярском крае выборочных участков гарей 2003 и 2004 гг. Исходя из сравнения площадей гарей, получаемых с использованием спутниковых изображений МСУ-Э/Метеор-3М и самолетных облетов, можно сделать вывод о хорошей согласованности значений площади, получаемых из двух указанных выше независимых источников данных.

Опираясь на данный вывод, а также исходя из соображений простоты практической реализации и экономической целесообразности, представляется оправданным в дальнейших исследованиях для целей валидации полученных результатов ограничиваться использованием спутниковых данных высокого разрешения.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Оценка площади повреждений наземных экосистем Северной Евразии пожарами в 2000-2003 годах по спутниковым данным инструмента SPOT-Vegetation Барталев С.А., Егоров В.А., Лупян Е.А., Уваров И.А.

Институт космических исследований РАН, 117997, Москва, ул. Профсоюзная, 84/ Тел.: (095) 333-53-13;

E-mail: bartalev@smis.iki.rssi.ru Пожары являются мощным фактором воздействия на экосистемы планеты и часто сопровождаются негативными экономическими и социальными последствиями. В настоящее время, в связи с наблюдаемыми процессами глобального потепления климата, наиболее интенсивно проявляющимися в Северной Евразии, и необходимостью выполнения условий Киотского протокола к Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций, существенно возрастет необходимость в получении точных количественных данных о влиянии растительных пожаров на концентрацию в атмосфере тепличных газов. Решение этой задачи, а также существующая потребность в оценке экономического ущерба от пожаров, требует получения надежных сведений о площадях поврежденных огнем экосистем различных типов.

Современные методы наблюдения земли со спутников открывают практически безальтернативную возможность получения регулярных оценок пройденных огнем площадей на уровне России и всей Северной Евразии. Институтом космических исследований РАН в сотрудничестве с рядом ведущих организаций Российской Академии Наук и Министерства Природных Ресурсов РФ, при поддержке, таких как международных научных программ как GOFC-GOLD и NEESPI, проводится комплекс разработок, объединенных в долгосрочный исследовательский проект BIS (Burns Inventory from Satellites). Проект BIS направлен на создание методов использования данных спутниковых наблюдений и получения новых информационных продуктов для долгосрочного мониторинга последствий воздействия пожаров на наземные экосистемы Северной Евразии, а в перспективе и всей бореальной зоны планеты. В настоящее время получены первые результаты оценки площадей поврежденных пожарами участков растительного покрова в регионе Северной Евразии за период 2000–2003 гг., выявленных по данным инструмента Vegetation со спутников SPOT-4/5. Для оценки точности полученных результатов было выполнено сравнение площадей представительной выборки поврежденных огнем участков в лесных и тундровых экосистемах с данными, полученными по спутниковым изображениям высокого разрешения Landsat-ETM+ и МСУ-Э/Метеор-3М. Проведен сравнительный анализ полученных данных о пройденных огнем площадях с имеющимися на всю или часть территории Северной Евразии наборами данных из других источников.

Созданная в рамках проекта BIS автоматическая технология, открывает возможности получения такого рода оценок площадей на регулярной основе и создания обновляемого банка данных долгосрочных наблюдений за воздействием пожаров на растительный покров бореальных экосистем.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Организация хранения данных спутникового мониторинга лесных пожаров Галеев А.А. 1, Ершов Д.В. 2, Лупян Е.А. 1, Мазуров А.А. 1, Тащилин С.А. 3, Прошин А.А. 1, Флитман Е.В. Институт космических исследований РАН, 117997, Москва, ул. Профсоюзная, 84/ Тел.: (095) 333-53-13;

E-mail: info@smis.iki.rssi.ru Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, 117997, Москва, ул. Профсоюзная, 84/ Тел.: (095) 332-68-77;

E-mail: korovin@cepl.rssi.ru Институт солнечно земной физики СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 126, а/я Тел.: (3952) 43-48-65;

E-mail: sergey@iszf.irk.ru В докладе рассматриваются вопросы организации хранения спутниковых данных и результатов их обработки в информационной системе дистанционного мониторинга лесных пожаров МПР РФ (ИСДМ МПР РФ). В нем описаны основные задачи, которые должна решать данная система хранения, и рассмотрены основные типы данных, работу с которыми она должна обеспечивать. В настоящее время система рассчитана на работу с данными, поступающими со спутников NOAA, Terra, Aqua и SPOT (прибор VGT). К основным особенностям системы можно отнести следующие:

– в системе должны содержаться разные типы данных, поступающих с различных спутников;

– в системе должны содержаться достаточно большие объемы информации;

– данные в систему могут поступать из различных центров приема и архивации спутниковой информации.

Эти особенности потребовали разработки такой архитектуры, которая должна позволять ведение распределенных архивов данных и обеспечивать взаимодействие систем хранения различных типов данных. В работе представлена такая архитектура и схемы организации различных баз данных (БД), входящих в систему. К этим БД относятся:

– БД точек с подозрениями на пожары, которые обнаружены по спутниковым данным;

– БД спутниковых изображений по различным районам, в которых осуществляется мониторинг пожаров;

– БД, обеспечивающая хранение изображений площадей, пройденных огнем в предыдущие годы;

– БД, обеспечивающие хранение исходной спутниковой информации, полученной в центрах приема и архивации спутниковых данных.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " В докладе представлены также схемы организации ведения данных баз и описаны их особенности. Особое внимание в докладе уделено вопросу организации БД точек с подозрениями на пожары, обнаруженных на основе спутниковых данных. В настоящее время эта БД содержит информацию, полученную по данным прибора AVHRR спутников NOAA и прибора MODIS, установленного на спутниках Terra и Aqua. При этом она содержит как исходные данные о горячих точках и сеансах спутниковых данных, с которых они получены, так и различную производную информацию, например, информацию о том, какие точки могут быть объединены в один пожар. В докладе описана процедура автоматического заполнения и ведения данной базы. При этом основную сложность при разработке данной процедуры представляла обработка исходных данных о «горячих» точках с целью получения интегральной информации о пожарах и динамике их развития.

В докладе также обсуждаются возможности использования созданной системы для решения различных задач.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Анализ временных серий спутниковых данных SPOT-Vegetation для детектирования поврежденной пожарами растительности Северной Евразии Егоров В.А., Барталев С.А.

Институт космических исследований РАН, 117997, Москва, ул. Профсоюзная, 84/ Тел.: (095) 333-53-13;

E-mail: egorov@smis.iki.rssi.ru Регион Северной Евразии обладает рядом уникальных экологических, климатических и экономических особенностей. В то же время пожары в бореальной зоне, относятся к числу наиболее мощных природных факторов, значение последствий которых трудно переоценить.

Вместе с тем, возможность получения достоверных оценок воздействия пожаров на экосистемы в настоящее время не обеспечивается.

Информация о площадях поврежденной пожарами растительности Северной Евразии может быть получена с использованием данных наблюдений инструментом Vegetation со спутников серии SPOT. Инструмент SPOT-Vegetation обеспечивает непрерывные глобальные наблюдения планеты с пространственным разрешением 1,15 км в оптимизированных для наблюдения растительности спектральных каналах оптического диапазона. Использованные для анализа стандартные продукты S10 SPOT-Vegetation, содержащие значения спектрального отражения, выбранные по критерию максимальной величины NDVI на верхней границе атмосферы за десятидневный период наблюдений, были получены с портала VITO (http://free.vgt.vito.be/). Очищенные от влияния снежного покрова, облаков и шумов, вызываемых аппаратными сбоями в работе спутникового сенсора, данные продуктов S10 были использованы для выявления межгодовых изменений состояния растительности на основе анализа временных серий значений индекса влагосодержания NDWI (Normalised Difference Water Index). Примененный при этом многошаговый алгоритм основан на совокупности критериев, учитывающих потенциальные спектральные изменения растительного покрова под воздействием пожаров, а также компенсирующих возможные помехи, вызываемые в частности межгодовыми фенологическими различиями в развитии растительности и другими мешающими факторами.

Для идентификации вызванных воздействием огня повреждений растительности, использованный алгоритм предусматривает оценку пространственно-временной согласованности выявляемых по данным SPOT-Vegetation изменений с информацией о действующих пожарах, получаемой по данным MODIS со спутников Terra и Aqua на основе алгоритма MOD14 (http://edcimswww.cr.usgs.gov).

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Получение оценок поврежденных пожарами экосистем различных типов основано на использовании созданной в рамках проекта Global Land Cover 2000 карты наземных экосистем Северной Евразии (http://www.gvm.jrc.it/glc2000).

Разработанный алгоритм вошел составной частью в автоматическую технологию, обеспечивающую возможность получения оценок пройденных огнем площадей на регулярной основе, и создания банка данных долгосрочных наблюдений за воздействием пожаров на растительный покров бореальных экосистем.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Оперативная работа с данными в информационной системе дистанционного мониторинга пожаров МПР РФ Ершов Д.В. 2, Ефремов В.Ю. 1, Ильин В.О. 1, Крашенинникова Ю.С. 1, Ильин В.О. 1, Лупян Е.А. 1, Мазуров А.А. 1, Прошин А.А. 1, Флитман Е.В. Институт космических исследований РАН, 117997, Москва, ул. Профсоюзная, 84/ Тел.: (095) 333-53-13;

E-mail: info@smis.iki.rssi.ru Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН 117997, Москва, ул. Профсоюзная, 84/ Тел.: (095) 332-68-77;

E-mail: korovin@cepl.rssi.ru В докладе описана технология работы с данными, реализованная в распределенной инфор мационной системе дистанционного мониторинга пожаров МПР РФ. В настоящее время система рассчитана на работу с данными, поступающими со спутников серии NOAA, а также спутников Aqua и Terra. В докладе рассматриваются вопросы, связанные с организацией оперативного сбора информации, использующейся в системе, формирования на основе нее различных информационных продуктов и предоставления их удаленным пользователям.

Представляемая в докладе информационная система включает в себя 7 базовых узлов, расположенных в Москве, Пушкино, Иркутске, Новосибирске, Красноярске и Хабаровске.

Основными задачами, которые решают данные узлы, являются сбор и обработка информации и предоставление пользователям различных информационных продуктов.

Основной спецификой созданной системы являются:

– Большие объемы информации, которой обмениваются узлы системы (основной объем составляет спутниковая информация).

– Необходимость обеспечения передачи информации между узлами системы в соответствии с различными правилами.

– Необходимость минимизации времени поступления данных пользователям системы.

– Организация удаленного доступа пользователей к информации.

– Обеспечение надежности функционирования системы и доступа к данным в случае временных отказов отдельных узлов системы или каналов связи.

При создании системы были разработаны технологии решения указанных задач и отдельные функциональные блоки, реализующие эти подходы. В частности, в докладе описаны следующие решения:

– модульный подход к построению всех компонентов системы (архитектура региональных узлов системы, структура обработки и хранения данных, и т.д.);

– унификация систем обработки и хранения данных для облегчения поддержки узлов системы и их гибкого конфигурирования в соответствии с локальной спецификой;

– схема реализации web-серверов с набором специализированных интерфейсов для доступа удаленных пользователей к данным через Интернет.

Технологии и решения, разработанные в процессе создания информационной системы и описанные в докладе, достаточно универсальны и могут быть использованы в дальнейшем при решении различных задач мониторинга окружающей среды с использованием спутниковых данных.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Использование данных спектрорадиометра MODIS для регистрации и учета лесных гарей Ершов Д.В., Панова О.В.

Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, 119997, Москва, ул. Профсоюзная, 84/ Тел.: (095) 332-68-77, E-mail: ershov@ifi.rssi.ru, olga@ifi.rssi.ru Одной из важных задач дистанционного зондирования земной поверхности из космоса является актуальная для России проблема регистрации и учета лесных площадей, пройденных пожарами. Огромные масштабы лесных пожаров на Дальнем Востоке летом 2002 года явились основанием для проведения эксперимента по их детектированию и картированию по спутниковым данным Terra/MODIS.

Цель работы заключалась в исследовании информативных возможностей спектрорадиометра MODIS для решения задач мониторинга лесных пожаров, а также в разработке алгоритма детектирования лесных гарей и проведении экспериментальных исследований.

Метод картографирования пройденных огнем территорий с использованием 32-дневных композитных изображений Terra/MODIS основан на анализе межгодовой изменчивости состояния растительности, вызванной пожарами. Для проведения эксперимента дополнительно, кроме данных MODIS, использовался также целый ряд вспомогательных продуктов: данные детектирования лесных пожаров, данные о лесном покрове, данные обработки SPOT-VGT, данные спутниковой съемки высокого пространственного разрешения Landsat-7.

По результатам проведенного статистического анализа можно говорить о том, что алгоритм картирования свежих лесных гарей с использованием 32-дневных композитов MODIS выделяет их со среднеквадратической ошибкой в среднем около 30%.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Сопоставление результатов детектирования пожаров и оценок их характеристик по данным MODIS и BIRD Жуков Б. 1*, Эртель Д. 1, Лоренц Е. 1, Зиман Я.Л. 2, Чизар И. DLR Institute of Space Sensor Technology and Planetary Exploration, D-12489 Berlin, Rutherfordstr., Tel.: (49 30) 67055167;

E-mail: boris.zhukov@dlr.de (*Б. Жуков прикомандирован от Института космических исследований РАН) Институт космических исследований РАН, 117997 Москва, ул. Профсоюзная, 84/ University of Maryland, Department of Geography, College Park, MD, USA Для глобального и регионального мониторинга активных пожаров широко используются данные спектрорадиометра MODIS на ИСЗ Terra и Aqua, осуществляющих глобальную съемку поверхности Земли 4 раза в сутки с разрешением 1 км. Недостатком MODIS является возможный пропуск малых пожаров, что ведет к недооценке полной мощности излучения пожаров и, как следствие, недооценке полного количества горящей биомассы и газовых и аэрозольных эмиссий, характеризующих воздействие пожаров на экосистемы и атмосферу.

Для оценки этого эффекта в работе сопоставляются количество и характеристики детектированных пожаров по данным MODIS и по данным специализированного малого спутника BIRD, имеющего разрешение 370 м в инфракрасных каналах и позволяющего детектировать в 7 раз меньшие по площади пожары, чем MODIS. С этой целью использовались данные съемок пожаров в Сибири, а также для сравнения пожаров в Австралии, Португалии и США, выполненных почти одновременно MODIS и BIRD.

Полученные результаты показывают, что данные BIRD позволяют распознать в несколько раз больше «горячих» кластеров, часть из которых по данным MODIS не распознается, а часть сливается в более крупные кластеры. Данные BIRD позволяют также более точно оценить характеристики пожаров: эффективную температуру, эффективную площадь и мощность излучения. По сравнению с BIRD, MODIS недооценивает полную мощность излучения пожаров от 1,1 до более чем двух раз в зависимости от интенсивности пожара и от экосистемы. Подобные коэффициенты могут быть использованы для статистической коррекции мощности излучения пожаров, а также количеств горящей биомассы и газовых и аэрозольных эмиссий активных пожаров, оцененных по данным MODIS.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Повышение точности определения координат очагов лесных пожаров за счет компенсации стабилизационных колебаний космического аппарата Зубков И.А., Платонов В.В., Скрипачев В.О., Школьников В.В.

ФГУП Центр космических наблюдений, 117997, Москва, ул. Профсоюзная, 84/ Тел. (095 )334-15-82;

E-mail: zubkov@cpi.space.ru В процессе обнаружения очагов лесных пожаров (ЛП) высокоорбитальными космическими аппаратами (КА) актуальной является задача повышения точности определения координат ЛП. Определение координат ЛП проводится на основании привязки положения визирной (оптической) оси бортовой аппаратуры обнаружения (БАО) КА по заданным координатам точки наведения к положению в картинной плоскости информационного кадра КА, передаваемого на наземную станцию приема и обработки информации. Так как при движении по орбите КА может совершать колебания вокруг центра масс в пределах точностных характеристик системы управления ориентацией и стабилизацией (СУОС), то положение оптической оси в информационном кадре приобретает дополнительную неопределенность, учет которой влияет на определение местоположения (координат) КА.

Следовательно, одной из важных проблем, возникающих при решении задач обнаружения очагов ЛП, является проблема определения положения оптической оси БАО в пространстве.

При этом точность определения положения оптической оси БАО в пространстве влияет не только на точность определения координат очагов ЛП, но также и на характеристики оценок угловых координат оптической оси БАО, оказывающих существенное влияние на показатели качества алгоритмов обнаружения.

Задача повышения точности определения положения оптической оси БАО в пространстве может решаться двумя путями:

– повышением точности совмещения оптической оси БАО с заданным положением;

– повышением точности определения отклонения оптической оси БАО от заданного положения.

Поставленная в докладе проблема сводится к определению параметров стабилизационных колебаний КА с точностью, превышающей технические возможности существующих СУОС.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Оценка информативности признаков для выделения пожаров по данным спутников NOAA (AVHRR) Круглов М.В., Алексанин А.И.

Институт Автоматики и Процессов Управления ДВО РАН, 690041, Владивосток, ул. Радио, Тел.: (4232) 31-04-68;

E-mal: forceful@inbox.ru В задаче обнаружения лесных пожаров (ЛП) по спутниковой информации есть ряд вопросов, связанных с оценкой информативности используемых признаков. Под информативностью признака понимается зависимость его величины от интенсивности лесного пожара. Целью работы является определение чувствительности широко используемых признаков и их сочетаний. Из них анализировались следующие: данные ИК каналов;

построенные по ним временные композиции;

контрастность выброса относительно смежных пикселей спутникового снимка по площадкам разного размера;

индекс NDVI и другие. Временные композиции, или предыстория, позволили избежать расхождений, связанных с сезонностью, особенностями ландшафта, техногенными и природными объектами.

В работе рассмотрены зависимости величин признаков от расчетной интенсивности пожаров, определяемой по данным наземных служб. Анализировалась “работа” признаков в условиях дневной и ночной съемки и для разных типов растительности (леса, лугов и т.п.).

Полученные графики показали достаточно неравномерное горение леса, затрудняющее использование расчетной интенсивности по данным наземных служб в задаче оценивания информативности признаков.

Исследование затронуло вопросы зависимости количества найденных пожаров от величины признака. Построены графики роста числа обнаружений и ложных срабатываний при вариациях величин значимых признаков.

Проведенное исследование позволяет определить вклад признаков в критерий того, является ли объект температурным выбросом или нет, что позволяет давать оценки ситуациям на основе сочетаний каждого из признаков.

Работа поддержана грантом РФФИ 04-07-90350 и грантами ДВО РАН.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Мониторинг лесных пожаров с использованием данных спектрорадиометра MODIS Лагутин А.А., Белоусов В.Н., Никулин Ю.А., Бугаев В.В., Осадчий К.И., Синицин В.В., Фролова Е.А.

Алтайский государственный университет, ГУ по делам ГО и ЧС Алтайского края, 656049, г. Барнаул, пр. Ленина, Тел.: (3852) 36-70-75;

E-mail: lagutin@theory.dcn-asu.ru В докладе обобщается опыт трехлетней работы Отдела космического мониторинга и прогнозирования ЧС Алтайского госуниверситета и ГУ по делам ГО и ЧС Алтайского края по мониторингу лесных пожаров в Сибирском регионе с использованием данных спектрорадиометра MODIS спутника Terra. Оперативное детектирование пожаров осуществлялось с использованием различных версий кода MOD14. В 2004 г. при мониторинге пожаров дополнительно использовался также код PGE11.

Представлены результаты анализа данных по положению точек термальных аномалий, полученных с использованием кодов MOD14 и PGE11, обсуждаются первые результаты валидационных исследований, выполненных с использованием данных ГУПР РФ по Алтайскому краю по лесным пожарам в охраняемых зонах лесного фонда Алтайского края.

Рассматривается также проблема обнаружения точек термальных аномалий при низкой температуре подстилающей поверхности. На основе анализа нескольких сцен установлено, что стандартный алгоритм EOS MODIS и реализующие его программы не позволяют находить точки даже очень больших термальных аномалий в условиях сибирской зимы.

Показано, что параметры алгоритма определения термальных аномалий должны меняться не только для случая день/ночь, но и быть функциям температуры поверхности.

Представлены первые результаты определения аэрозольной оптической толщины дымовых шлейфов в диапазоне длин волн (0,4–0,66) мкм.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Ландшафтная основа региональной системы мониторинга лесных пожаров и интерпретации данных дистанционного зондирования Марченко Н.А.

Московский государственный университет им.М.В.Ломоносова, географический факультет, 119992, Москва, Ленинские горы, ГСП- Е-mail: amarch@orc.ru Решение проблемы лесных пожаров во многом зависит от правильной оценки природной среды и текущей пожарной опасности с достаточной степенью оперативности и детальности.

Важна также оценка экологических последствий пожаров, в том числе эмиссии углерода;

оценка фактической горимости лесов конкретных территорий - она отражает роль пирогенного фактора в преобразовании лесных ландшафтов и необходимость их охраны. Для правильной же интерпретации данных дистанционного зондирования необходимо оперативное получение качественных данных о природной среде с подробностью соизмеримой с масштабом исследований и представления информации.

Большие возможности для решения этих задач открывает применение методов ландшафтоведения. В ландшафтоведении разработаны приемы выделения, картографирования природно-территориальных комплексов (ПТК) и состояний ПТК, а также их иерархия. ПТК рассматриваются как относительно однородные участки природной среды, в пределах которых её параметры изменяются незначительно по сравнению с их изменением при переходе от одного ПТК к другому. ПТК – однородны по рельефу, геологическому фундаменту, гидро-климатическим условиям, растительности и почвам.

Суточные состояния ПТК являются пространственно-временными единицами с относительно постоянными параметрами природной среды, изменяющимися в течении года.

К этим параметрам относятся и условия горения, а следовательно и характеристики развивающихся в данных состояниях пожаров.

Сейчас на практике оценка текущей пожарной опасности осуществляется для административных единиц с помощью выделения классов пожарной опасности погоды по кумулятивному гидротермическому индексу и специальным шкалам. Однако такая оценка не предусматривает ни определение параметров возможных пожаров;

ни рассмотрение внутрисезонных, а иногда и сезонных различий и их межгодичной изменчивости. Шкалы разработаны для больших территорий (например, в Приморском крае для южной, западной и восточной его частей), что не позволяет достаточно полно учитывать местные особенности;

а площади, охраняемые авиаотрядами, для которых определяются классы, часто охватывают Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " значительные разнородные пространства, где лесорастительные и гидротермические условия изменяются в широких пределах. В горных же и малоосвоенных районах основным осложнением является разреженность сети метеостанций, что делает необходимым экстраполяцию их данных.

Перечисленные выше ограничения и сложности могут быть преодолены использованием ландшафтов и их состояний в качестве операционных единиц, а ландшафтной карты – как основы для картографирования пожарной опасности и действующих пожаров, для интерпретации данных дистанционного зондирования. Исследования пирологических особенностей ландшафтов Южного и Среднего Сихотэ-Алиня и их суточных состояний, выявили их тесную связь с лесными пожарами, и позволили разработать метод оценки текущей пожарной опасности по параметрам возможных пожаров. На основе ландшафтной карты Южного и Среднего Сихотэ-Алиня масштаба 1: 500 000 и разработанного метода оценки текущей пожарной опасности была разработана ГИС, позволяющая по данным 15 ти базовых метеостанций составлять карты пожарной опасности, охарактеризованной скоростями увеличения периметров возможных пожаров. Верификация метода и ГИС показала, что происходящие в исследуемых ландшафтах процессы моделируются достаточно точно : параметры 75-ти из 77 зарегистрированных пожаров соответствовали рассчитанным.

Ландшафтная карта, отражающая естественную дифференциацию природной среды, может стать хорошей основой для системы мониторинга и информационной поддержки принятия решений в области охраны лесов, а также для интерпретации данных дистанционного зондирования. Ландшафты, как относительно однородные участки, позволяют осуществлять развертку и экстраполяцию данных точечных наблюдений (полевые и стационарные исследования фитомассы, запасов горючих материалов, характеристики проводников горения), оценивать последствия произошедших пожаров и ущерб ими причиненный.

Работа поддержана проектом И0615 программы «Интеграция».

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Построение карт распределения эмиссий парниковых газов в атмосферу за счет лесных пожаров по данным дистанционного спутникового зондирования Ресельс И.П.

Институт солнечно-земной физики РАН, 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 126, а/я Тел.: (3952) 42-58-65;

Факс: (3952) 46-25-57;

E-mail: resels@iszf.irk.ru Лесные пожары вносят большой вклад в загрязнение атмосферного воздуха парниковыми газами. В результате сгорания биомассы в атмосферу поступают компоненты, такие как углекислый газ (СО ), окись углерода (СО), метан (CH4), неметановые гидрокарбоны (NMHC), а так же свободный углерод в виде сажи. Ввиду обширных лесных территорий Сибири, представляет интерес получение регулярных данных о среднегодовой массе поступающем в атмосферу СО2 в результате сгорания биомассы.

При расчете количества эмиссии парниковых газов в атмосферу в результате лесных пожаров наиболее важные можно считать следующие параметры: запас и депонирование углерода в сгорающих породах и общая масса сгорающих материалов на единицу площади пройденной огнем. И тот и другой параметры напрямую зависят от типа сгоревшей растительности. Целью данной работы являлось построение карт основных типов растительности с использованием спутниковых данных прибора ЕTM+ ИСЗ Landsat 7 с последующим построением на их основе карт распределения вышеназванных параметров. В качестве тестовой территории был выбран Нижнеилимский район Иркутской области. В результате классификации были выделены пять основных видов лесообразующих пород, такие как: хвойные, лиственные, смешанные, кустарники и открытые участки почвы. По результатам классификации были построены карты распределения лесообразующих пород и на их основе карты распределения запаса углерода и общей массы сгорающих материалов на единицу площади пройденной огнем.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Пространственно-временная динамика лесных пожаров в Восточной Сибири Соловьев В.С., Козлов В.И.

Институт космофизических исследований и аэрономии СО РАН, 677891, г. Якутск, пр. Ленина, Тел.: (4112) 33-67-53;

E-mail: solo@ikfia.ysn.ru Картина пространственно-временной динамики лесных пожаров в Восточной Сибири, помимо локальных факторов, в определенной степени обусловлена солнечно-земными связями. По данным радиометра AVHRR/NOAA проанализирована пространственно-времен ная динамика лесных пожаров за последние пять лет в широтном диапазоне 56°–72° с.ш., в пределах территории Якутии на площади 3103 тыс. кв. км (18% России). Климатические особенности Восточной Сибири – наличие мощного слоя вечной мерзлоты, малоснежная зима, засушливая весна и быстрый сход снежного покрова – во многом определяют высокую пожароопасность и благоприятствуют возникновению многочисленных очагов лесных пожаров. Обычно, начиная уже с мая, на территории Якутии регистрируются первые очаги пожаров. При сухой и жаркой погоде мелкие очаги стремительно перерастают в крупномасштабные лесные пожары, потушить которые способны только проливные дожди второй половины лета. В отсутствие этих дождей пожары принимают катастрофический характер. Показано, что в указанном регионе лесные пожары в среднем (50 лет) наблюдаются с мая по сентябрь, в основном, в течение трех летних месяцев с максимумом активности, приходящимся на вторую половину лета.

Из ретроспективного анализа многочисленных срезов стволов перестойных лиственниц по наличию пожарных подсушин на годичных кольцах можно заключить, что лесные пожары – довольно распространенное явление в Якутии, имеющие определенную периодичность. На отдельных модельных деревьях в возрасте до 300 лет отмечалось действие до десятка пожаров, случающихся через 10 или 22 года. В данных Якутской авиационной базы охраны лесов (количество, площади пожаров) за последние 50 лет в Якутии также выделяется приблизительно 20-ти летний период.

Результаты спутниковых наблюдений 1998–2003 гг. показывают, что на фазе максимума 11 летнего цикла солнечной активности наблюдается тенденция смещения лесных пожаров с севера и юга к зоне 62–68° с.ш., что может быть объяснено широтным смещением траекторий атлантических циклонов, определяющих погоду от Европы до 140-го меридиана в северной Азии.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Космический мониторинг пожарной опасности в лесах Восточной Сибири Сухинин А.И. 1, МакРей Д. 2, Пономарев Е.И. Институт леса СО РАН им. В.Н. Сукачева, 660036, Красноярск, Академгородок Тел.: (3912) 49-40-92;

E-mail: boss@ksc.krasn.ru Канадская лесная служба P.O. Box 490, Sault Ste. Marie, Ontario, Canada P6A 5M Tel.: (705) 759-5740 ext. 2180;

E-mail: DMcRae@NRCan.gc.ca Успешное функционирование системы управления пожарной ситуацией в лесах Восточной Сибири во многом определяется эффективностью оценки и прогноза пожарной опасности.

Под пожарной опасностью следует понимать не столько угрозу возникновения лесных пожаров, сколько угрозу нанесения экономического, экологического и социального ущерба.

Пожарная опасность по условиям погоды, определяющая скорость сушки лесных горючих материалов, зависит от метеорологических факторов (солнечная радиация, облачность, ветер, осадки, температура и влажность воздуха и т.д). В то же время редкая сеть метеостанций Восточной Сибири не позволяет детально оценивать пожарную опасность всей лесной территории страны.

Для оценки и картирования пожарной опасности в ИЛ СО РАН им. В.Н. Сукачева разработана методика, использующая спутниковые данные комплекса AVHRR/TOVS NOAA.

Обработка серии спутниковых изображений в заданной картографической проекции позволяет получать ежедневно обновляемую карту распределения показателя пожарной опасности по условиям погоды.

Резкое увеличение площади пожарищ в последние годы вызвано главным образом сокращением финансирования на охрану лесов. В связи с этим принятие концепции пожарной опасности как “угрозы нанесения экономического и экологического ущерба” приведет к более совершенной тактике полной ликвидации пожара или его частичного сдерживания, а применение управляемого огня в лесу в профилактических целях приобретает экономическую и экологическую целесообразность.

Методика расчета экономического и экологического ущерба, равно как и оценка роли пожара как природного экологического фактора, еще не разработана в достаточной для практики мере. Однако несомненно, что интенсивность и длительность тепловыделения на кромке пожара — основные факторы, определяющие степень поражения лесного насаждения, следовательно, и все послепожарные изменения.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Пространственно-временная динамика пожаров в зоне доминирования лиственницы Харук В.И. 1, Рэнсон К.Дж. 2, Двинская М.Л. Институт леса СО РАН, Красноярск, Тел.: (3912) 49-44-53;

E-mail: kharuk@ksc.krasn.ru Годдардский центр НАСА, США, E-mail: jon@taiga.gsfc.nasa Рассмотрена периодичность пожаров в лиственничниках Эвенкии, их взаимосвязь с элементами ландшафта. В работе использовались материалы наземных обследований, дистанционного зондирования (снимки Landsat, NOAA/AVHRR, SPOT Vegetation), 3D топокарты. Хронология пожаров охватывала XV–XX века. Величина межпожарного интервала (МПИ) зависит от орографии места произрастания и составляет 86±11 лет для северо-восточных склонов, 61±8 года юго-западных;

139±17 для болот и 68±14 года для равнин;

средняя величина МПИ равна 82±7 г. Установлено, что в азиатской части России в период с 1996 по 2000 гг. ежегодно в гари в среднем переводилось 0,25% лесной территории.

Скорость подъема вечной мерзлоты после пожара составляет в среднем 0,3 см/год. В частоте пожаров наблюдается временной тренд: в XIX веке МПИ был равен ~ 100 годам, в XX веке – 65 годам. Анализируется вклад антропогенной и климатической компонент в динамику МПИ. Рассматривается роль гарей как “стартовых площадок”, расширяющих возможности продвижения в зону доминирования лиственницы темнохвойных (а также сосны) и мелколиственных видов древесных растений.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Оценки горимости леса Северной Евразии по метеорологическим данным Шерстюков Б.Г.1, Разуваев В.Н.1, Гройсман П.Я.2, Найт Р.В.2, Инлое Дж.Г. 1Всероссийский НИИ гидрометеорологической информации – Мировой центр данных (ВНИИГМИ-МЦД) 249035, Обнинск, Калужской обл. ул.Королева, E-mails: Boris@meteo.ru;

Razuvaev@meteo.ru 2Национальный климатический центр США National Climatic Data Center (NCDC), Asheville, USA, NC E-mails: pasha.groisman@noaa.gov Существенные климатические изменения в северной Евразии в течение ХХ столетия отразились на различных экономических, социальных, и экологических показателях, включая повторяемость лесных пожаров. Для территории бывшего СССР, использованы ежедневные данные Глобальной метеорологической сети станций (Gleason и другие. 2002) и новый Глобальный архив синоптических данных, созданный совместно NCDC и ВНИИГМИ-МЦД. Эти данные используются для выявления систематических различий в индексах, используемых в Соединенных Штатах и России, для оценок потенциальной опасности лесных пожаров.

Использовались три индекса: (1) Индекс засушливости Keetch-Byram, (KBDI;

этот индекс широко используется в Соединенных Штатах);

(2) Модифицированный индекс Нестеров, и (3) Индекс Жданко (эти индексы широко используются в России).

Исследования показывают, что сведения о потенциальной горимости леса, полученные по каждому из этих трех индексов (a) являются хорошо коррелированными, и (b) все индексы действительно являются комплексной характеристикой тех погодных условий, которые способствуют лесным пожарам. В восточной части Северной Евразии (Сибирь и Дальний Восток) к концу ХХ века обнаружены статистически значимые увеличения в индексах и изменения в погодных условиях, способствующих лесным пожарам. Эти районы совпадают с областями существенного роста температуры за последние несколько десятилетий.

Полученные результаты о росте потенциальной горимости леса в указанных районах согласуются с реальными данными о лесных пожарах (Коровин и Зуккерт 2003).

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Detection of forest fires in China through the ENVISAT-AATSR sensor Calle A., Sanz J., Romo A., Casanova J.-L.

Remote Sensing Laboratory of University of Valladolid (LATUV), Prado de la Magdalena, s/n, 47071 Valladolid, Spain E-mail: jois@latuv.uva.es, abel@latuv.uva.es The detection of forest fires through the ATSR sensor on board the ERS European satellites has been widely studied and analysed on European and African territories. Putting the ENVISAT satellite in orbit has allowed us to bring the AATSR sensor (Advanced Along Track Scaning Radiometer) into operation, whose spectral and radiometric capacities are very advanced with respect to its predecessor. This sensor has raised high expectations in relation with the statistical global results of fire occurrence. However, the existing algorithm parameters need to be revised and modified for new territories that have different forest cover characteristics from the ones that have already been studied and validated.

In this paper, we present an analysis on fires occurred on the north-east of China during 2002 and 2003 in order to adjust the detection algorithms to the new environmental conditions.

The Remote Sensing Laboratory of the University of Valladolid is leader in the forest fires group in the DRAGON project, which is financed by the ESA in collaboration with the Science and Technology Ministry of the Popular Republic of China. The present paper is part of this work.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Forest fire detection and monitoring by means of an integrated MODIS-MSG system Casanova J.-L., Calle A., Romo A., Sanz J.

Remote Sensing Laboratory of University of Valladolid (LATUV), Prado de la Magdalena, s/n, 47071 Valladolid, Spain E-mail: jois@latuv.uva.es, abel@latuv.uva.es During the last years, the detection of forest fires was almost exclusively carried out through the NOAA-AVHRR sensor, which had serious problems of saturation in the band in charge of the process. It, therefore, was inoperative for monitoring tasks such as determining the fire intensity and temperature. The MODIS sensor has exceeded the AVHRR's expectations and has proved its capacity for all the processes involved in a fire: risk, detection, monitoring and cartography.

Nowadays, we have the geostationary sensor MSG-SEVIRI, with a spatial resolution of 3x4.5 km in Spain and a time resolution of 15 minutes, which makes it suitable to provide fire results in real time.

The Remote Sensing Laboratory of the University of Valladolid, LATUV, has the receiver antennae TERRA and AQUA-MODIS, apart from the MSG-SEVIRI. In the present work, we have developed an integrated system for the searching, detection and monitoring of forest fires in Mediterranean Europe. We present an automatic algorithm, which works in real time, applied to the SEVIRI sensor and we show an analysis of its capacity with respect to both the minimum detected fire size and the obtaining of fire parameters such as the intensity, which is a very interesting parameter for the evaluation of a fire's destructive power. In coinciding trajectories, the MODIS sensor has been a tool to validate results.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Estimating burned area from AVHRR and MODIS:

validation results and sources of error Loboda T.V., Csiszar I.A.

University of Maryland, Geography Department, 1104 LeFrak Hall, College Park, MD, USA Phone: (1) 301-405-8298;

E-mail: tloboda@hermes.geog.umd.edu Fire impact on Russian boreal forests has been studied for several decades. However, only remote sensing can currently provide consistent and unbiased observations of fire activity over the entire territory. Burned area estimates provide a critical input for numerous fields of science and resource management such as carbon cycle, climate modeling, forestry and fire management. Coarse resolution satellite instruments (e.g. SPOT-VEGETATION, AVHRR, MODIS, and ATSR) provide daily global observations of fire activity. We evaluated a set of fire products from AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) and MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer). The validation of these products by fine resolution Landsat imagery has demonstrated that they provide consistent and realistic estimates of burned area with RMSE = 0.9.

AVHRR derived products in general tend to overestimate burned area whereas MODIS products tend to slightly underestimate it. Georegistration error, fire spread, duration of fire events, season of burning and other parameters have been found to influence the differences in area estimates from the two instruments. Both active fire and burned area products are necessary for detailed characterization of fire activity and impact extent. In addition to the operational use of the burned area estimates, records of fire activity from AVHRR provide an opportunity to observe longer-time trends and cycles in fire occurrence. The intercomparison of the products is aimed at the development of a long-term consistent suite of fire products which will enable us to understand changes in fire regimes with climate and land use change.

Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Evaluation of MODIS fire products in Northern Eurasia using ASTER and ETM+ Csiszar I.A., Loboda T.V., Morisette J. T., Giglio L.

University of Maryland, Geography Department, 2181 LeFrak Hall, College Park, MD, USA Phone: (1) 301-405-8696;

E-mail: icsiszar@hermes.geog.umd.edu The primary tools for operational and semi-operational fire monitoring in Northern Eurasia are moderate and coarse resolution (250 m – 1 km) sensors on polar orbiting environmental satellites.

Active fire and burned area products from such sensors cannot capture the fine scale heterogeneity of burning, which can result in false signal interpretation and in the inability to properly characterize fire events. High resolution (~30 m) sensors do not provide full spatial and temporal coverage, but they have multiple uses in a comprehensive fire mapping and monitoring framework.

In this presentation we provide a description of the use of Terra/ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) and Landsat ETM+ (Enhanced Thematic Mapper) data in evaluating active fire and burned area products in Eastern Russia from Terra/Aqua/MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) in 2001 and 2002. Coincident ASTER and ETM+ observations are used for calibration and validation of MODIS fire products, including the determination of detection envelopes and mapping probabilities as a function of sub-pixel fire fraction and burning characteristics. A large number of ASTER and ETM+ scenes are then used for establishing regional statistics of fire characteristics, which allow the detection and mapping error rates from MODIS. Quantifying Fire Emissions From Siberia: An Application of Satellite-based Fire Monitoring Вторая открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса " Quantifying fire emissions from Siberia: an application of satellite based fire monitoring Soja A. J.1;

Stackhouse P.W. Jr. 1;

Sukhinin A.I.2;

Shugart H.H.3;

Conard S.G.4;

W. and Randy Cofer5;

NASA Langley Research Center, 21 Langley Boulevard, MS 420, Hampton, Virginia, 23681-2199, USA Phone: (757) 864-5603;

a.j.soja@larc.nasa.gov;

p.w.stackhouse@larc.nasa.gov Sukachev Forest Institute, Russian Academy of Sciences, 660036, Krasnojarsk, Russia;

E-mail: boss@ksc.krasn.ru University of Virginia, Department of Environmental Sciences, Charlottesville, Virginia, 22903, USA;

E-mail: hhs@virginia.edu USDA Forest Service, Rosslyn Plaza-C 4th floor, 1601 North Kent Street, Arlington, Virginia, 22209, USA;

E-mail: sgconard@aol.com Terra Systems Research Inc., 2740 Linden Lane, Williamsburg, Virginia, 23185;

E-mail: wrclll@aol.com The accurate quantification of fire emissions is valuable within the Air Quality, Climate Change, Land Cover Change, Carbon Balance, Atmospheric Chemistry and Transport Modeling communities. Larger Siberia is an essential region to consider when assessing disturbance-driven exchange of carbon between the biosphere and atmosphere. Siberia holds one of the largest pools of terrestrial carbon, and under current climate change scenarios, fire regimes are expected to intensify in terms of increased fire frequency, fire severity, area burned and extended fire season length.

We present a method that uses satellite-derived area burned products, an ecosystem map and inventories of carbon stored in the biomass and soils of Siberia to estimate total direct carbon and species-specific emissions for 1998 through 2002. Emissions models are spatially explicit, therefore emissions released are specific to their unique ecoregions. Carbon consumption estimates range from 3.4 to 75.4 t C ha-1 for 23 ecoregions, each of which include three levels of severity.

Three scenarios are modeled that span from the traditional scenario estimate of 116 Tg C in (6.9 M ha burned) to the extreme scenario estimate of 520 Tg C in 2002 (11.2 M ha burned), which represent 5 and 20%, respectively, of the total global carbon emissions from forest and grassland burning.

Our results highlight the importance of ecosystem-specific carbon consumption estimates and fire severity, which can affect total direct carbon emissions by as much as 50%. Additionally in extreme fire years, total direct carbon emissions can be 37-41% greater than in normal fire years.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||



© 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.