«Большое видится на расстоянье»

      Комментарии к записи «Большое видится на расстоянье» отключены

«Большое видится на расстоянье»

Российские лесные вести: «Кстати, мы на данный момент завершаем неповторимую разработку, разрешающую распознавать качественные и количественные характеристики деревьев через сомкнутые кроны», – вскользь обронил ведущий эксперт ИТЦ «СканЭкс» Дмитрий Добрынин в купе поезда, уносящего участников интернационального заседания по вопросам ГИЛ из Брянска обратно в Москву. Как отраслевому журналисту пройти мимо таковой темы?

Забрав при свидетелях с Дмитрия Добрынина обещание поведать о новой технологии дешифровки космических снимков, когда информационный продукт готовься , мы терпеливо стали ждать. Отечественная встреча состоялась лишь в первых числах Февраля, спустя практически четыре месяца по окончании брянского заседания.

– Дмитрий Владимирович, вы вправду смогли урегулировать вопросы дешифровки космоснимков, каковые еще никому не получалось преодолеть? В чем сущность разработки?

– Мы живем в лесной стране. Для различных регионов России леса имеют разное значение. Где-то – это база экономического благополучия, для других территорий лесные массивы подобны приболевшим пенсионерам, каковые требуют заботы и постоянного ухода, во многих регионах они, наоборот, играют роль защитников, оберегая экосистемы от разрушительного действия суховеев, сохраняя водный баланс, предохраняя землю от эрозии, стабилизируя мерзлотные процессы.

Не обращая внимания на то, что в течении трех последних столетий сформировалось познание важности экологических, экономических и социальных функций леса, отношение к зеленому достатку России неоднозначно.

В последние десятилетия, к сожалению, побеждало потребительское отношение к лесам, при котором человек старается как возможно больше забрать, мало давая вместо. Процесс промышленного освоения лесных ресурсов и их естественного и неестественного возобновления и в масштабах страны происходит неравномерно. В одних регионах преобладают хорошие тенденции, в других – отрицательные.

Основная беда в том, что сбор информации о бескрайних лесных территориях нашей страны требует информационных и людских ресурсов больше, чем на данный момент у нас имеется. Мы мало знаем о настоящем состоянии лесного фонда труднодоступных и удаленных территорий. Может произойти так, что действительность скоро уничтожит отечественные иллюзии о том, что мы обладаем несметными лесными достатками.

Непременно, происходит учет лесных ресурсов, определяются площади пожаров, фиксируются очаги болезней и вредителей леса. Само собой разумеется, неспециализированные тенденции фиксируются и анализируются, но мы не владеем дирекционной точечной информацией.

– А что вы в этом случае осознаёте под точечной информацией?

– Несложный пример: потенциальный арендатор, что бы желал взять определенный участок леса. Он заблаговременно желает знать, лес какого именно качества он возьмёт и каковы настоящие запасы на предлагаемых ему площадях. Но, в большинстве случаев, из-за трудоёмкости и длительности процедур актуализации лесохозяйственных данных таковой информации нет, и он должен брать в аренду, образно говоря, кота в мешке.

на данный момент это самая больная тема для лесопользователей. С моей точки зрения, основная задача на сегодня – подвести некоторый баланс того, чем же мы все-таки обладаем. И нужно не в общем, а с тем уровнем точности, что бы разрешил совершить грамотное перспективное планирование развития всех лесопокрытых территорий.

Нужно выйти на возможности регулярного и равномерного, в пространственно-временном отношении, получения информации о состоянии лесов на всей территории нашей страны, дополняя ее по мере необходимости подробным адресным анализом на базе высокодетальных спутниковых данных.

– Но так как проводится национальная опись лесов, которая именно и обязана дать ответ на данный вопрос. Либо вы так не вычисляете?

– Непременно, национальная опись лесов делает последовательность важных задач, стоящих перед страной. Замечательно, что ГИЛ трудится параллельно с мировыми совокупностями межправительственного учета лесов, что разрешает нам сравнивать лесные запасы с другими государствами. Но данный подход не есть адресным.

Национальная опись лесов дает возможность приобрести данные о состоянии лесного покрова на всей территории России. Для интернациональных отчетов такая информация очень ответственна, но для хозяйственной деятельности она достаточно ненужна. В ГИЛ была введена совокупность лесных страт, разрешающая статистически размазанные характеристики привязать к конкретной территории.

Второй вопрос, как данный анализ будет нужен в практических целях и возможно ли будет получить данные об количестве лесных ресурсов на конкретной площади.

В один момент существуют современные методики, разрешающие с высокой точностью оценить качественные и количественные характеристики лесов. Прежде всего, это лазерное авиационное зондирование, благодаря которому возможно с уверенностью вычислить и породу, и возраст, и количество деревьев. Беда в том, что чтобы совершить лазерное зондирование существующими установками на всей территории России, потребуется примерно сто лет.

Я уже не говорю о стоимости этих работ.

Подобная история – с аэрофотосъемкой, с которой также не все конкретно. Это как с кузнечными молотками, предназначенными для различных целей. Аэрофотосъемку, которая идеально подходит для наблюдения за лесами зеленых территорий городов, очень полезных участков лесного покрова, промышленно осваиваемых лесных земель на маленьком удалении от наземной авиационной инфраструктуры, возможно сравнить с молотком мастера, делающего искусную чеканку.

Но в то время, когда речь заходит о сотнях миллионов гектаров лесов, требующих своевременной, фактически единовременной хозяйственной и экономической оценки, к делу подключается громадной кузнечный пресс – космическая съемка. Альтернатив ей по скорости сбора данных, однородности покрытия громадных экономичности и пространств на данный момент нет.

Как пример возможно привести Швецию, где в течение 7 лет силами Королевских ВВС формировали покрытие всей территории страны аэроснимками. В итоге, отсняв немногим более 70 процентов территории, в которую не вошли самые лесные северные территории, шведы перешли на данные космических снимков с детальностью 0,5 метра.

Постоянная аэросъемка на громадном удалении от многолюдных территорий и наземной аэросъемочной инфраструктуры была экономически неэффективной. И это – на территории Швеции, сравнимой со средней по площади административной областью России.

Не удивляйтесь, что я так продолжительно говорю предысторию. В противном случае будет не совсем ясно, как появилась сама мысль отечественной разработки и как широки практические плоскости ее применения.

За 25 лет работы «СканЭкса» у нас сложилась четкая картина того, устройствами какой детальности и за какой период времени возможно взять космоснимки всей территории лесфонда с учетом облачности, других факторов и сезонности. Представив существующую, среди них и экономическую, обстановку, связанную с описанием лесного покрова, мы заключили , что при современном уровне развития космических разработок вероятно взять не только неспециализированную данные о лесах, но и при необходимости вычислить количественные и качественные характеристики деревьев на конкретном участке. Фактически говоря, отечественная разработка связана с более правильной цифровой обработкой космических снимков, основанной на знаниях специалиста-дешифровщика и разрешающей распространить его знания о конкретном участке леса на окружающие территории.

– И как правильна эта информация?

– Уровень точности – это неизменно дискуссионный вопрос. Принято вычислять, что самый большой уровень точности достигается «ногами» – полевыми изучениями, в то время, когда эксперт-таксатор конкретно обследует территорию. Но «громадное видится на расстоянье». Это принцип пространственной генерализации, на котором основываются все картографические модели.

Полевые способы уступают тут место дистанционным, среди них и принятой на законодательном уровне в лесоустроительном деле аэрофотосъемке.

Продолжительное время считалось, что космические снимки не владеют достаточной детальностью, дабы выделять на их базе границы лесных выделов и проводить их типизацию. Это было связано с в основном «ручным» подходом к дешифрированию. на данный момент, во время интенсивного развития цифровых разработок, космические снимки не только подтянули пространственное разрешение к уровню аэросъемки, но и обогатили собственный арсенал громадным числом спектральных диапазонов, повышающих уровень качества картографического разделения разных лесных сообществ.

Цифровой анализ снимков решает проблему субъективности выделения тех либо иных классов лесной растительности, оказывает помощь с уверенностью распространять показатели, распознанные специалистом, на громадные территории, открывает возможности создания баз знаний, унифицирующих методики дешифрирования.

Космические снимки разрешают, с одной стороны, сделать пространственную генерализацию территории в большом количестве спектральных диапазонов, другими словами за частностями заметить возможности и общую картину комплексного развития лесных сообществ. Иначе, владея современными методиками дешифровки, возможно детально разглядеть каждую из этих «частностей». Примерами таких «частностей» смогут быть распознанные тенденции возрастных трансформаций лесов, сукцессионные закономерности трансформации состава лесного сообщества со временем, ослабления либо усиления хода роста насаждений, вызванные трансформацией лесорастительных условий и другое.

Посредством аэрофотосъемки весьма сложно определить границу, где заканчивается один выдел и начинается второй. Необходимо быть специалистом наибольшего уровня, дабы по детализации, которая предоставляет аэрофотосъемка, проводить таковой анализ. Систематично, многократно таковой анализ проводить на огромных лесных пространствах нашей страны сложно. А лес требует к себе постоянного внимания: он начинается, эволюционирует, болеет, страдает от пожаров и снова восстанавливается.

Все эти процессы капризно пренебрегают границами выделов, каковые были зафиксированы экспертами по аэросъемке в прошлом.

С возникновением космоснимков появилась вторая философия. Понижение пространственной точности на единицу изображения дополняется более высокой качественной чёртом – спектральной точностью. Она разрешает выявлять присутствие искомой породы либо сообщества кроме того тогда, в то время, когда границы их ареалов размыты и нечетки. В то время, когда, к примеру, в мелколиственном лесу появляются хвойные породы, мы сразу же видим изменение спектральных характеристик на паре разновременных космоснимков.

Кроме того на стадии подроста. Это разрешает сходу оценить, как обширно распространен по территории этот процесс. А применяя аэроснимки, с целью достижения подобного результата нам бы было нужно проанализировать огромное количество отдельных кадров, не всегда конкретно связанных между собой по условиям и сезонам съемки.

В случае если раньше, дешифрируя детальные аэрофотоснимки, эксперты пробовали из мелочей собрать единую картину, то на данный момент, на базе космических данных, мы сходу приобретаем неспециализированную картину, воображая темперамент лесных сообществ и процент присутствующих в них пород деревьев на каждой конкретной территории в пределах каждого выдела. Посредством космоснимков среднего разрешения мы можем скоро «раздернуть шторы» и заметить неспециализированный замысел леса: какие конкретно сообщества, с какими качественными чертями произрастают на больших территориях.

Потом в ходе дешифровки возможно воспользоваться весьма правильными нейросетевыми разработками анализа спектральных черт (такими, как нейронные сети Кохонена, GTM-методы, способы «нейронного газа»), разрешающими выявлять возможности присутствия в конкретной точке разных пород деревьев, их жизненных и производственных характеристик и экологических форм. Так, на базе высокодетальных снимков составить подробную карту, не уступающую карте, созданной на базе наземных изучений.

Дешифрирование сверхвысокодетальных снимков максимально пользуется спросом, в то время, когда речь заходит о получении черт ограниченных площадей. На современном уровне технического развития совершить подобный одновременный анализ всего лесного фонда нашей страны нереально по двум обстоятельствам – через чур необходимости задействования и высокой цены огромных компьютерных мощностей. Но то, что это нельзя сделать сходу и по сей день, не свидетельствует, что к этому не нужно стремиться!

Нужно разумно дополнять получение адресной точной информации о лесах более обзорной, оперативно обновляемой, экономически дешёвой. Именно на базе таких космических данных вероятно регулярное обновление картографической и лесохозяйственной информации, приближение ее к настоящей судьбе, к задачам промышленного освоения лесов, их воспроизводства и охраны.

Космическая информация разной глубины детальности обязана дополнять друг друга в области мониторинга и оценки лесов их динамики. Разбирая ее, приходится опираться на разные показатели дешифрирования, разрабатывать и настраивать разнообразные модели распознавания.

В случае если при работе со снимками громадного пространственного охвата мы опираемся в основном на спектральные и текстурные показатели, то подробный анализ высокодетальной информации требует подробного изучения микрорисунков. Во всемирной практике обработки космических данных распознавания деревьев и алгоритмы выявления уже известны. Они создавались для подсчёта и выделения раздельно стоящих деревьев в разреженных насаждениях типа садов, парков, саванн.

Когда исследователи пробовали проанализировать леса с сомкнутым пологом первого яруса – созданные до нас методы давали весьма высокую неточность.

Уникальность отечественной разработки содержится в том, что мы обучились различать по космическим снимкам с пространственным разрешением меньше метра личные кроны в сомкнутом пологе первого яруса. Речь заходит о том, что сомкнутые кроны сейчас не есть препятствием для определения возраста, количества и породы деревьев. При развития в пологе первого яруса светлохвойных пород нам удается распознавать и породы второго яруса.

– Что это меняет в практической плоскости?

– Возможностей для использования на практике отечественной разработки много. К примеру, мы имеем смешанный лес, где первый ярус складывается из мелколиственных пород деревьев. Какие конкретно у таких лесов возможности?

Это возможно найти по космоснимкам, поскольку сейчас мы можем видеть второй ярус. Имеется ли в таких лесах хвойные породы в подросте либо они уже выходят во второй ярус и готовы в скором будущем стать лесохозяйственным ресурсом – на эти злободневные вопросы оперативно ответит анализ космических снимков. Наряду с этим снимков не самых дорогих и подробных!

Применяя эти сведенья при планировании развития лесных территорий, заблаговременно можно понять, какую лесосырьевую базу на каких площадях мы возьмём через определенный период времени.

Практическая сокровище отечественной разработки возможно иллюстрирована перечнем направлений, в которых она с успехом используется.

В первую очередь это своевременная актуализация существующей лесохозяйственной информации и обнаружение обстоятельств несоответствий результатов, приобретаемых на базе методик модельного роста, с фактической обстановкой, определяемой естественными обстоятельствами динамики лесных сообществ. Разработка разрешает выявлять новые объекты на почвах лесного фонда, чье происхождение связано с динамикой хозяйственной деятельности. Она возможно использована для прогнозирования развития лесных ресурсов, планирования их освоения, отслеживания динамики естественного лесовозобновления и искусственного лесовосстановления.

Ее значение сложно переоценить для оценки динамики страшных природных процессов, очень плохо воздействующих на качество и состояние лесных ресурсов. Речь заходит о патологическом мониторинге, пожарном мониторинге, анализе распада и процессов усыхания лесных насаждений.

– Кем возможно пользуется спросом подобная космическая информация?

– Фактически всеми, кто заинтересован в современных знаниях о настоящем состоянии лесов. На отечественный взор, эти сведенья весьма применимы в области планирования освоения лесных ресурсов. Они актуальны и для арендаторов.

Практически лесопользователь может взять самую свежую и подробную данные об участке, планируемом под аренду, начиная от настоящего породного состава и заканчивая границами ареалов поражения насекомыми-вредителями.

Тема нарушенности лесов вредителями – одна из злободневных на данный момент. Еловые леса европейской части России очень сильно страдают на данный момент от данной напасти. Способами наземного контроля оценить пораженные участки леса достаточно затратно. Разумеется, что правильное определение массивов, пораженных короедом, по разновременным космическим снимкам – это прекрасное подспорье для лесопатологов.

Пораженные короедом леса видны в инфракрасном диапазоне космических материалов, как дырки в сыре Рокфор. Особенно на разновременных космических снимках, по которым вероятно построение моделей развития вредителя и определение того, какие конкретно участки ельников находятся в зоне наивысшего риска. Так что и лесопатологам эти сведенья смогут быть весьма занимательны.

– Вы контролировали эффективность собственной разработки, как говорится, на натуре?

– Само собой разумеется. Мы проводили изучения в Подмосковье в заказнике «Журавлиная отчизна», на Урале, в Пермском крае. У нас оказалось, что на уровне первого яруса точность обнаружения хвойных пород образовывает 90-92%. Понижение точности происходит, в то время, когда мы сталкиваемся со светлохвойными породами, в основном со средневозрастной лиственницей. В зависимости от региона лиственницу мы определяем с точностью 60-87%.

на данный момент мы проводим изучение в широколиственных лесах Калужской области.

– Как продолжительно вы трудились над тем, дабы обучиться видеть через кроны?

– В середине февраля будет два года, как мы решили заняться данной темой. Соавтором разработки есть профессор биологии , кандидат физико-математических наук, один из ведущих специалистов в области пространственной статистики Анатолий Савельев, на плечи которого легла вся математическая часть проекта.

– Я так осознаю, что ваша разработка дошла до стадии готового продукта, что возможно применять на практике?

– Совсем правильно. Возможно взять инструкцию по ее применению, возможно пройти обучение. Это готовый продукт, максимально адаптированный для человека, не являющегося экспертом в обработке изображений. на данный момент мы разрабатываем более глубокую разработку для тех, кто и лес прекрасно знает, и в космоснимках хорошо ориентируется.

Основная неприятность – объединить в единое целое знания, которыми владеют лесники, и навыки, разрешающие разбираться в спектрах космической съемки. Будущее, я уверен, за такими экспертами.

Антонина КРАМСКИХ

Источник: Российские лесные вести
(http://lesvesti.ru/news/expert/7106)

Фильм о Сочи Большое видится на расстояньи (Эфкате REN TV)


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: