Дистанционное зондирование Земли
advertisement
Дистанционное зондирование Земли Раздел 3. Применение данных дистанционного зондирования Лекция 7. Применение данных дистанционного зондирования при землепользовании и картографировании земельных ресурсов • Данные ДЗ могут быть использованы в различных областях: ▫ Землепользование и картографирование земельных ресурсов. ▫ Исследования роста городов. ▫ Сельское хозяйство. ▫ Картографирование грунтовых вод. ▫ Борьба с наводнениями. ▫ Гидроморфологические исследования. ▫ Картографирование пустующих земель. ▫ Региональное планирование. ▫ Борьба с природными катастрофами. Лекция 7. • Работы по составлению карт должны вестись систематически и быть хорошо структурированы, для чего необходимо, прежде всего, определить классы земельных ресурсов. • Классификатор Геологической службы США (USGS) • Классификатор Cowardin Wetland. • • 11 классов: 1) редкий лес, 2) умеренный лес, 3) густой лес, 4) залежная земля, 5) кустарник, 6) пустующая земля, 7) мелкие водоемы, 8) влажный песчаник, 9) сухой песчаник, 10) область застройки, 11) глубокие водоемы. Лекция 7. Композитный снимок IRS-1C Панхроматический IRS-1C PAN Композитный снимок с эталонными областями снимок Лекция 7. • Общая схема анализа данных дистанционного зондирования Лекция 7 Снимок, классифицированный с использованием критерия минимального расстояния Снимок, классифицированный с использованием критерия максимального правдоподобия Лекция 7. • Сельское хозяйство • Типичные сельскохозяйственные культуры отличаются ▫ сильным поглощением в видимой части спектра (от 0,4 до 0,7 мкм), ▫ высокой отражательной способностью в ближнем инфракрасном диапазоне ▫ характерными окнами поглощения на длинах волн 1,45, 1,95 и 2,6 мкм. • Спектральные характеристики листового полога зависят от его структуры и других факторов - например, от листовой поверхности, плотности посевов, стадии роста, климатических условий и т. п. Важны также тип почвы и ее влажность. • Различные виды растительности характеристиками, которые по-разному проявляются на космических снимках. Лекция 7. • Оценка площадей, занятых сельскохозяйственными культурами • Определение областей, занятых различными сельскохозяйственными культурами основывается на количественном анализе мельчайших различий в их спектральных характеристиках. • Для анализа используют численные методы. • Оценку площади посевов или насаждений проводят в несколько этапов. Сначала, используя данные полевых наблюдений, на снимке выделяют области, занятые известными сельскохозяйственными культурами. Затем для каждой области определяют ее спектральный эталон и проводят классификацию снимка на основе обучающих выборок. Лекция 7. Лекция 7. • Картографирование грунтовых вод • Распределение грунтовых вод на Земле не является случайным и определяется определенными климатическими, геологическими, гидрологическими, физиографическими и экологическими факторами. • Поиск источников грунтовых вод ограничивается наиболее перспективными областями с наибольшей пористостью и проницаемостью пород. • Пористость горной породы определяет потенциальное количество запасов воды, а проницаемость характеризует способность воды проходить через поры и трещины, то есть является показателем того, насколько воду будет легко извлечь. Лекция 7. • Этапы геоморфологического картографирования по данным ДЗ Лекция 7. • Процесс создания гидрогеоморфологических карт в масштабе 1:250000 состоит из шести этапов: ▫ Подбор данных ДЗ. ▫ Подготовка основной карты. ▫ Предварительное дешифрирование космических снимков. ▫ Проверка результатов дешифрирования с помощью наземных наблюдений. ▫ Окончательное дешифрирование. ▫ Создание результирующей карты. Данные, которые использовались для исследования городской территории Лекция 7. • Исследование роста городов № 1 2 3 4 Данные Карта Дехрадана Карта Дехрадана Лист топографической карты 53J/3 Лист топографической карты 53F/15 5 Снимки IRS LISS II 6 Снимки IRS ID PAN 7 Снимки IKONOS Год 1945 1956 1984 1965 Масштаб 1:20000 1:20000 1:50000 1:50000 1988 Цифровые снимки 1997 Цифровые снимки 2001 Цифровые снимки Данные, которые использовались для исследования городской территории Данные, которые использовались для исследования городской территории Лекция 7. • Исследование роста городов Использование земли Год Городская Сельскохозяйственная Лес Пустующая Реки Всего Площадь, км2 1945 1965 12,57 27,83 39,08 34,77 15,04 14,10 41,33 31,89 6,21 5,64 114,23 114,23 1988 34,96 33,60 11,79 28,81 5,07 114,23 1997 46,16 30,18 11,26 24,13 2,5 114,23 2001 50,31 29,04 10,35 22,28 2,25 114,23 Площадь земель различного назначения в период с 1945 по 2001 год Данные, которые использовались для исследования городской территории Лекция 7. • Исследование роста городов Изменение площади (1945—2001 гг.), км2 Использован ие земли Тип Городская Сельскохозяйственная Лес Пустующая Реки Городская Сельскохозяйственная Лес Пустующая Реки 11,38 - - 0,57 - 1,76 22,15 2,46 0,56 0,63 0,73 - 2,37 0,78 - Изменения в использовании земли Лекция 7. • Карты использования земель города и его окрестностей Лекция 7. • Динамика расширения территории города в период с 1945 по 2001 год Лекция 7. • Изменения в использовании городских земель, произошедшие в период с 1945 по 2001 год Лекция 7. • Схема анализа развития городской территории Лекция 8. Региональное планирование • Региональный план развития территории необходимо составлять с учетом всего комплекса проблем, характерных для ее природных ресурсов, рельефа, структуры сельского хозяйства, экологического состояния, климатических и социально-экономических условий. Лекция 8. • Базы данных для регионального Природные ресурсы Социально-экономические Современные технологии планирования Почвы и земельные участки Геоморфология Геология Гидроморфология Землепользование, типы земных покровов Количество осадков Населенные пункты и демографические данные Экономические услуги Дороги и транспорт Связь Энергоснабжение Службы распределения Основные поставки (семена удобрения и т.д.) Хранение Рынки сбыта Кооперативы Услуги здравоохранения Образовательные учреждения Поставка питьевой воды Обеспечение санитарных условий Демография Уровень доходов Землевладение В следующих областях: сельское хозяйство, садоводство, лесное хозяйство, рациональное использование земельных и водных ресурсов, включая грунтовые воды, ирригация, рыболовство, животноводство и птицеводство, развитие транспортной сети, жилищное строительство, энерго- и электроснабжение, здравоохранение и обеспечение санитарных условий • Методика картографирования в интересах регионального планирования Лекция 9. Предупреждение и борьба с последствиями чрезвычайных происшествий • «Природная катастрофа» - аномальное состояние окружающей среды, отрицательное влияние которого на людей, животных и растительность превосходит некоторый критический уровень. • Землетрясения • Наводнения • Циклоны • Лавины • Оползни • Цунами • Засухи • Лесные пожары. Лекция 9. Предупреждение и борьба с последствиями чрезвычайных происшествий • ДЗЗ позволяют разрабатывать превентивные меры: ▫ Определение и картографирование наиболее опасных мест. ▫ Прогноз вероятности возникновения природных катастроф. ▫ Мониторинг явлений для определения начала и возможных вариантов развития катастрофических процессов. Лекция 9. Предупреждение и борьба с последствиями чрезвычайных происшествий • Продолжительность природных катастроф Природные катастрофы Землетрясения Возникновение Продолжительность Более чем внезапно Лавины Оползни Внезапно Внезапно Цунами Циклоны Наводнения Внезапно Предсказуемо Предсказуемо Лесные пожары Предсказуемо Засухи Медленное развитие От нескольких секунд до нескольких минут Несколько часов От нескольких часов до нескольких дней Несколько минут Несколько дней От нескольких дней до нескольких недель От нескольких часов до нескольких дней Месяцы Лекция 9. Предупреждение и борьба с последствиями чрезвычайных происшествий • Эпицентр цунами 26 декабря 2004 года Лекция 9. Предупреждение и борьба с последствиями чрезвычайных происшествий • Территория, пострадавшая от цунами вблизи г. Шенаи по снимкам со спутника OrbView-З (с разрешения ORBIMAGE) Лекция 9. Области применения данных ДЗЗ Агрокультура, Геология лесное хозяйство Выделение Поиск вегетативных полезных зон: посевные ископаемых, площади, включая нефть пастбища, и газ лесные участки Составление и Определение обновление видов посевных геологических площадей карт Определение Описание видов и региональных объемов лесных структур участков Водные ресурсы Океанография Окружающая и морские среда ресурсы Мониторинг Мониторинг горнодобываю органических щей морских деятельности и ресурсов утилизации отходов Картографиров Определение Анализ ание и зон наводнений загрязнения и мониторинг и паводков циркуляции вод загрязнения вод Определение Мониторинг Мониторинг границ загрязнения береговой снежного воздушной линии покрова среды Определение границ и объемов поверхностных вод Лекция 9. Области применения данных ДЗЗ Агрокультура, Геология лесное хозяйство Определение качества Схемы линеаментов посевов и биомассы Определение Исследование областей вулканической угнетения деятельности растительности Водные ресурсы Исследование ледниковой активности Анализ загрязнения водных ресурсов Океанография Окружающая и морские среда ресурсы Картографиров Анализ ание мелей и последствий опасных природных участков катастроф Мониторинг Оперативное воздействия картографирова человеческой ние ледяного деятельности покрова на (айсбергов) окружающую среду Лекция 9. Области применения данных ДЗЗ Агрокультура, лесное хозяйство Геология Водные ресурсы Поиск Определение Мелиорация признаков состояния почв минерализации Мониторинг степных и лесных пожаров Океанография Окружающая и морские среда ресурсы Исследование морских волн и приливов
