авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Оценка динамики тропической растительности вьетнама по данным многозональной съёмки

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ЧИНЬ ЛЕ ХУНГ

«ОЦЕНКА ДИНАМИКИ ТРОПИЧЕСКОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ВЬЕТНАМА ПО ДАННЫМ МНОГОЗОНАЛЬНОЙ СЪЁМКИ»

Специальность 25.00.34

Аэрокосмические исследования Земли, фотограмметрия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2011

Работа выполнена на кафедре Космического мониторинга Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК)

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Марчуков Владимир Семёнович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Сладкопевцев Сергей Андреевич

кандидат технических наук

Долгополов Даниил Валентинович

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт

аэрокосмического мониторинга «Аэрокосмос»

Защита диссертации состоится «_____»«___________» 2011 года в «_____» часов на заседании диссертационного совета Д.212.143.01 при Московском государственном университете геодезии и картографии (МИИГАиК) по адресу: 105064, г. Москва, Гороховский пер., 4 (Зал заседаний Ученого совета).

C диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета геодезии и картографии.

Автореферат разослан «___»_________________2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Краснопевцев Б.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

С начала 70-х годов прошлого столетия дистанционное зондирование Земли стало быстро развиваться как единое многодисциплинарное направление исследова­ний в науке и практике. Основанное более чем на полувековом опыте аэрофотосъемки и тематическом использовании ее результатов (классические методы дистанционного зондирования), оно применяется се­годня в географии, лес­ном и сельском хозяйстве, океанологии и океаногра­фии, при планировке местности под строительство и т. д.

С 1980 г. во Вьетнаме, дистанционное зондирование вначале применялось для создания топографических и специальных карт при использовании космических изображений, полученных с зарубежных спутников СССР и Франции. Аэрокосмические методы используются для мониторинга растительного покрова с 1997 года. За последние десятилетия выполнен большой объем работ в области дистанционного зондирования растительности, в том числе оценки состояния лесов, определения площади лесных земель, прогноза лесных пожаров, создания и обновления топографических карт разных масштабов.

Известно, что антропогенная деятельность сопровождается негативными процессами, такими как эрозия почв, нарушение лесов, загрязнение водной поверхности, и т.д. Все это, как правило, ведет к появлению серьезных локальных и глобальных экологических изменений, которые необходимо анализировать и оценивать, а также прогнозировать их развитие с целью комплексного исследования изучаемой территории земной поверхности и повышения эффективности использования её природных ресурсов. Аэрокосмические методы дают возможности решения задач оценки динамики земной поверхности, в том числе динамики растительности.

Растительные, в том числе лесные ресурсы, являются основным видом природных ресурсов Вьетнама и играют важную роль в экономике страны. Но в условиях возрастающего разностороннего антропогенного воздействия, лесной покров Вьетнама сильно изменяется. Эти изменения отображаются на космических снимках, соответственно актуальной является разработка новых и адаптация существующих методов, которые позволили бы проводить регулярный мониторинг состояния растительности, оценивать и картографировать ее динамику для того, чтобы предпринимать действия по сохранению и восстановлению природных экосистем. Анализ современного состояния вопроса показал, что космические многозональные снимки обладают значительным потенциалом для использования в области мониторинга растительного покрова. В настоящее время, накоплены огромные объемы космической информации, которая обновляется за счет новой с периодом несколько суток, в тоже время во Вьетнаме не хватает методик автоматизированного дешифрирования космических изображений, адаптированных к особенностям его географической зоны, особенно для целей мониторинга растительного покрова. В диссертационной работе автор исследовал вопросы разработки новых автоматизированных технологий, обеспечивающих мониторинг тропической растительности Вьетнама по данным многозональной съемки для оценки ее состояния и динамики.

Актуальность темы настоящей работы, таким образом, обусловлена нерешенностью проблемы информационного обеспечения мониторинга тропической растительности Вьетнама по данным многозональной съемки.

Цель диссертационного исследования состояла в решении актуальной проблемы адаптации и разработки современных методов автоматизированного дешифрирования тропической растительности Вьетнама, с целью оценки её динамики по разновременным космическим многозональным снимкам.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

  • Провести сбор и предварительную обработку данных многозональной съемки на представительные участки территории Вьетнама;
  • Исследовать и сравнить эффективность дешифрирования тропической растительности Вьетнама путем одноуровневой контролируемой классификации и современных методов многоуровневой классификации на основе структурно-пространственной модели исходных изображений;
  • Исследовать возможности разработки новых индексных изображений для дешифрирования видов тропической растительности Вьетнама.

Материалами для исследовательских работ являлись разновременные космические многозональные снимки, полученные со спутника LANDSAT, топографические и тематические карты (географические карты и карты растительности).

Предметом диссертационного исследования являются изучение литературных и картографических материалов, подбор данных и разработка методов автоматизированного дешифрирования растительного покрова на основе разновременных многозональных изображений для цели оценки динамики и охраны лесных ресурсов. Объектом исследования - территория провинции Тхай Нгуен северной части Вьетнама.

Научная новизна работы. В результате выполнения работы впервые исследованы возможности повышения эффективности дешифрирования тропической растительности Вьетнама за счет использования современных методов многоуровневой классификации. Получены спектральные профили 7 основных видов тропической растительности Вьетнама. Разработан индекс вечнозеленого сомкнутого влажного дождевого тропического леса, применение которого позволяет повысить эффективность и оперативность оценки динамики тропической растительности.

На защиту выносятся следующие научные результаты:

  • Методика создания временных рядов тематических изображений на основе многоуровневой классификации для оценки динамики тропической растительности Вьетнама.
  • Алгоритм получения индексного изображения вечнозеленого сомкнутого влажного дождевого тропического леса.
  • Метод оперативного дешифрирования влажных дождевых тропических лесов при отсутствии априорных данных о всех классах объектов на изображении.

Область применения: разработанные методы могут широко использоваться: в автоматизированных системах контроля и прогноза состояния окружающей природной среды; в лесном и сельском хозяйстве, в динамическом картографировании.

Значимость и практическая ценность работы определяются возможностью исследования текущего состояния и динамики наземных природных экосистем с использованием новых методов и алгоритмов обработки информации в целях дальнейшего устойчивого развития Вьетнама.

Соответствие диссертации Паспорту научной специальности. Полученные результаты диссертационной работы соответствуют пункту 4 «Теория и технология дешифрирования изображений с целью исследования природных ресурсов и картографирования объектов исследования» и пункту 5 «Теория и технология получения количественных характеристик динамики природных и техногенных процессов с целью их прогноза» паспорта специальности 25.00.34 «Аэрокосмические исследования Земли, фотограмметрия», в рамках которой и предлагается к защите данная работа.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 64-ой, 65-ой, 66-ой научно-технической конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых, проходивших в Московском государственном университете геодезии и картографии (Москва, 2009, 2010, 2011), а так же на Международной научно-технической конференции, посвященной 230-летию создания МИИГАиК в рамках «Дней защиты от экологической опасности» и «Международного дня охраны окружающей среды» (Москва, 2009).

Структура диссертационной работы. Диссертационная работа включает введение, 4 главы, заключение, список используемой литературы. Основной текст изложен на 143 страницах, включая 17 таблиц, 75 рисунок. Список литературы включает 99 наименований, в том числе 54 русских и 45 иностранных.

По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, 3 из которых в журналах, рекомендованных ВАК.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи работы, её научное и практическое значение. Представлены этапы исследования и структура работы.

Глава 1: АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Первая глава посвящена рассмотрению особенностей тропических растительных ресурсов Вьетнама, состояния и классификации типов растительности. На основе аналитического обзора литературы определены основные задачи мониторинга растительности Вьетнама.

Проанализированы существующие методы дистанционного зондирования растительности, история развития аэрокосмических методов исследования природных ресурсов во Вьетнаме. Сделан вывод о целесообразности использования космических методов и высокой информативности многозональных изображений, достаточной для обеспечения мониторинга растительного покрова Вьетнама.

Рассмотрено существующее в настоящее время программное обеспечение обработки цифровых космических изображений и обосновано использование программного пакета ERDAS IMAGINE. Проведен анализ информативных характеристик изображений с космических спутников серии LANDSAT и определены их возможности при мониторинге природных ресурсов во Вьетнаме.

Глава 2: ИССЛЕДОВАНИЕ И ВЫБОР МЕТОДОВ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ МНОГОЗОНАЛЬНОЙ СЪЕМКИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОЦЕНКИ ДИНАМИКИ ТРОПИЧЕСКОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ВЬЕТНАМА

Во второй главе проанализированы и определены методы предварительной обработки данных разновременной многозональной съемки для автоматизированного формирования временных серий тематических изображений тропической растительности Вьетнама.

Для реализации методов многоуровневой классификации выбрано использование структурно-пространственной модели изображений, блок-схема которой показана на рис.1.

Рис. 1 Блок-схема построения структурно – пространственной модели изображений

Результаты построения структурно-пространственной модели изображений для временной серии их четырех исходных изображений показаны на рис.2.

(а) (б)

(в) (г)

Рис. 2 Результаты построения структурно-пространственной модели изображений 1993 гг. (а), 2000 гг. (б), 2001 гг. (в), 2007 гг. (г). Все изображения получены в ноябре и декабре.

Глава 3: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОЦЕНКИ ДИНАМИКИ ТРОПИЧЕСКОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ВЬЕТНАМА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ МНОГОУРОВНЕВОГО ДЕШИФРИРОВАНИЯ СЕРИИ СНИМКОВ

В третьей главе была исследована эффективность дешифрирования тропической растительности путем контролируемого дешифрирования исходных многозональных изображений и контролируемого дешифрирования на основе многоуровневой классификации с использованием структурно – пространственной модели изображений. Проанализирована динамика тропической растительности Вьетнама по данным результатов дешифрирования. Проведена оценка достоверности дешифрирования по контрольным участкам.

Для дешифрирования серии разновременных многозональных изображений применялась контролируемая классификация гиперпараллелепипедным методом с привлечением классификатора по методу максимального правдоподобия для пикселей, попадающих в разные гиперпараллелепипеды. По данным других исследований при классификации лесной растительности метод максимального правдоподобия показал удовлетворительные результаты. На основе проведенного анализа исследуемой территории были определены классы подлежащих дешифрированию объектов, которые представлены в таблице 1 с едиными условными обозначениями для всех результатов дешифрирования, приведенных в данной диссертационной работе.

Таблица 1

Условные обозначения дешифровочных классов

Название дешифровочных классов Условные обозначения
1 Сомкнутый влажный смешанный лиственно-хвойный субтропический лес
2 Вечнозеленый сомкнутый влажный дождевой тропический лес
3 Многолетний лиственный лес
4 Смешанный лиственный и бамбуковый лес
5 Молодой лес и лесонасаждение
6 Невысокий лес на плоскогорьях
7 Бамбуковый лес
8 Рисовые поля во время созревания урожая
9 Рисовые поля после сбора урожая
10 Другие виды сельскохозяйственной растительности
11 Мелководные объекты гидрографии
12 Глубоководные объекты гидрографии
13 Сельские застройки с древесной растительностью
14 Застройки и пустыри без растительности


Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.