Анализ изменений лесного покрова Кировской области на основе спутниковых данных среднего разрешения.

Анализ изменений лесного покрова Кировской области на основе спутниковых данных среднего разрешения.
Е. С. Есипова, Д. Е. Аксенов
В работе использовались две основных методики обработки космических снимков: классификация (деление изображения на классы по его спектральным характеристикам) и анализ изменений (change detection) – сравнение двух разновремённых снимков и выявление участков, на которых произошли значительные изменений в лесном покрове. Классификация проводилась в программе ScanEx NeRIS методом с обучением нейронных сетей. Некоторые участки территории, занимающие незначительную часть снимка, классифицировались с использованием другого алгоритма в программе ESRI ArcView Image Analyst. Несколько пожаров на севере области были оконтурены вручную. Все лесные территории были разделены на 6 классов:
• леса с преобладанием темнохвойных пород (ель, пихта);
• леса с преобладанием светлохвойных пород (сосна, лиственница);
• леса с преобладанием лиственных пород (берёза, осина, иногда – липа с примесью других широколиственных пород);
• смешанные леса (смесь темнохвойных и мелколиственных со значительным участием тех и других).
• сплошнолесосечные вырубки последнего десятилетия (произошедшие между съёмкой MSS и TM), к данной категории относились также те вырубки, на которых уже началось восстановление лиственных пород;
• гари после верховых пожаров последнего десятилетия (произошедшие между съёмкой MSS и TM).

Анализ изменений проводился в пакете ERDAS IMAGINE 8.6. Для сравнения снимков TM и ETM+ использовались 3-ий и 4-ый каналы. Применялся простейший метод сравнения этих каналов (Image Difference) для подобранных пар снимков. Для сравнения снимков MSS и TM использовались 2-ой и 3-ий каналы MSS, 3-ий и 4-ый каналы TM. Выделить изменения удалось только методом главных компонент, часть объектов – по 3-ей главной компоненте, часть – по 2-ой.
В результате классификации и анализа изменений было получено 2 комбинированных карты, отражающее состав лесного покрова по состоянию на конец 80-х годов (на момент снимков TM) и на начало 2000 годов (на момент снимков ETM+).
После сопостовления комбинированных карт лесного покрова была полученая результирующая карта изменений лесного покрова за 90-ые годы. Она включает в себя 35 различных классов, характеризующих переходы из классов лесов в конце 80-ых годов в классы лесов начала 2000-ых годов.
На основе данной карты изменений была также построена карта состояния лесного покрова Кировской области на 2000 год, включающая 4 класса по преобладающей древесной породе (плюс ущё 4 класса нелесных территорий) и три класса по возрасту древостоя. Были также построены аналитические карты, демонстрирующие состояние лесных ресурсов Кировской области (соотношение площадей спелых хвойных лесов и площадей, пройденных сплошнолесосечными рубками за период 1980-2000 гг.).