Соколова Е.В. КЛ_АМвЛХ

Н - высота фотографирования, мм) для вычисления вертикального масштаба в линейных величинах используют формулу:

Установление высоты древостоя этим способом требует тщательной тренировки исполнителей в определении стереоскопической высоты.

Средний диаметр древостоя. При аналитическом дешифрировании аэроснимков этот показатель определяют по установленной на основе натурных работ корреляционной связи между диаметром кроны и диаметром на высоте груди (преимущественно выражается уравнением кубической параболы). Связи эти достаточно тесные, причем диаметр кроны и высоту древостоя находят непосредственно по аэрофотоснимку.

5 . 4 И з м е р и т е л ь н о е д е ш и ф р и р о в а н и е

Его применяют в сочетании с аналитическим в основном для определения средней высоты древостоев, диаметра проекции крон, сомкнутости полога, состава и запаса древостоев.

Сомкнутость полога в относительных величинах оценивают глазомерно, исходя из соотношений площадей, занятых проекциями крон, и промежутками между ними. Критерием оценки сомкнутости может быть также степень стереоскопической просматриваемости насаждений, выражаемая в долях средней высоты древостоя, например, 1/3/7, 1/2/г и т.д. Полнота и сомкнутость полога редко совпадают, тем не менее, многолетняя практика использования аэрофотоснимков показывает, что при надлежащей наземной тренировке с аэроснимками в лесу полнота насаждений дешифрируется с наименьшими погрешностями по сравнению с другими таксационными показателями; обычно а = ±0,1 единицы полноты, как и при наземной глазомерной таксации. Сомкнутость полога определяют по снимкам с помощью эталонов (шкал), точечных и линейных пометок, измерением изображений проекций крон и промежутков между ними.

Состав и тип леса определяют с учетом комплекса взаимосвязанных при знаков: состава, класса бонитета, рельефа, почвогрунтов, увлажнения, особенностей строения полога древостоя и взаимного расположения объектов дешифрируемого участка с другими. Дешифрирование типа леса фактически сводите; к определению типа условий местопроизрастания. Часто показателем лучших условий местопроизрастания и производительности может служить значительная примесь в составе хвойных деревьев лиственных пород - осины, липы и др.

Большое значение для дешифрирования лесорастительных условий и классов, бонитета может иметь правильно составленная на ландшафтной ос-

нове для данного лесхоза или района схема типов леса или типов условий место произрастания. Состав древостоя определяют подсчетом числа видимых в пологе крон разных древесных пород, для чего используют кружковые или точные палетки.

Запас древостоя. Непосредственно при дешифрировании этот показатель не определяется. В процессе аналитического дешифрирования его устанавливают по стандартной таблице сумм площадей, сечений и запасов или по таблице хода роста. Поскольку по таблице запас определяют с учетом породы, средней высоты и полноты древостоя, точность определения его зависит от точности дешифрирования перечисленных показателей.

Высота древостоя. Измерительным методом этот показатель определяют по длине теней, параллактическому смещению вершины дерева от основания и разности продольных параллаксов. Для определения высоты отдельных деревьев и древостоев по длине теней нужно знать масштаб местности, относительную длину тени, а также рельеф местности. Высоту дерева определяют по формуле:

где l - длина тени от дерева на аэрофотоснимке, мм; т - знаменатель численного масштаба аэрофотоснимка; φ - относительная длина тени.

Длину теней на снимке определяют с помощью измерительного клина и лупы, шкалы отрезков.

Определение высоты деревьев по параллактическому смещению основано на свойстве аэроснимка как центральной проекции, обуславливающем смещение изображения точек, расположенных выше начальной плоскости. Чем дальше дерево от центра снимка, тем смещение его вершины больше и высота определяется точнее; чем крупнее масштаб аэроснимка, тем точнее замер высот.

Вычисляют высоту по формуле:

где: - величина смещения вершины дерева от его основания на аэроснимке, мм; Н - высота фотографирования; r - расстояние от центра аэроснимка до изображения вершины дерева, мм.

Диаметру крон измеряют как по одиночным снимкам, так и по стереопаре. Для этого используют стереоизмерительные и простейшие приборы, измерительные лупы, линейки, шкалы отрезков.

5 . 5 О с н о в ы л а н д ш а ф т н о г о д е ш и ф р и р о в а н и я

Ландшафт - генетически однородный природно-территориальный комплекс (ПТК) с одинаковыми геологическим фундаментом и климатом, одним типом рельефа. Ландшафт состоит из свойственного ему набора динамически сопряженных и закономерно повторяющихся в пространстве основных и вторичных урочищ. В морфологическом отношении ландшафт слагается из местностей, урочищ, подурочищ, фаций, которые повторяются в его пределах в виде обособленных частей.

Несколько смежных примыкающих друг к другу фаций составляют более сложный по структуре природный комплекс - урочище, два или более сопряженные урочища - местность или ландшафт. Фации, имеющие относительно небольшую величину (размер), могут быть выделены лишь по аэрофотоснимкам крупных и средних масштабов при разрешении на местности 1 - 2 м. В случае дешифрирования аэрофотоснимков мелких масштабов выделяют обычно сочетания фаций - урочища. Урочищам присуща генетическая однородность, основанная на приуроченности к отдельным элементам мезоформ рельефа или целиком к мезоформам (моренным холмам, сопкам, балкам, холмам, дюнам, котловинам, долинам молодых рек, террасам и т.д. с амплитудами высот до нескольких десятков метром). Они надежно выделяются при разрешении съемочных материалов не менее 5-20 м. В пределах урочищ наблюдается определенный порядок во взаимном распределении фаций.

Более крупный элемент структуры ландшафта - местность. Каждая из них имеет определенный набор основных и второстепенных урочищ.

Для надежного выделения местностей разрешающая способность материалов дистанционных съемок должна быть не менее 20 - 100 м.

Ландшафт - основная исходная единица в системе ПТК, занимающего сотни, иногда тысячи квадратных километров. Для ландшафта характерны индивидуальные признаки и свойства, которые выражаются его внешней структурой - набором имеющихся в нем урочищ. Появление не свойственных ему урочищ свидетельствует о том, что это уже другой ландшафт, поэтому окончательные границы ландшафта устанавливают после выявления его структуры. Изучение и территориальные ограничения ландшафтов необходимы прежде всего для определения зоны экстраполяции признаков дешиф-

рирования. Для выделения. Для выделения ландшафтов могут быть применены материалы космических съемок с разрешением в сотни метров.

Задача ландшафтного дешифрирования - выявление объективно существующих границ пространственно обособленных ПТК.

Наблюдаемые на аэрокосмических снимках границы подразделяют на две крупные категории: природные границы, обусловленные рельефом, литологией, гидрологическими и другими особенностями; случайные временные границы, связанные с действием разовых антропогенных или природных факторов (рубка леса, пожары, ветровалы, поврежденные леса вредителями и пр.) существенно не изменяющих литогенную основу. Временным границам во многих случаях присуща четкость различий, как в натуре, так и на аэрокосмических снимках.

ПТК характеризуются совмещенностью границ литогенной основы, почв и лесного фитоценоза. Это позволяет на основе ландшафтного дешифрирования картографировать почвы, типы леса и условий местопроизрастания, устанавливать характеристику лесов по составу и пр. При этом растительность используют как индикатор для дешифрирования состава и производительности леса.

В настоящее время накоплен определенный опыт дешифрирования аэрокосмических снимков на ландшафтной основе при лесоинвентаризационных работах на основе сочетания аналитического и измерительного дешифрирования и наземных таксационных работ.

Контрольные вопросы

1.Что называется дешифрированием и его задачи?

2.В чем заключается комбинированный метод дешифрирования?

3.Что относится к прямым дешифровочным признакам?

4.На чем основывается аналитическое дешифрирование?

5.Что такое эталоны дешифрирования?

6.Как определяют высоту древостоя?

7.В чем состоит основная задача ландшафтного дешифрирования?

8.Что называется фацией, местностью?

ЛЕКЦИЯ 6 - ПРИМЕНЕНИЕ АЭРОСНИМКОВ ДЛЯ ЛЕСОИНЖЕНЕРНЫХ ЦЕЛЕЙ (2 ЧАСА)

6.1 Применение аэроснимков и космических фотоснимков (КФС) в гидромелиорации

6.2 Изыскание и проектирование лесоосушительной мелиорации с использованием аэрофотоснимков

6.3 Применение материалов аэрофотосъемки при проектировании лесовозных дорог.

6 . 1 П р и м е н е н и е а э р о с н и м к о в и к о с м и ч е с к и е ф о т о с н и м к о в ( К Ф С ) в г и д р о м е л и о р а ц и и

Для повышения продуктивности лесов, произрастающих на болотах и заболоченных землях, проводится осушение (гидромелиорация) территории. С целью составления проектно-технической документации для производства работ по осушению проводится общее лесомелиоративное обследование таких земель с использованием материалов аэро- и космической фотосъемок. КФС в лесоосушении целесообразно применять в стадии общего обследования для выявления мелиоративного фонда, определения ориентировочных объемов, технических возможностей и очередности его осушения, стоимости мелиоративных работ, а также составления планов гидрографической сети и водосборных площадей в масштабах 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000 и

карт-схем лесоосушительных мероприятий в масштабе 1:100000 и крупнее. Наиболее пригодными для решения этих задач являются цветные спек-

трозональные и черно-белые фотоснимки с разрешением на местности 6-10 м, а также материалы выборочной аэрофотосъемки, используемые для детализации дешифрирования площадей гидролесомелиоративного фонда (ГЛМФ) по КФС. Объекты лесоосушения дешифрируются по КФС по комплексу дешифровочных признаков: цвету (тону) изображения, форме, размерам, характеру размещения объектов, тени, рисунку изображения и др. При этом признаки дешифрирования по КФС подразделяют на ландшафтные, фотометрические и структурные (морфологические).

Ландшафтные признаки должны отображать особенности ландшафта: встречаемость избыточно увлажненных типов леса,; взаимосвязь лесообразующих пород и типов лесорастительных условий по степени их увлажнения; зависимость избыточно увлажненных типов леса от высоты над уровнем моря и от элементов микро и мезорельефа; распределение древесных пород и типов леса с различной увлажненностью почвогрунтов по склонам разных экспозиций и крутизны; производительность избыточно увлажненных насаждений по типам лесорастительных условий.

При описании морфологической структуры ландшафтов обращают внимание на характер закономерностей сочетания их более мелких единиц ПТК (местность, урочище и фации) с более высокими рангами, а также их приуроченности к элементам рельефа и условиям увлажнения в зависимости от проточности и уровня грунтовых вод.

Наряду с этим проводят исследования почвенно-гидрологических условий и устанавливают статистические зависимости между распространенностью различных типов почв и типов лесорастительных условий определенного гидрологического состояния.

В итоге полевых ландшафтно - топографических исследований территории; гидролесомелиоративного освоения составляют таблицы различных особенностей ландшафта и на основе анализа данных этих таблиц составляют обобщенную таблицу ландшафтных признаков дешифрирования. Кроме того, изучаю фотометрические и структурные признаки дешифрирования, оценивают по результатам анализа исследований фотометрические и морфологические характеристики. Статистическую обработку изученных признаков выполняют на ЭВМ что позволяет определить информативность фотоснимков и возможность дешифрирования площадей гидролесомелиоративного освоения.

На основании статистической обработки и анализа полученных материалов составляют таблицу признаков дешифрирования площадей ГЛМФ (государственного лесомелиоративного фонда).

Дешифрирование ГЛМФ начинают с выявления крупной и мелкой гидрографической сети - озер, больших и малых рек, ручьев и временно действующих водотоков, действующей осушительной сети, уточнения их планового положения и размеров, определения возможности использования их в качества водоприемников и выбора направлений трасс магистральных каналов. При дешифрировании гидрографическую сеть рассматривают сначала в общих чертах с выявлением наиболее характерных свойств, а затем анализируют детали.

Для целей контурного дешифрирования выделов ГЛМФ важное значение имеет установление по КФС границ таких элементов микро- и мезорельефа, как ложбины, тальвеги, логии, западины, мелкие русла и другие понижения, которые в значительной мере определяют структуру системы естественных путей стока воды и гидрологический режим площадей мелиоративного освоения.

Процесс дешифрирования объекта гидромелиорации можно разделить на четыре этапа: общий обзор и анализ гидрологического состояния местности, выявление топографических объектов, генерализация выделов ГЛМФ с аналогичной гидрологической характеристикой на КФС мелких и средних масштабов, детализация выделов на КФС крупных масштабов.

На первом этапе дешифрирования анализируют по стереомодели наличие и характер гидрографической сети, особенности рельефа, степень заболоченности, категории водотоков и направления стока воды; выявляют характер увлажнения лесных и нелесных площадей, представленность категорий площадей в зависимости от их гидрологического состояния.

На втором этапе дешифрируют топографические объекты: на КФС на носят дороги, гидрографическую сеть, населенные пункты; оконтуривают нелесные площади - пашни, сенокосы, болота, и непокрытые лесные площади - вырубки, гари, пустыри и прогалины.

На третьем этапе разделяют гидрологические участки (кварталы) на генерализованные выделы, которые объединяют несколько таксационных участков с аналогичными гидрологическими показателями и близкими типами лесорастительных условий. Границы генерализованных выделов устанавливают по ландшафтно-гидрологическим признакам дешифрирования, отображающим закономерности распространения типов лесорастительных условий и типов леса в зависимости от геоморфологической и гидрологической структуры ландшафта. Обычно границы генерализованных выделов проходят по естественным рубежам - водоразделам, тальвегам и выраженным элементам рельефа.

Четвертый этап - это детализированное описание ограниченных генерализованных выделов ГЛМФ. На этом этапе генерализованные выделы разграничивают на максимально однородные по таксационной характеристике и гидрологическому состоянию участки. Используя ландшафтногидрологические, фотометрические и структурные признаки дешифрирования, определяют различия между гидрологическими и таксационными характеристиками выделов ГЛМФ.

В итоге проведенных полевых и камеральных работ составляют карту - схему лесоосушительных мероприятий масштаба 1:100000, карту - схему первой очереди строительства масштаба 1:25000 с раскраской ГЛМФ по породам в два тона, ведомости — характеристики выделов ГЛМФ, планы (выкопировки) водосборных площадей по объектам лесомелиоративного освое-

ния масштабов 1:25000, 1:50000, 1:100000.

Схему общих лесомелиоративных обследований составляют в масштабе 1:100000 по областям (республикам) в целом, по отдельным лесхозам или группе лесхозов, образующих единый гидрологический район.

Планово - картографические материалы используют в дальнейшем органы лесного хозяйства и проектные организации при планировании и проектировании лесоосушения. Материалы аэрокосмической съемки применяют еще для оценки состояния и функционирующей способности старой лесоосушительной сети как основы для планирования работ по ее инвентаризации и реконструкции. Оценку состояния и функционирующей способности лесоосушительной сети целесообразно выполнять по спектрозональным фотоснимкам, так как они обладают большими информационными возможностями для качественной характеристики лесоосушительных систем, чем чер- но-белые фотоснимки. Материалы аэрофотосъемки необходимо использовать, поскольку они повышают достоверность результатов дешифрирования КФС.

Для составления проекта осушения необходимо иметь планы размещения мелиоративного фонда, гидрографической сети, местности в горизонта-

лях (топографический план), план оторфования, почвенную карту и др. Для получения перечисленных материалов проводят лесоводственно - мелиоративные, гидрографические, гидрологические и гидротехнические изыскания, основываясь на дешифрировании космических фотоснимков и аэрофотоснимков масштаба 1:10000 или 1:15000.

Лесоводственно-мелиоративные изыскания выполняют для выявления

иуточнения ГЛМФ - болот, заболоченных и избыточно-увлажненных земель, требующих осушения.

Лесотаксационную и лесотипологическую характеристики этих площадей устанавливают при дешифрировании аэрофотоснимков. Дешифрирование ГЛМФ, как и лесного фонда, ведут по комплексу взаимосвязанных прямых и косвенных признаков. Избыточно увлажненные площади приурочены в основном к пониженным и малоуклонным элементам рельефа - слабопроточным западинам и котловинам, межгрядковым понижениям, пологим склонам и террасам; исключение составляют верховые болота в водоразделах.

Гидрографическую сеть дешифрируют одновременно с дешифрированием ГЛМФ в определенной последовательности: выявляют плановое понижение, размеры и состояние крупных рек и речек, которые могут быть использованы в качестве водоприемников, затем ручьев, предназначенных под магистральные каналы, и мелкой гидрографической сети - временно действующих первичных водотоков, используемых под собиратели или в качестве осушителей. Временно действующие первичные водотоки по степени проточности, заболоченности почвы и видовому составу растительности подразделяются на проточные, полупроточные и слабопроточные.

На основе дешифрирования аэрофотоснимков по каждому объекту мелиорации составляют план гидрографической сети.

Дешифрирование почвогрунтов в практике лесоосушительной мелиорации необходимо для правильного проектирования продольных и поперечных профилей каналов, оценки условий проходимости мелиоративной техники и проектирования лесных дорог. Почвенно-грунтовые условия (типы почв и глубина торфа) устанавливают по материалам лесоустройства, геоморфологическим и почвенным картам дешифрированием аэрофотоснимков

инепосредственным шурфованием. Дешифрирование сводится к установлению (по косвенным признакам) и оконтуриванию границ площадей с различными типами почвогрунтов. На основании полученных данных составляют схематическую почвенную карту, которую потом используют для предварительного проектирования осушительной сети.

Топографические изыскания - одна из наиболее важных и трудоемких операций в гидролесомелиоративном проектировании. Детальность изучения рельефа осушаемой территории зависит от способа осушения. Лесные земли осушают сетью открытых самотечных каналов. Для правильного проектирования такой осушительной сети, требуется план в горизонталях с сечением рельефа через 1-2 м на избыточно увлажненных площадях и через 2-5 м на

суходолах. Этим требованием и определяется разный подход к получению данных о рельефе для тех и других площадей.

Для предварительного проектирования осушительной сети план в горизонталях составляют одним из принятых в аэрофотогеодезии способов: глазомерно - стереоскопическим с предварительным высотным обоснованием аэрофотоснимков по топографическим картам, комбинированным, упрощен- но-комбинированным и стереофотограмметрическим с предварительным высотным обоснованием аэрофотоснимков, с прокладкой в натуре нивелирных ходов.

Применение того или иного способа для получения плана в горизонтах зависит от сложности объекта осушения, наличия приборов и квалификации кадров. Во всех случаях нивелирные и съемочные ходы прокладывают по мере возможности по первичным водотокам, пониженным местам мезорельефа, участкам мелиоративного фонда с таким расчетом, чтобы использовать их в качестве трасс водоотводящей сети.

Затем составляют рабочий план, на который наносят просечную и визирную сети, дороги, мелиоративные выделы, гидрографическую сеть и др. На нем проектируют плановое положение осушительных каналов по способу совмещения их трасс со съемочными ходами. Ходовые линии съемок, прокладываемые обычно для обоснования проекта осушения максимально совмещают с трассами осушительных каналов, проектируют осушительную сеть, а на ее основе - съемочные ходы.

После составления совмещенного проекта планового размещения осушительной сети и съемочных ходов приступают к трассированию осушительной сети в натуре и полевым изысканиям по трассам каналов.

6 . 3 П р и м е н е н и е м а т е р и а л о в а э р о ф о т о с ъ е м к и п р и п р о е к т и р о в а н и и л е с о в о з н ы х д о р о г

Лесозаготовительные предприятия проектируют прежде всего на основе использования материалов аэрофотосъемки разных масштабов в зависимости от характера и назначения объекта. Комплекс проектноизыскательских работ выполняют в 2 стадии: составляют проектное задание

иразрабатывают рабочие чертежи.

Всовременной практике проектно-изыскательских работ в основном применяют технологическую схему, по которой в полевой период для проектного задания осуществляют маршрутную аэрофотосъемку с аэрорадионивелированием вдоль трассы дороги в масштабе 1:10000 - 1:2000.

Вкамеральный период по этим аэрофотоснимкам составляют уточненную фотосхему масштаба 1:5000 с рисовкой рельефа с сечением через 1 м на основе топокарт и данных аэрорадионивелирования. По уточненным фотосхемам масштаба 1:5000 камерально трассируют дороги и вычерчивают профили. Перед разработкой рабочих чертежей выполняют окончательные изыскания дороги по выносу трассы в натуру с проведением необходимых до-