Чудо  - Рациональность - Наука - Духовность

Клуб Исследователь - главная страница

ЖИЗНЕННЫЙ ПУТЬ - это путь исследователя, постигающего тайны мироздания

Библиотека

Наука и технологии

 

Главная

 

Наука и технологии

Наш сайт доступен на 52 языках

 

 

 

 

Глава 4. Прикладные задачи ландшафтного планирования, решаемые на основе измерения ландшафтного

разнообразия

 

Ландшафтные метрики разнообразия, отражая фундаментальные свойства организации земной поверхности, содержат в себе важную информацию как для фундаментальных, так и для прикладных исследований. Последовательное решение задач измерения различных аспектов разнообразия показывает, что они выявляют трудно наблюдаемые физические свойства, несущие информацию о генезисе поверхности Земли. Общей фундаментальной проблемой является физическая природа варьирования различных аспектов разнообразия. Во всех вариантах энтропия есть функция мощности действия вполне конкретных факторов и регуляторных эффектов, порождаемых мощностью биологической компоненты. Последняя, по условию, при своем максимальном развитии должна в максимальной степени нивелировать разнообразие условия среды и снижать ландшафтное разнообразие.

Формат настоящего пособия определяет необходимость большего акцента в прикладную область в широком плане, связанную с проблемами ландшафтного планирования размещения всех форм деятельности человека в рамках целей стратегии устойчивого (жизнеспособного) развития.

Эти прикладные направления точно определены компанией OEKO-DATA (Brandenburg), начавшей свою деятельность в 1997 году:

1.       Экологическое управление отношениями человека со средой.

2.       Региональное планирование и планирование использования земли.

3.       Анализ воздействия на среду

4.       Исследование состояния среды для федерального, государственного и местного уровней.

5.       Оценка способности территории поддерживать некоторую растительность и среду обитания.

6.       Составление каталогов и карт критической нагрузки на среду.

7.       Создание документов поддержки для ревизии экологичности действий.

8.       Поддержка работ по списку 21 (список, определяющий действия в области устойчивого развития в рамках Конвенции по биологическому разнообразию).

9.       Обзор, анализ и представление экологических данных

10.   Непосредственный сбор первичных данных и картография.

11.   Интеграция данных о среде в географических информационных системах.

12.   Аналоговый и цифровой анализ данных.

13.   Оценки воздействия на среду и ее состояние.

14.   Моделирование процессов и отношений.

Ландшафтное планирование – дисциплина, которая предлагает альтернативы для действий, которые будут предприняты, чтобы сохранить, устроить и восстановить ландшафт для его устойчивого, жизнеспособного использования. Базы для такой работы планирования сформированы физическими, но также и социально-экономическими аспектами ландшафта. На субрегиональном уровне, так же как на региональном и ландшафтном уровне, инструменты планирования различны. На муниципальном уровне этот инструмент называется «ландшафтный план».

Ландшафтное планирование основывается на экологических принципах и оценке состояния территорий, максимально близких к естественным. Оно опирается на следующие концепции и методологии:

поиск гармоничных отношений между использованием и самовосстановительным потенциалом природы с сохранением существующих и возможным восстановлением естественных экосистем. Особое внимание уделяется потенциалу долгосрочного и жизнеспособного сельского хозяйства, лесоводства и/или другого использования. Конечная цель планирования – самое высокое жизнеспособное производство для естественного экономического или физико-географического региона.

Понятием, близким к ландшафтному планированию, является ландшафтная архитектура – планирование и развитие проектирования земель региона посредством знаний характеристик земли и ландшафта.

Более широко архитектура ландшафта вовлекает планирование, проектирование и управление землями, обеспечивающее экологическое здоровье, человеческое достоинство и эстетические качества на основе знаний и опыта.

Теме планирования ландшафта посвящена большая литература. Ресурсы Интернета содержат много отличных примеров реализации идей ландшафтного планирования в США, Канаде, Германии, Австрии и других странах. В России известны работы по планированию, выполненные в Байкальском регионе.

Наиболее полные программы, связанные с ландшафтным планированием на уровне континента, реализуются в рамках Европейского Сообщества. В рамках программ определены основные позиции.

Цели и средства

1. Цели планирования ландшафта и проекта состоят в том, чтобы сохранять и создавать хорошую обозримую территорию.

2. Обозримая территория может быть «хороша» со многих точек зрения, которые могут быть категоризированы на социальные, экологические и эстетические.

3. Средства создания хорошей обозримой территории заложены в согласовании четырех элементов:

·           форма поверхности и ее очертания;

·           вода;

·           растительность;

·           структуры.

Планирование и проектирование ландшафта

Проекты ландшафта должны иметь место в контексте ландшафтных планов. Иначе можно иметь эстетически и экологически хорошие проекты там, где они социально не приемлемы или не могут быть успешны.

В рамках планирования сельское хозяйство должно быть подчиненно целям сохранения производства общественно полезной продукции и сохранению структуры территории:

1.       Производство продовольствия.

2.       Поддержка «зеленых путей».

3.       Экологически чистая продукция.

4.       Создание новых сред обитания для «живой природы».

5.       Использование региональных возможностей.

6.       Улучшение ландшафта.

7.       Дополнительная посадка деревьев.

8.       Восстановление рек.

9.       Сохранение стен фермы, зданий и других исторических особенностей.

В рамках лесоводства:

1.      Лесоводство должно быть подчиненно планированию с учетом производства общественно полезной продукции.

2.      Планы лесных ландшафтов должны быть сформулированы в общественных документах, с упрощенными версиями, показанными в центрах общественного посещения и подобных местах.

3.      Планы лесных ландшафтов должны объяснять: как проект связан с существующими особенностями; как была разработана концепция проекта для леса; визуальные цели качества; как соотносятся вырубки, лесные культуры, области сохранения, области, которые станут старыми лесами, области, создающие среды обитания, сети живых природы, региональные сети; эстетические памятники, исторические памятники; места для сбора охотников; заложение пешеходных дорожек, велосипедные дорожки и другие средства обслуживания отдыха; формы интеграции с сельским хозяйством и другими формами использования земли. Некоторые леса должны управляться как лес, а другие – как дикая местность.

4.      Решения относительно приоритетов будут основаны на оценке окружающей среды местоположения леса и характеристик участка.

5.      Лесники должны содействовать созданию национальной сети зеленых мест, открытых для публики. Везде, где возможно, берега озер, линии горных хребтов, точки обзора, водопады, региональные средства обслуживания, длинные пешеходные дорожки должны быть включены в проектирование.

В рамках Европейских программ, в США, Канаде, Австралии в качестве особых ставятся задачи сохранения биологического и ландшафтного разнообразия. В Европе это направление реализуется в рамках проекта CORINA, NATURA 2000, ESMERALDA и поддерживается Общеевропейской стратегией сохранения биологического и ландшафтного разнообразия.

Особая конвенция принята Европейским сообществом (the European Landscape Convention).

Приведем некоторые базовые позиции конвенции:

1.      Ландшафт означает область, в восприятии людьми, характерной чертой которой есть результат взаимодействия естественных и/или человеческих факторов.

2.      Ландшафтная политика означает выражение компетентными общественными властями общих принципов, стратегий и руководящих принципов, которые определяют принятие определенных мер, нацеленных на защиту, управление и планирование ландшафта.

3.      Цель – качество ландшафта – формулировка для определенного ландшафта компетентными общественными властями стремлений населения в отношении особенностей ландшафта как среды их жизни.

4.      Защита ландшафта означает действия по сохранению и поддержке существенных или характерных особенностей ландшафта пейзажа, обосновываемых как наследие, полученное из его естественной конфигурации и/или как результат исторической человеческой деятельности.

5.      Управление ландшафтом означает действие, ориентированное на обеспечение перспектив жизнеспособного развития, определяющее регулярную поддержку ландшафта, чтобы осуществлять и согласовывать изменения, которые вызваны социальными, экономическими и естественными процессами.

6.      Планирование ландшафта означает намерение улучшать, восстанавливать или создавать ландшафты.

Описание этих весьма важных проектов выходит за рамки данной статьи. Читатель может ознакомиться с этими работами в Интернете (Приложение № 2).

Решения задач ландшафтного планирования опираются на широкое использование технических средств и, в том числе, на использование рассмотренных выше ландшафтных метрик разнообразия. Эти оценки опираются на ландшафтные карты, составленные с различным разрешением и использующим стандартную для Европы классификацию ландшафта (табл. 16).

 

Таблица 16

Классы ландшафтов в Европейской системе для третьего уровня классификации

23 class legend

CORINE Code

Название

9 class legend

1

1

Искусственные поверхности

1

2

211

Неорошаемые пахотные земли

2

3

212

Постоянно орошаемые земли

2

4

213

Рисовые поля

2

5

221

Виноградники

3

6

222

Сады и ягодные плантации

3

7

223

Оливковые плантации

3

8

23

Пастбища

4

9

241

Зерновые угодья

5

10

242

Сложные сельскохозяйственные комплексы

5

11

243

Земли, преимущественно занятые сельским хозяйством, с существенными участками естественной растительности

5

12

244

Сельскохозяйственно-лесные площади

5

13

31

Леса

6

14

321

Естественные луга (степи)

7

15

322

Болота и влажные земли

7

16

323

Склерофильная растительность

7

17

324

Транзитные (переходные) лесо-кустарниковые местности

7

18

33

Открытые площади с редкой растительностью или ее отсутствием

8

19

41

Внутренние заболоченные земли

8

20

42

Марши

8

21

511

Реки и каналы

9

22

512

Озера, водохранилища, пруды

9

23

52

Акватории морей

9

  

На этой основе для составляются ландшафтные карты (рис. 44). На рис. 45 приведена стандартная ландшафтная карта с 44 классами ландшафтных покровов по классификации в рамках программы CORINА, для территории БЕНИЛЮКС. Этот стандарт выполняется для всех европейских стран. В качестве примера можно также привести оценки индекса разнообразия для Европы, построенной для двух масштабов, рассчитанных на основе ландшафтных карт с классификациями на 44 класса (рис. 46). Все эти карты выполнены на основе сканерной съемки спутником Landsat.

 

 

 

В рассмотренном примере для Московской области все оценки приведены для классификаций c существенно большим числом классов, чем это принято в Европейском стандарте. Однако привести классификацию к Европейскому стандарту не представляет особого труда.

Более детальная классификация, построенная на основе последовательных дихотомий, имеет некоторые преимущества как самостоятельная система измерения разнообразия с естественным для любой задачи кодирования двоичным основанием. Однако эти различия очевидно не принципиальны.

Исходя из общих положений, можно определить схему использования индексов ландшафтного разнообразия при планировании ландшафтов.

При этом имеется в виду, что во всех вариантах оценок разнообразия – разнообразие отношений, разнообразие пространственных отношений, разнообразие иерархической организации, разнообразие типов элементарных территориальных единиц – большие его величины усложняют хозяйственное использование территории, но создают в среднем предпочтительные условия для сохранения биологического и ландшафтного разнообразия и обычно представляют больший эстетический интерес. Конечно, эти соотношения не абсолютные, а связаны в некоторой степени с природой разнообразия. Так, если разнообразие есть продукт хозяйственной деятельности, то оно не обязательно представляет интерес для сохранения биологического разнообразия. При этом, однако, нельзя исключать, что разнообразие, созданное человеком, не содействовало закреплению видов не свойственных естественным сообщества, но вполне возможно представляющим интерес для сохранения. Вполне понятно, что значительные по площади однородные, с низким разнообразием лесные территории могут представлять большой интерес для сохранения популяций, в первую очередь животных, требующих большую площадь для своего существования, или популяции животных в максимально стабильном, нефрагментированном состоянии. Поэтому они представляют, как и территории с высоким ландшафтным разнообразием, определенный интерес для сохранения определенных свойств биологического разнообразия региона.

Таким образом, для определения функционального назначения территории в общей системе хозяйственного использования необходимо построить оценочные уравнения для различных видов хозяйственной деятельности.

Например, устойчивое, экономически эффективное ведение лесного хозяйства требует наличия лесного массива с площадью не меньше……км, с продукцией не меньше….. м3, с долей пород по ели не меньше….%, по сосне не меньше….%, с долей лесов возраста рубки главного пользования не меньше….%, с разнообразием типов лесов не больше ... бит и т. д.

Отношение каждого фактора к переменной может быть выражено в баллах или, что обычно сложнее, в ценовых показателях. Подобные функциональные зависимости и оценки называются квалиметрическими [Заде, 1973; Азгальдов,1989; Пузаченко, 1992].

Такие функции можно построить для любой формы человеческой деятельности. Если существуют исходные данные о состоянии среды и формах деятельности, то можно, используя средства ГИС, построить карты благоприятности территории для лесного и сельского хозяйства, рекреации, охоты и рыболовства, системы охраняемых территорий. Наложение таких карт друг на друга выявит области конфликта интересов, для которых потребуются специальные решения. Проектирование любых новых форм хозяйственной деятельности (например, прокладка дорог и трубопроводов, ЛЭП и т. п., добыча полезных ископаемых, выбор площадки для строительства новых предприятий) будет увязываться с ценностью территории для традиционно существующих форм хозяйственно-социальных отношений и учитывать собственную зависимость этих инженерно-технических сооружений от среды. Оценка воздействия их на среду и существующее хозяйственное использование будет строиться, исходя из существующих норм ее состояния, в каждой конкретной точке и характера воздействий новых инженерных сооружений.

Естественно, что в этой системе оценки ландшафтное разнообразие есть лишь одна из переменных, определяющих эффективность и предпочтительность конкретной формы хозяйственной деятельности.

При этом необходимо отметить, что сама по себе классификация элементарных территориальных единиц на основе многоканальной дистанционной информации содержит хорошие основания для качественного оценивания состояния ландшафта на уровне принятой элементарной территориальной единицы. Как было показано, на ее основе можно сравнительно просто получить оценку качества лесов как функции интенсивности отражения солнечной радиации в различных каналах. Сходные результаты можно получить и для оценки качества сельскохозяйственных, городских земель и водоемов. Конечно эти оценки нуждаются в наземной корректировке, однако затраты труда при оценке качества с использованием дистанционной информации несоизмеримо меньше, чем только при наземных исследованиях или с использованием аэрофотосъемки.

В табл. 17 приведены возможности и области использования различных индексов разнообразия при принятии решений в области использования и охраны ресурсов среды.

Таблица 17

Смысл индексов разнообразия, применительно к задачам ландшафтного планирования

 

Индекс

 

Использование ресурсов

Сохранение биологического и ландшафтного разнообразия (в основном для слабоизмененных ландшафтов), рекреация, мониторинг

Комментарии

Разнообразие отношений (на основе метода главных компонент).

Малое разнообразие благо-приятно для эффективного использования природного ре-сурса, самовосстановление системы после ослабления воз-действия предсказуемо.

При высоком разнообразии неизбежны высокие затраты на поддержку устойчивого функционирования.

Большое разнообразие – потенциально большое число экологических ниш, высокая неопределенность направления и характера динамики во времени. Представляют интерес как охраняемые территории, объекты мониторинга и научных исследований.

Может рассматриваться как мера стационарности (предсказуемости) отношений условий среды в пространстве.

Чем больше разнообразие, тем ниже стационарность.

 

Разнообразие пространственных отношений (на основе метода главных компонент).

При низком разнообразии эффективна реализация основной формы хозяйственной деятельности.

Высокое разнообразие повышает затраты на турбулентный обмен и снижает скорость ветра.

 

Большое разнообразие местообитаний благоприятно для организации охраняемых территорий.

Часто эстетически ценные территории.

Мера стационарности пространственной организации; чем меньше разнообразие, тем более однозначна территориальная последовательность состояний ландшафта или его морфологических частей.

Разнообразие иерархии.

Высокое разнообразие благоприятно для эффективного ландшафтного планирования форм хозяйственной деятельности. Низкое

разнообразие предполагает монофункциональный характер природопользования.

Высокое разнообразие благоприятно для организации рекреации и охраняемых территорий.

Высокое разнообразие – быстрый рост амплитуды колебаний с увеличением масштаба, определяющий более четкую выраженность иерархических уровней.

Фрактальная размерность

Черный шум – территории максимально благоприятные для эффективной хозяйственной деятельности (в соответствии с масштабом).

Розовый шум – реализация эффективной монофункциналь-ной хозяйственной деятельности невозможна. Территории, неблагоприятные для инженерных сооружений, требующих высокой устойчивости фундамента.

Розовый шум – оптимальны для организации рекреации и охраняемых территорий. Представляют большой интерес для организации научных исследований и мониторинга.

Высокая фрактальная размерность–«розовый шум» – высокая пространственная контрастность свойств территории.

Низкая размерность – «черный шум» – низкая контрастность, относительно большая выраженность однородных территорий.

Индекс относительно богатства

 % = 100(n/nmax).

Максимально возможное разнообразие

Hmax = logK.

Разнообразие Шеннона H = Σpilog pi.

Индекс числа выделов

 P = n/N.

 

Территории с низким разнообразием при прочих равных условиях благоприятны для эффективного монофункционального хозяйства.

Территории с высоким разнообразием благоприятны для организации охраняемых территорий и рекреации.

Высокое разнообразие есть всегда результат действия одного или нескольких факторов любой природы. Чем выше разнообразие, тем больше необходимо ресурсов для управления поведением (функционированием) объекта. Любое управление есть подавление разнообразия, если само по себе оно не направлено на его увеличение.

Выравненность E = H/Hmax.

Чем меньше выравненность, тем выше эффективность хозяйственной деятельности.

Чем больше выравненность, тем более эффективна стратегия сохранения разнообразия .

Величина выравненности (при прочих равных условиях) отражает способность системы производить полезную работу. Чем меньше выравненность, тем легче получить полезную продукцию.

Информативность,

или индекс уникальности

(J = log pi.

Jav = 1/K(Σlogpi)

Редкости всегда есть объекты с особым режимом хозяйственной деятельности.

Потенциальные объекты охраны и специальных исследований.

Чем реже событие, тем больше содержится в нем информации.

Относительная длина границ.

Большое значение индекса – заведомо неоднородные территории, требующие нескольких форм (вариантов) хозяйственного использования.

Высокое значение индекса выделяет при прочих равных условиях репрезентативные территории для мониторинга, исследований и охраны.

Чем больше длина границ, тем более разнообразна территория.

Индекс фрагментации.

Высокая фрагментированость затрудняет реализацию простых стратегий хозяйственной деятельности.

Высокая фрагметированность при прочих равных условиях определяет необходимость организации большого числа малых по плащади охраняемых территорий.

Независим от других метрик, ближе всего по смыслу к фрактальной размерности. Высокая фрагментированность

обычно выделяет границы со специфическими для них событиями.

  

Содержательная интерпретация индексов, приведенная в таблице, конечно, является относительной. Например, для рекреации, безусловно, представляют интерес территории с достаточно высоким разнообразием, но при этом, конечно, имеется в виду из каких типов ландшафтов или их морфологических единиц складывается это разнообразие. Если это разнообразие формируется целиком за счет варьирования качества сельскохозяйственных земель, то к рекреации такие территории, скорее всего, имеют мало отношения. Но если это в основном лесные территории, то высокое разнообразие может свидетельствовать о сложности рельефа, что уже может представлять определенный интерес. Если же это разнообразие сопрягается с прилегающими водными объектами, то о высокой их рекреационной ценности можно утверждать с высокой надежностью. Хозяйственная ценность территорий с низким разнообразием определяется качеством основного природного ресурса. Высокое разнообразие территорий благоприятно для организации особо охраняемых территорий только в том случае, если это сочетание типов элементарных территориальных единиц, близких к естественному состоянию. При этом желательно, чтобы в пределах будущей охраняемой территории были бы и уникальные типы элементарных территориальных единиц, и она была бы связана с экологическими коридорами. С другой стороной, большие массивы однородных лесов в условиях территорий с большой общей хозяйственной нагрузкой так же часто являются важными объектами охраны.

   

Заключение

 

Измерение разнообразия ландшафта на различных иерархических уровнях можно рассматривать как одно из направлений ландшафтных исследований, прямо связанное с ландшафтным картографированием, исследованием генезиса пространственной структуры территории, ландшафтного планирования. Ландшафтный анализ организации территории относится к современным, высоко технологичным направлениям пространственного анализа, опирающегося на космическую дистанционную информацию, технологические средства ГИС, математические методы анализа, целенаправленные, строго обоснованные полевые измерения и исследования. Ландшафтный анализ приобретает ведущее значение в организации и обосновании хозяйственной деятельности и становится необходимой составляющей проектирования. Он стал важной сферой коммерческой деятельности, определяя развитие программных средств ГИС, анализа данных, моделирования, экспертизы. Ландшафтовед должен в совершенстве владеть этими технологиями, без которых невозможно создание современного коммерческого продукта. Однако технические средства, математический аппарат анализа данных эффективны только в руках специалиста, понимающего природные процессы, экономические, экологические и социальные аспекты отношения человека к среде и используемым ресурсам. Многофакторность отношений определяет неизбежную сложность обоснования конкретной хозяйственной деятельности, опирающейся на принцип «не навреди». Важный принцип прикладных исследований заложен в известном высказывании «лучшее враг хорошего». Ландшафтовед-практик должен искать надежное обоснование при минимальной сложности аргументов. Потенциал различных вариантов оценок, методов составления высококачественных карт, высоко совершенных моделей для расчетов возможных последствий может быть очень велик, однако в каждом конкретном случае из всего этого множества нужно выбирать максимально простой, но достаточный для данных условий и конкретной задачи вариант решения, отвечающий международным стандартам. Чем больше социально экономическая и природная ценность территории, тем глубже и полнее должно быть обоснование любой формы хозяйственной деятельности. Однако детальность проектных разработок не должна превышать возможности реально существующих возможностей восприятия и использования информации лицами, принимающими решение в системе управления. Так, например, карты должны быть освобождены от всей информации, прямо не связанной с целями и задачами управления. Количественные показатели должны быть переведены на язык, понятный для любого грамотного человека. На картах ясно и наглядно должны быть выделены проблемные территории, области рисков и т. п. Свести сложное к простому, не потеряв при этом содержания, важнейшая задача проектировщика.

Все рассмотренные в настоящей работе методы реализованы в пакете программ пространственного анализа Fracdim. Авторы готовы безвозмездно предоставить его с необходимыми инструкциями сотрудникам университетов и заповедников, обеспечив их консультативной поддержкой и обновлениями.

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ № 1

 

Спутник Landsat – 7 запущен 15 апреля 1999 года. Высота его орбиты составляет 705 км. Тип орбиты – околополярная, гелиосинхронная, наклон 98,2 градуса. Повторная съемка территории через 16 дней. Ширина полосы 185 км. На спутнике установлен Расширенный Тематический Картографический сканер (ETM+) с 8 спектральными каналами. Они захватывают видимый, ближний, коротковолновый и тепловой инфракрасный диапазоны спектра (0,45–0,515; 0.525–0,605; 0,63–0,69; 0,775–0,90; 1,55–1,75; 2,09–2,35; 10,40–12,5; панхроматический 0,525–0,90 мкм). Разрешение снимка составляет 15 м для панхроматического канала, 30 м – для видимых ближнего и коротковолновых инфракрасных каналов и 60 м для теплового инфракрасного канала. В табл. 1 приводятся основные характеристики спектральных каналов, а ниже раскрывается их физический смысл.

Таблица 1

Основные характеристики спектральных каналов

Landsat-7

Номер

канала

Диапазон

спектра (мкм)

Разрешение

(м/пиксель)

Название

1

0,45–0,515

30

голубой

2

0,525–0,605

30

зеленый

3

0,63–0,69

30

красный

4

0,775–0,90

30

ближний инфракрасный

5

1,55–1,75

30

средний, или коротковолновый, инфракрасный

6

10,40–12,5

60

длинноволновый инфракрасный, или тепловой

7

2,09–2,35

30

средний, или коротковолновый, инфракрасный

8

0,525–0,90

15

панхроматический (4,3,2)

 

1 канал (голубой):

-          наиболее чувствителен к атмосферным газам, и, следовательно, изображение может быть малоконтрастным;

-          имеет наибольшую водопроницаемость (длинные волны больше поглощаются), т. е. оптимален для выявления подводной растительности, факелов выбросов, мутности воды и водных осадков;

-          полезен для выявления дымовых факелов (так.как. короткие волны легче рассеиваются маленькими частицами);

-          хорошо отличает облака от снега и горных пород, а также голые почвы от участков с растительностью.

2 канал (зеленый):

-          чувствителен к различиям в мутности воды, осадочным шлейфам и факелам выбросов;

-          охватывает пик отражательной способности поверхностей листьев, может быть полезен для различения обширных классов растительности;

-          также полезен для выявления подводной растительности, факелов выбросов, мутности и осадков.

3 канал (красный):

-          чувствителен в зоне сильного поглощения хлорофилла, т. е. хорошо распознает почвы и растительность;

-          чувствителен в зоне высокой отражательной способности для большинства почв;

-          полезен для оконтуривания снежного покрова.

4 канал (ближний инфракрасный):

-          различает растительное многообразие и растительную силу (vigor);

-          может быть использован для оконтуривания водных объектов и разделения сухих и влажных почв, так как вода сильно поглощает ближние инфракрасные волны.

5 канал (средний или коротковолновый инфракрасный):

-          чувствителен к изменению содержания воды в тканях листьев (набухаемости);

-          чувствителен к варьированию влаги в растительности и почвах (отражательная способность уменьшается при возрастании содержания воды);

-          полезен для определения энергии растений и отделения суккулентов от древесной растительности;

-          особенно чувствителен к наличию/отсутствию трехвалентного железа в горных породах (отражательная способность возрастает при увеличении количества трехвалентного железа);

-          отличает лед и снег (светлый тон) от облаков (темный тон).

6 канал (длинноволновый инфракрасный или тепловой):

-          датчики предназначены для измерения температуры излучающей поверхности от –100 до +150С;

-          подходит для дневного и ночного использования;

-          применение тепловой съемки: анализ влажности почв, типов горных пород, выявление теплового загрязнения воды, бытового скопления тепла, источников городского производства тепла, эффективное военное наведение, инвентаризация живой природы, выявление геотермальных зон.

7 канал (средний, или коротковолновый инфракрасный):

-          совпадает с полосой поглощения излучения гидроминералами (глинистые сланцы, некоторые оксиды и сульфаты), благодаря чему они выглядят темными (например, зоны метаморфического вытеснения глинистых сланцев в ассоциации с месторождениями меди);

-          полезен для литологической съемки;

-          как и 5-й канал, чувствителен к варьированию влаги в растительности и почвах.

8 канал (панхроматический – 4,3,2):

-          наиболее типичная комбинация каналов, используемая в дистанционном зондировании для анализа растительности, зерновых культур, землепользования и водно-болотных угодий.

Обработка спектрозональной информации может включать создание разнообразных комбинаций каналов съемки, подчеркивающих различные особенности территории. Так, композиция из первых трех каналов имитирует натуральное изображение (использованы в качестве демонстрации для Московской области); комбинация каналов 4,5,3 используется для анализа влажности почв и состояния растительности, а 5,4,3 – для отделения городских и промышленных районов, проведения границ вода/суша; композиция 4,5,7 позволяет выявить облака, снег и лед (особенно в высоких широтах) и т. д. Данные спектральной съемки позволяют рассчитывать различные относительные показатели, в том числе нормализованный разностный вегетационный индекс (Normalized Difference Vegetation Index – NDVI), широко используемый в зарубежных исследованиях. NDVI вычисляется как отношение измеренных значений спектральной яркости в красной и ближней инфракрасной зонах спектра по следующей формуле: NDVI = (ближний инфракрасный – красный)/(ближний инфракрасный + красный). Соответственно, для каналов Landsat 7 формула приобретает следующий вид: NDVI = (канал 4 – канал 3)/(канал 4 + канал 3). Этот индекс чувствителен к наличию растительности на земной поверхности и может быть использован для определения ее типа, количества и состояния. Вычисленные подобным образом значения NDVI для каждого пикселя изображения варьируют в пределах от –1 до 1, причем покрытые растительностью участки имеют значения обычно больше нуля, а отрицательные значения индицируют такие лишенные растительности поверхности как вода, снег, лед или облака. В пределах от 0 до 1 увеличение значения NDVI свидетельствует об увеличении фитомассы. С целью максимизации диапазона значений и лучшей визуализации изображения необходимо шкалировать полученные показатели NDVI. Для этого можно использовать, например, следующее преобразование: шкалированный NDVI = 100*(NDVI + 1). Преобразованное подобным образом значение NDVI находится в пределах от 0 до 200, где исходное – 1 эквивалентно 0, 0–100, а 1–200.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ № 2

 

Некоторые полезные ссылки на ресурсы Интернете

 

hhtp

Английский текст

Комментарий

http://www.ssu.runnet.ru/gis/win/geoglink.html

География в Internet

Данная коллекция ресурсов Internet может представлять интерес для географов

http://ask.usgs.gov/

Earth Science Information Center

Ask USGS

Информационный Центр наук о Земле

http://www.fao.org/gtos/lnksland.html

GTOS is a programme for observations, modelling, and analysis of terrestrial ecosystems to support sustainable development.

Обширная географическая и аналитическая информация

http://daac.gsfc.nasa.gov/CAMPAIGN_DOCS/LAND_BIO/GLBDST_Links.html

Links to other Global Land Biosphere

Resources on the Internet

Информационные ресурсы о земле и биосфере

http://www.ulst.ac.uk/faculty/science/iale/links.htm

Landscape Ecology Links

Ссылки по ландшафтной экологии

http://perso.wanadoo.fr/paysage/x.index.htm

Schools of Landscapes Studies Jean-François Richard

Школа изучения

Ландшафта

(Ричард)

http://www.cstars.ucdavis.edu/projects/

Landscape Ecology

Проекты, методы анализа данных

http://www.ahc.gov.au/infores/publications/anhc/part_a.html

Definitions, Australian Heritage Commission Act 1975

Методология по всем аспектам разнообразия, практические приложения

http://www.acb-online.org/lndivact.htm#2

Home Landscape Audit: Creating Landscape Diversity,

U. S. Fish and Wildlife Service Home Page

Измерение ландшафтного разнообразия

http://www.amonline.net.au/centres/cntrgeod.htm

Geodiversity Research Group, Division of Earth and Environmental Sciences

Australian Museum

Георазнообразие

http://www.unil.ch/igul/RECHERCHE/GEOMORPH_TOURISME/sites_geomorph.html

The concept of "Geodiversity", International Association of Geomorphologists (IAG), coordinated by Emmanuel Reynard (Institute of Geography, University of Lausanne, Switzerland)

Концепция георазнообразия и ее приложения

http://www.gsf.fi/pssd/GTK_for_PSSD/GTKs_contribution_to_PSSD/geodiversity.htm

GEOLOGY FOR ENVIRONMENTAL PLANNING, Geological Survey of Finland

Георазнообразие и его оценки

http://www.kluweronline.com/issuetoc.htm/0921-2973+15+1+2000

Landscape Ecology

Журнал «Ландшафтная экология» (pdf)

http://europa.eu.int/comm/research/hometeri.html

TERI

(Terrestrial Ecosystems Research Initiative)

Европейское сообщество.

Исследовательская инициатива по наземным экосистемам

http://www.islandpress.org/ecocompass/lndscpecol/landscpecolec.html

Eco-Compass

Ландшафтная экология и ландшафтное планированиe

(Исландия)

http://www.ea.gov.au/biodiversity/publications/series/paper1/index.html

Biodiversity and Its Value

Оценки разнообразия. Австралия

http://sis.agr.gc.ca/cansis/

Canadian Soil Information System

Канадская информационная cистема по почвам

http://www.clr.utoronto.ca/clr.html

the Centre for Landscape Research, University of Toronto

Центр исследования ландшафтов в Торонто

http://ice.ucdavis.edu/~robyn/eleaoe.html

The Ecosystems and Landscape Ecology Area of Emphasis (E & LE-AOE) within the Graduate Group in Ecology (GGE), University of California, Davis

 

Программы и документы по учебным курсам для студентов и аспирантов

http://landscape.forest.wisc.edu/index.html

Forest Landscape Ecology Lab. University of Wisconsin-Madison

Программы и документы по учебным курсам для студентов и аспирантов

http://www.geog.ouc.bc.ca/physgeog/home.html

Department of Geography, Okanagan University College

Фундаментальная география

(современные представления)

http://www.zephryus.demon.co.uk/geography/topics.html

The Geography Exchange

Всё о географии

http://members.aol.com/bowermanb/world.html

World Geography

Всё о географии

http://wwwscas.cit.cornell.edu/landeval/landeval.htm

Welcome to Cornell's

Land Evaluation. Cornell University

Эволюция ландшафта

http://eunis.eea.eu.int/eunis2/eunis.jsp

Content maintained by the European Topic Centre for Nature Protection and Biodiversity. EUNIS

Европейские программы

http://europa.eu.int/comm/environment/abc.htm

Alphabetical index

Все ссылки по проблемам среды

в Европе

http://www.worldecology.com/

Wold Ecology

Справочная информация по всем проблемам экологии

http://www.silvafor.org/index.htm

The Silva Forest Foundation, (SFF), is a non-profit organization based in the West Kootenay of British Columbia, Canada

Лесные ландшафты

http://europa.eu.int/comm/agriculture/publi/landscape/index.htm

FROM LAND COVER TO LANDSCAPE DIVERSITY
IN THE EUROPEAN UNION

 

Технология измерения ландшафтного разнообразия

http://dataservice.eea.eu.int/dataservice/

European Environment Agency
Data Service

Данные по среде и ландшафтам для Европы

http://www.ulb.ac.be/ceese/meta/cds.html

Best Environmental Directories

Всё о проблемах среды

http://www.lib.berkeley.edu/

The Regents of the University of California.

Все проблемы географии

http://www.lmic.state.mn.us/

The Land Management Information Center at Minnesota Planning offers services to improve the effective use of geographic information in Minnesota.

 

 Информационный центр по ландшафтному планированию (Миннесота, США)

http://www.gap.uidaho.edu/About/default.htm

USGS Gap Analysis Program

Все о gap – анализе

http://www-rocq.inria.fr/fractales//

Fractal Approaches for the Analysis and Modeling of Complex Signals

Все о фрактальном анализе

http://www.plexusinstitute.com/edgeware/archive/think/main_gloss.html

glossary

Понятия о фракталах

http://wissrech.iam.uni-bonn.de/research/projects/gerstner/terrain/terrain.html

Scientific Computing and Numerical Simulation

Пространственный анализ, фрактал,  иерархия

http://www.templejc.edu/precalc/media/units/unit1/topic2/explorations/explor2b-landscape/ExLandscape2b.html#Return

Fractal Mapping, Temple College, USA

Фрактальное картографирование

http://www.fs.fed.us/ne/rsb/remote.html#recomend

North – eastern Research Station

Справки по спутниковой информации

http://www.fs.fed.us/

 The Forest Service USDA

Всё о лесах США

http://www.fs.fed.us/r1/b-d/gravelly/chap_1/

USDA Forest Service

Классификация ландшафтных единиц, США

http://www.greatplains.org/resource/biodiver/biostat/biostat.htm

The Nature Conservancy
The Great Plains Program, United States Environmental Protection Agency

 

Подход США к планированию сохранения разнообразия

http://www.geovista.psu.edu/sites/geocomp99/index.htm

GeoComputation Conference Series,

U.S. Army Topographic Engineering Center, Alexandria, Virginia, USA

Методические разработки по пространственному анализу

http://www.agu.org/revgeophys/

U.S. National Report to International Union of Geodesy and Geophysics 1991 – 1994

 

Методологические разработки по пространственному анализу

http://forsys.cfr.washington.edu/~vp/index.html

Vantage Point Image and Paper Collection

 

Статьи по работе с изображениями

http://www.cstars.ucdavis.edu/

Center for Spatial Technologies and Remote Sensing

Department of Land, Air, and Water Resources

University of California, Davis

Пространственный анализ на основе дистанционных данных

http://www.geographynetwork.com/maps/free.cfm

The Geography Network

Free Map Resources

Свободно копируемые картографические материалы и программы

http://www.geostatistics.com/

The leading geostatistics software for the analysis

of environmental data

Программы для анализа данных

http://snr.uvm.edu/sal/index.html

Spatial Analysis Lab,

University of Vermont

Методы пространственного анализа, ГИС

http://www.atnf.csiro.au/computing/software/midas/Hypertext/exsasguide/exsasguidenode76.html

Spatial Analysis

Пространственный анализ

http://www.snre.umich.edu/ecomgt/classification.htm

Spatial Analysis and Ecosystem Management

Пространственный анализ

http://wwwdb.csu.edu.au/division/dit/span/index.html

Spatial Data Analysis Network (SPAN)

Пространственный анализ

http://edc.usgs.gov/

The world's leading source of land information for exploring our changing planet. U.S. Department of the Interior| U.S. Geological Survey (USGS)

Геологическая служба США.

Картографическая м спутниковая информация, методическая литератур

http://fermi.jhuapl.edu/states/states.html

A Color Landform Atlas of the United States

Атлас США

http://gissrv.iend.wau.nl/~schoorl/

Multi-Scale Landscape Process Modelling to Support Sustainable Land Use Planning

Пространственный анализ и моделирование при исследовании

Ландшафта и ландшафтном планировании

http://www.lib.berkeley.edu/EART/index.html

California Geospatial Information Library

Пространственный анализ, карты.

http://www.ftss.ilstu.edu/microcam/msg/ibmlist.htm

The Microcomputer Speciality Group (MSG). Software

Географические программы

http://www.ramas.com/stindex.htm

RAMAS Software

Анализ данных

http://www.geog.ucl.ac.uk/casa/martin/internetspace/

Analysing the Geography of

Internet Address Space

Анализ данных

http://www.ecostats.com/software/biotas/biotas.htm

Ecological Software Solutions

Программы для анализа данных

http://www.landscapeplanning.gre.ac.uk/

Landscape Design, Landscape Architecture and Landscape Planning

Ландшафтное планирование, Англия

http://www.sustdev.org/Features/assidoman.shtml

Fundamental shift in forest asset management

 

Планирование лесного хозяйства, Швеция

http://www.umass.edu/larp/AcademicPrograms/MRP.intro.html

Landscape Architecture and Regional Planning at the University of Massachusetts, Amherst.

Ландшафтная архитектура и региональное планирование

http://www.fpl.com/builder/select_your_project/commercial/contents/landscape_planning.shtml

Landscape Planning, USA

Ландшафтное планирование

http://environment.harvard.edu/courses/browse/COURSE142.html

Theories and Methods of Landscape Planning

Ландшафтное планирование

http://www.gsd.harvard.edu/brc/brc.html

Biodiversity and Landscape Planning, California

Ландшафтное планирование с ориентацией на сохранение биоразнообразия

http://www.oekodata.com/eng/html/landschaftsplanung_eng.html

Landscape planning based on ecological principles

Ландшафтное планирование, Европейский подход

http://www.nrsm.uq.edu.au/iucn/docs/CH6.doc / http://www.nrsm.uq.edu.au/

Protected area planning, School of Natural & Rural Systems Management,
The University of Queensland, Gatton

Планирование охраняемых территорий, Австралия

http://www.icls.harvard.edu/MAIN.HTM

Institute for Cultural Landscape Studies,

Harvard College

Планирование ландшафта

http://edcsns17.cr.usgs.gov/EarthExplorer/

Query and order satellite images, aerial photographs, U.S. Department of the Interior, U.S Geological Survey

Прямой доступ к Landsat

http://edcimswww.cr.usgs.gov/pub/imswelcome/

USGS EROS Data Center banner displayed above

Прямой доступ к дистанционной информации

http://landsat7.usgs.gov/, http://www.usgs.gov/

U.S. Geological Survey

Все о Landsat

http://earthnet.esrin.esa.it/

ESA Web Portal

Европейские спутники

http://www.geog.ucl.ac.uk/casa/martin/internetspace/

Analysing the Geography of Internet Address Space

Анализ данных

http://www.vgt.vito.be/

SPOT 4 satellite, archives the processed data, compiles the image

Прямой доступ к съемке SPOT для всего мира с разрешением 1*1 км, в формате hdf.

http://www.spotimage.fr/home/welcome.htm

Spot Image

Основная информация

http://edcdaac.usgs.gov/1KM/comp10d.html

FTP access to Global AVHRR 10-day composite data

Дистанционные данные в свободном доступе

http://edcdaac.usgs.gov/glcc/glcc.html

GLOBAL LAND COVER CHARACTERIZATION

Карты ландшафтного покрова, экосистем, землепользования в целом для земного шара и континентов (прямой доступ)

http://www.cast.uark.edu/jpgis/jpdgdsd.html

Geospatial Digital Data

Карты мира, Япония

http://gaea.fcr.arizona.edu/projects/modis/

MODIS Land Global Browse Images

Спутниковые данные в свободном доступе с разрешением до 250 м

 

 

 

 

 

Литература

 

1.        Абросов Н.С., Боголюбов А.Г. Экологические и генетические закономерности сосуществования и коэволюции видов. Новосибирск: Наука, 1988. С. 1–333.

2.        Азгальдов Г.Г. Квалиметрия в архитектурно-строительном проектировании. М.: Стройиздат, 1989. 272 с.

3.        Айвазян С.А., В.С. Михтарян. Прикладная статистика и основы эконометрики. М. Изд-во «ЮНИТИ», 1998. 1022 с.

4.        Анненская Г.Н., Видина А.А., Жучкова В.К., Коноваленко В.Г., Мамай И.И., Позднеева М.И., Смирнова Е.Д., Солнцев Н.А., Цесельчук Ю.Н. Морфологическое изучение географических ландшафтов. Ландшафтоведение. М. Изд-во АН СССР, 1963.

5.        Берг Л.С. Предмет и задачи географии.Избранные труды. Т. 2. М.: Изд. АН СССР, 1958. С. 112–120.

6.        Бигон М., Харпер Дж., Раунсеенд K. Экология. М.: Мир, 1989. Т. 2. C. 1–474.

7.        Виноградов Б.В. Основы ландшафтной экологиии, М.: Геос, 1998. С. 418.

8.        Гайд по Конвенции 1997, http://www.environment.gov.au/portfolio/esd/biodiv/convention.html.

9.        Заде Л. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. Математика. Новое в зарубежной науке. 1973. № 3. C. 162.

10.     Кроновер Р. Фракталы и хаос в динамических системах. М., 2000. С. 350.

11.     Кульбак С. Теория информации и статистика. М: Наука, 1956.

12.     Левич А.П. Экстремальный принцип в теории сообществ //Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. Т. 1 С. 164–182.

13.     Маргалеф Р. Облик биосферы. М.: Наука, 1992. С. 1–211.

14.     Оливер Б. Эффективное кодирование // Теория информации и ее приложения. М.: Физматгиз, 1958. С. 158–191.

15.     Пузаченко Ю.Г. Семантические аспекты информатики «Экоинформатика». СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. С. 42–78.

16.     Пузаченко Ю.Г., Скулкин В. Структура растительности лесной зоны СССР. Системный анализ. М.: Наука, 1981. С. 3–274.

17.     Пузаченко Ю.Г., Алещенко Г.М., Молчанов Г.С. Многомерный анализ аэрофотоснимков при изучении структуры ландшафта // Изв. РАН. Сер. Геогр. 1999. № 2. С. 80–90.

18.     Пузаченко Ю.Г. Основы общей экологии. М.: МГУ, 1996 С. 133.

19.     Пузаченко Ю.Г. Методологические основы географического прогноза и охраны среды. М.: Изд. УРАО, 1998. С. 212.

20.     Солнцев Н.А. Природный географический ландшафт и некоторые общие его закономерности // Тр. 11 Всес. геогр. съезда, М.: Географгиз, 1948. Т. 1.

21.     Солнцева Н.А. Избранные труды. Учение о ландшафте. М.: Изд. МГУ, 2001. 383 с.

22.     Стратонович Р.Л. Нелинейная неравновесная термодинамика. М.: Наука, 1985. С. 1–473.

23.     Трайбус М. Термостатика и термодинамика. М.: Энергия, 1970. С. 1–504.

24.     Шеннон К. Связь при наличии шума // Теория информации и ее приложения. М.: Физматгиз, 1959. С. 82–112.

25.     Уиттекер Р. Сообщества и экосистемы. М.: Прогресс, 1980. C. 1–326.

26.     Эшби У.Р. Введение в кибернетику. M.: Изд. ИЛ, 1959. C. 1–430.

27.     Хазен А.М. Разум природы и разум человека. М.: РИО «Мособлупрполиграфиздат», 2000. С. 607.

28.     The Australian Natural Heritage Charter. 2002. http://www.ahc.gov.au/infores/publications/anhc/index.html.

29.     Eberhard. The Value of Geodiversity. 2002. http://www.dpiwe.tas.gov.au/.

30.     Brussard Peter F. What is Biological Diversity and why is it Critical to Human well-being? 2002. http://www.brrc.unr.edu/data/docs/biodiv.html

31.     Forman T.T. Richard. Land Mosaics. Cambridge: University Press, 1997. P. 632.

32.     Heywood V.H., I. Baste. Introduction. Global Biodiversity Assessment. UNEP. Cambridge: University Press, 1995. P. 1–21.

33.     Magurran A.E. Ecological Diversity and Its measurement. Princenton, New Jersey: Princenton University Press, 1988. P. 1–179.

34.     McNeely J.A., Miller K.R., Reid W.V., Mittermeier R.A.,Werner T.B. Conserving the World's Biological Diversity.IUCN, WRI, CI, WWF-US, the World Bank, Gland, Switzerland, Washington, DC, 1990. P. 1–191.

35.     Patil G.P., Taillie C. An Overview of Diversity Ecological Diversity in Theory and Practice // Statystical ecology / ed. by Grassle J.F., Patil G.P., Smith W., Taillie Ch. 1979. V. 6. P. 29–35.

36.     Peet R. K. The Measurement of Species Diversity // Annual Rev. Ecol. Syst. 1974. V. 5. P. 285–308.

37.     Pielou E.C. Ecological diversity // A Wiley-Interscience Publication. London, Sydney, Toronto, 1975. P. 1–165.

38.     Research Priorities Revised White Papers. 1998. http://www.ucgis.org/research98.html.

39.     Schroeder M. Fractals, chaos, power laws. N.Y.: W.H. Freeman & Cmp., 1991. P. 429.

40.     Shugart H. Herman. Terrestrial Ecosystems in Changing Environments. Cambridge: University Press, 1997. P. 536.

41.     Solomon D. A Comparative Aproach to Species Diversity. Ecological Diversity in Theory and Practice // Statystical Ecology / ed. by Grassle J.F., Patil G.P., Smith W., Taillie Ch. 1979.V. 6. P. 29–35.

42.     Turcotte D. L. Fractals and chaos in geology and geophysics. Cambridge: University Press, 1997. 398 p.

Если вам понравился сайт, то поделитесь со своими друзьями этой информацией в социальных сетях, просто нажав на кнопку вашей сети.
 
 
 
 
  Locations of visitors to this page
LightRay Рейтинг Сайтов YandeG Яндекс цитирования Яндекс.Метрика

 

Besucherzahler

dating websites

счетчик посещений

russian brides

contador de visitas

счетчик посещений