Геоинформационное моделирование деградации лесных насаждений Волго-Ахтубинской поймы

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
УДК 629. 78. 519. 6
ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕГРАДАЦИИ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ ВОЛГО-АХТУБИНСКОЙ ПОЙМЫ
В. Г. Юферев, доктор сельскохозяйственных наук Н. Н. Таранов, аспирант
Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации
Рассмотрено моделирование пространственно-временного изменения состояния лесных насаждений в ландшафтах Волго-Ахтубинской поймы для оценки и прогнозирования процессов их деградации.
Ключевые слова: модель, ландшафт, геоинформатика, деградация, динамика, лесные насаждения.
В современном мире геоинформационные технологии активно внедряются для определения состояния ландшафтов. Выявление состояния лесных насаждений, организация мониторинга и выявление динамики лесных массивов являются важными задачами, решение которых обеспечит устойчивое функционирование уникальных лесных ландшафтов Волго-Ахтубинской поймы. Для работы с пространственно определенной тематической информацией используют локальные геоинформационные системы, которые содержат сведения о ландшафтных объектах в форме их математических, цифровых векторных, растровых и других представлений [2].
Авиационные и космические оптические снимки являются растровой моделью участка поверхности, они содержат определенную информацию о месте, времени и состоянии лесных насаждений, актуальную на момент съемки. По результатам анализа такой информации создаются геоинформационные картографические слои, где учитываются актуальные изменения, что в совокупности с цифровыми моделями рельефа, результатами дешифрирования снимков предыдущих съемок, математическими моделями и другой графической и атрибутивной информацией обеспечит мониторинг, оценку динамики и прогнозирование состояния лесных насаждений.
Геоинформационное моделирование процессов деградации лесных насаждений на основе космоснимков предполагает определение закономерности изменения их сохранности во времени с учетом пространственного положения в выбранной системе координат. Введение четвертой координаты — времени — позволяет изучить динамику процессов и ввести понятие пространственно-временных данных. Итогом компьютерного математико-картографического моделирования является составление прогнозных карт состояния лесных насаждений в цифровом и бумажном виде [3].
Тестовый участок расположен в природном парке «Волго-Ахту-бинская пойма» в окрестностях поселка Госпитомник Среднеахтубинского района Волгоградской области. Для проведения мониторинга сохранности лесных насаждений по площади полога важно отслеживать пространственную и временную динамику изменения площади полога. За «точку отчета» для построения пространственно-временной модели принимается самый ранний космоснимок из имеющихся по годам съемки. Для оценки изменений в состоянии и сохранности древостоя на тестовом участке использован пространственно-временной анализ изменения площади полога, которая однозначно определяет сохранность лесного насаждения [3].
Математико-картографическое моделирование включает разновременное картографирование различных объектов ландшафта, при котором создается ряд электронных тематических разновременных космокарт. На этих картах устанавливаются и выделяются цветом участки сохранившегося полога во временной последовательности (рис. 1). Все операции осуществляются методами компьютерной обработки цифрового картографического материала [1].
2002 г. 2004 г. 2010 г. 2012 г.
— полог лесного насаждения
Рисунок 1 — Динамика сохранности полога лесного насаждения по разновременным космоснимкам
Математический аппарат используется для построения цифровой модели текущего состояния и прогноза изменения полога, а также для вычисления прогнозных значений их параметров с целью отображения полученных результатов с учетом динамики происходящих процессов.
В результате анализа космоснимков получены данные по изменению сохранности полога лесной растительности за 10-летний период (рис. 1). Регрессионный анализ изменений сохранности насаждений на этом полигоне дал возможность получить прогнозно-математическую модель стипенного типа в виде = 0,913):
П1 л-3 1 -0,393
у= 73,031х, где у — сохранность насаждений, %- х — временной интервал, год.
0 5 10 15 20
X Экспериментальные показатели Расчетные показатели
Рисунок 2 — Изменение сохранности лесных насаждений на тестовом участке
«Госпитомник»
В результате анализа полученной информации установлено, что с 2002 по 2012 года площадь полога леса сократилась с 62,87% до 28,24% (рис. 2). Полученное уравнение дает возможность прогнозировать дальнейшую динамику сохранности насаждений. Например, к 2020 году их сохранность при отсутствии необходимых мероприятий по восстановлению составит 22,15%, что соответствует уровню деградации «Бедствие».
На тестовом участке в кризисной ситуации находятся два участка: участок естественного произрастания дуба и участок искусственных полезащитных лесных насаждений. Участок полезащитных насаждений практически полностью выпал, а участок естественного произрастания дуба также подвергся деградации, но в меньшей степени (рис. 3).
I I I — полог естественного насаждения (Quercus Robur)
J — полог искусственного насаждения (Robinia pseudoacacia)
Рисунок 3 — Участки насаждений на тестовым участке
Полученные данные позволяют выделить опасные по уровню деградации зоны модельного участка и разработать план агролесомелиоративных мероприятий по ликвидации кризисной ситуации.
Современные компьютерные технологии позволяют в приемлемом временном режиме выполнять целенаправленную обработку и автоматизированную интерпретацию огромных массивов динамических картографических данных. Новая эффективная технология моделирования с использованием геоинформационных программных комплексов является основой для изучения закономерностей процессов и прогнозирования изменений сохранности лесных насаждений.
Библиографический список
1. Геоинформационные технологии в агролесомелиорации [Текст]/ В. Г. Юферев, К. Н. Кулик, А. С. Рулев, К. Б. Мушаевы, А. В. Кошелев, З. П. Дорохина, О. Ю. Березовикова. -Волгоград: ВНИАЛМИ, 2010. — 102 с.
2. Применение информационных технологий в агролесомелиоративном картографировании [Текст]: метод. пособие/К.Н. Кулик [и др.]. — М.: РАСХН, 2003.
3. Юферев, В. Г. Агролесомелиоративное картографирование и моделирование деградационных процессов на основе аэрокосмического мониторинга и геоинформационных технологий [Текст]: автореф. дисс. … д-ра с-х. наук: 06. 03. 04. / Юферев Валерий Григорьевич. — Волгоград, 2009.
E-mail: vyuferev1@rambler. ru

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой