Соколова Е.В. КЛ_АМвЛХ

Е.В. Соколова

АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ И ЛАНДШАФТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

КУРС ЛЕКЦИЙ

Новочеркасск 2008

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“Новочеркасская государственная мелиоративная академия”

Е.В. Соколова

АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ И ЛАНДШАФТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

КУРС ЛЕКЦИЙ

для студентов специальности 250201 «Лесное хозяйство», 250203 «Садово-парковое и ландшафтное строительство»

Новочеркасск 2008

УДК 630. 587

С 594

Соколова Е.В.

С 594 Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве и ландшафтном строительстве. [Текст]: курс лекций для студ. спец. 250201 «Лесное хозяйство», 250203 «Садово-парковое и ландшафтное строительство»./ Е.В. Соколова; Новочерк. гос. мелиор. акад. – Новочеркасск, 2008. – 88с.

Курс лекций составлен по дисциплине ― Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве и ландшафтном строительстве‖ для студентов специальности 250201 «Лесное хозяйство», 250203 «Садово-парковое и ландшафтное строительство» очной формы обучения в соответствии с государственным образовательным стандартом специальности.

ВВЕДЕНИЕ

Лесная авиация и аэрофотосъемка (применение аэрокосмических методов в лесном хозяйстве) - специальная учебная дисциплина лесохозяйственного цикла. Впервые она была введена в 1928 г. в Ленинградской лесотехнической академии. Разработал и читал ее до 1972 г. Г. Г. Самойлович. За истекшие время эта дисциплина непрерывно изменялась и развивалась в соответствии с теми задачами, которые стояли перед лесным хозяйством в различные периоды развития страны. В настоящее время она является обширным самостоятельным курсом, охватывающим различные области знаний.

В России сосредоточена пятая часть лесных ресурсов мира. Значение наших лесов в решении экологических, биосферных и экономических проблем, стоящих как перед страной, так и мировым сообществом, исключительно велико. Но леса в условиях все возрастающего разностороннего антропогенного воздействия на них могут обеспечить выполнение названных выше проблем лишь при условии сохранения их экологического и ресурсного потенциала. Поэтому важнейшей задачей современности является устойчивое управление лесами, обеспечивающее многоцелевое неистощительное лесопользование, охрану, защиту и воспроизводство лесов.

Для устойчивого эффективного управления лесами органам лесного и лесопаркового хозяйства необходима объективная информация о состоянии и динамике лесных экосистем. Для получения информации ежегодно на обширных территориях проводят лесоустройство, инвентаризацию и картографирование лесов, осуществляют комплекс мероприятий по охране их от пожаров, защите от вредителей и болезней, слежению за многоцелевым лесопользованием и воспроизводством лесов.

При выполнении перечисленных задач широко используются аэрокосмические методы - авиация, материалы аэро- и космических съемок и методы, основанные на их применении. Они стали надежной технической основой российского лесоустройства, охраны лесов от пожаров, борьбы с вредителями и болезнями, лесопатологических и иных лесохозяйственных обследований, инвентаризации и картографирования объектов рекреационного лесопользования и садово-паркового хозяйства, при проведении научных исследований, используются на транспортных работах. Создаваемая Государственной лесной службой страны комплексная система мониторинга состояния и динамики лесов базируется на аэрокосмических методах, и создание такой системы в нашей многолесной стране без них было бы просто невозможно.

Благодаря аэрокосмическим методам создано информационное обеспечение, необходимое для организации лесного хозяйства и многоцелевого лесопользования. Материалы изученности лесного фонда позволили также осуществлять комплексные многоплановые исследования в интересах как лесоведения и лесного хозяйства, так и многих других отраслей знаний - от

биосферных до социально-экономических. В частности, они составляют основу при изучении и оценке глобальных процессов, происходящих в северном полушарии, связанных с депонированием и эмиссией углерода - с крупнейшей экологической и социально-экономической проблемой современного мирового сообщества.

Основное содержание курса составляет изучение аэрокосмических средств и методов, применяемых в лесном хозяйстве при изучении, охране, защите лесов, оценке их состояния, а также при лесохозяйственных работах.

Правильное использование аэрокосмических снимков зависит от знания их свойств. В связи с этим данный курс изучает технические средства и процессы аэро- и космических съемок, геометрические, изобразительные и информационные свойства снимков. Количественные и качественные характеристики объектов, изображенных на аэрокосмических снимках, устанавливаются их дешифрированием (интерпретацией) на основе анализа тех признаков, которые присущи тому или иному объекту местности. Для этого необходимо знать закономерности строения древостоев и их полога и использовать взаимосвязь лесных объектов с элементами ландшафта, поэтому данный курс предусматривает изучение морфологической структуры насаждений и масштабов установления взаимосвязей между морфологическими, таксационными показателями, элементами ландшафтов и свойствами объектов местности.

В зависимости от целевого назначения дешифрирование подразделяется на несколько видов. Данный курс включает изучение методов дешифрирования и приборов, необходимых для снятия информации с аэрокосмических снимков.

Перспективы развития народного хозяйства нашей страны ставят перед лесным хозяйством новые сложные задачи, для успешного решения которых требуется дальнейшее изучение неосвоенных лесных массивов и обновление таксационные описаний и планово-картографических материалов. Поэтому данный курс предусматривает изучение методов и технологий инвентаризации лесов и составления лесных карт, базирующихся на применении материалов аэро- и космических съемок.

Аэрометоды используют и для лесоинженерных целей. Широкое применение получила аэрофотосъемка при изысканиях и проектировании лесовозных дорог. Материалы аэро- и космической съемки позволяют более рационально вести полевые работы по изысканною, проектированию и трассированию лесоосушительной сети.

Программой курса предусмотрено изучение летательных аппаратов (самолетов, вертолетов), применяющихся для охраны лесов от пожаров, а также при их тушении, лесопатологических обследованиях, авиахимической борьбе с вредителями леса и пр.

ЛЕКЦИЯ 1, 2 – ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АЭРОСЪЕМКЕ И ЕЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА (4 ЧАСА)

1.1 Сущность и виды аэрофотосъѐмки 1.2 Летательные аппараты, используемые для проведения аэрокосмических съѐмок 1.2.1 Самолѐты и вертолѐты

1.2.2 Космические съѐмочные системы 1.3 Технические средства дистанционных съѐмок

1.3.1 Фотографические средства аэрокосмических съѐмок 1.3.1.1 Аэрофотоаппараты, применяемые при аэрокосмических съѐмках 1.3.1.2 Фотографические материалы 1.3.1.3 Лѐтно-съѐмочный процесс аэрофотосъѐмки

1.3.2 Нефотографические съѐмочные системы

1 . 1 С у щ н о с т ь и в и д ы а э р о ф о т о с ъ ѐ м к и

Аэрофотосъѐмка - процесс получения фотографического изображения с летательных аппаратов, она занимается разработкой методов и средств получения фотоизображения, использованием и совершенствованием летательных аппаратов, разработкой методики фотографирования и определения положения снимков в момент съемки.

Аэро- и космические съѐмки классифицируются по следующим основным показателям: назначению, масштабу фотографирования, методу построения изображения, углу отклонения оптической оси АФА от вертикали, количеству и расположению фотоснимков.

1.По назначению аэрофотосъемку делят на топографическую и специальную. Космическая фотосъемка выполняется преимущественно как специальная. По материалам топографической аэрофотосъемки изготовляются топографические и специальные планы и карты, необходимые многим отраслям народного хозяйства, в том числе органом лесного хозяйства.

Специальные аэро- и космические фотосъѐмки выполняются в целях получения систематической или оперативной информации о земной поверхности, объектах, расположенных на ней (для специальных карт — сельскохозяйственных, почвенных, лесохозяйственных и т.д.)

2.По масштабу фотографирования 1:m выделяют: 1:m > 1:15000 — крупномасштабную;

1:16000 < 1:m < 1:50000 - среднемасштабную;

1:m < 1:51000 - мелкомасштабную;

1:m < 1:20000 - космическая.

3.По способу построения изображения аэрофотосъемку подразделятся на кадровую, щелевую, камеральную.

При кадровом фотографировании изображение местности получают в виде отдельных снимков представляющих центральную проекцию фотографируемой местности (рис. 1.1)

При щелевой фотосъемке изображаемая земная поверхность представляется непрерывной последовательностью изображений, полученных по закону центральной проекции при поступательном перемещении центра проекции

4. По углу отклонения оптической оси от вертикали аэросъемку подразделяют на горизонтальную, плановую, перспективную.

Горизонтальная аэрофотосъемка - это фотосъемка, при которой главная оптическая ось аэрофотоаппарата находится в строго вертикальном положении, а плоскость негатива - в горизонтальном.

При панорамной аэрофотосъемке угол α0, т.е. отклонение оптической оси от вертикали, не превышает 30. (α < 3). Плановая аэрофотосъѐмка является основной при создании топографических планов и карт, инженерных изысканиях и различных исследованиях.

При перспективной фотосъемке углы наклона оптической оси задаются в зависимости от назначения съемки и числа одновременно используемых аэрофотоаппаратов, т.е. отклонение оптической оси от вертикали превышает 30

(α > 3).

Рисунок 1.4 - Угол наклона аэрофотосъемки в момент фотографирования.

5. По числу и расположению аэрофотоснимков различают: однокадровую, маршрутную и многомаршрутную аэрофотосъѐмку. Космическая фотосъемка, как правило, однокадровая или маршрутная.

При однокадровой фотосъемке участки местности фотографируют на отдельные, не связанные друг с другом снимки.

При маршрутной фотосъемке фотографируется полоса местности по направлению полета летательного аппарата.

Участки земной поверхности, непокрываемые аэрофотоснимками одного маршрута, фотографируются с нескольких параллельных маршрутов, т.е. с использованием многомаршрутной аэрофотосъѐмке.

1 . 2 Л е т а т е л ь н ы е а п п а р а т ы , и с п о л ь з у е м ы е д л я п р о в е д е н и я а э р о к о с м и ч е с к и х с ъ ѐ м о к

1 . 2 . 1 С а м о л ѐ т ы и в е р т о л ѐ т ы

К самолетам, применяемым в лесном хозяйстве, предъявляются различные требования. Прежде всего у них должны быть достаточно просторные кабины и салоны для свободного размещения экипажа, аэрофотосъем-