RU2009115787A

RU2009115787A - METHOD FOR DETERMINING ECOLOGICAL STATE OF FORESTS

Info

Publication number: RU2009115787A
Application number: RU2009115787/21A
Authority: RU
Inventors: Валерий Григорьевич Бондур (RU); Валерий Григорьевич Бондур; Владимир Евгеньевич Воробьев (RU); Владимир Евгеньевич Воробьев; Елена Валентиновна Черепанова (RU); Елена Валентиновна Черепанова; Вячеслав Федорович Давыдов (RU); Вячеслав Федорович Давыдов; Евгений Геннадиевич Комаров (RU); Евгений Геннадиевич Комаров; Вера Алексеевна Фролова (RU); Вера Алексеевна Фролова
Original assignee: Государственное учреждение "Научный центр Проблем аэрокосмического мониторинга"-ЦПАМ "АЭРОКОСМОС" (RU); Государственное учреждение "Научный центр проблем аэрокосмического мониторинга"-ЦПАМ "АЭРОКОСМОС"
Priority date: 2009-04-27
Filing date: 2009-04-27
Publication date: 2010-11-10
Also published as: RU2416192C2

Abstract

Способ определения экологического состояния лесов, включающий их зондирование с аэрокосмического носителя, измерение коэффициента спектральной яркости (КСЯ) древесного полога, вычисление по измеренным значениям КСЯ, индексов жизненности (g) и красного поражения (г), получение двухмерных изображений поля яркости I(x,y) древесного полога в зеленой (G) и красной (R) полосе видимого диапазона, оценку состояния лесных массивов по измеренным значениям КСЯ и I(x,y), отличающийся тем, что осуществляют синхронное измерение КСЯ и I(x,y) одних и тех же участков, соосно установленными на подвижной телеуправляемой платформе спектрометром и цифровыми камерами G и R диапазонов, поля зрения которых совмещены, вычисляют вегетационный индекс (NDVI) насаждения анализируемого участка в ближнем ИК диапазоне, формируют результирующую матрицу изображения путем попиксельного сложения матриц изображений (G) и (R), программной обработкой сигнала матриц изображений вычисляют среднюю частоту пространственных спектров результирующей матрицы и матрицы (R) соответственно Fcp0, FcpR, а также площади рельефов древесных пологов Sp0 и SpR, рассчитывают характеристики древостоев участка, полноту П0, ПR и диаметр кроны среднего дерева D0=1/Fcp0, DR=1/FcpR определяют весовой коэффициент α через отношения α=(ПR/П0)(DR/D0)1,2 коэффициента запаса ослабленных деревьев ПRDR 1,2 к общему коэффициентному запаса участка П0D0 1,2, а степень ослабленности Q древостоя участка определяют по регрессионной зависимости, прокалиброванной по измерениям эталонных участков, вида: ! Q=0,6(gNDVI)-1(r(1-NDVI))1,3(ПR/П0)(DR/D0)1,2. A method for determining the ecological state of forests, including their sounding from an aerospace carrier, measuring the spectral brightness coefficient (QJC) of the canopy, calculating the measured QWS, vitality indices (g) and red damage (g), obtaining two-dimensional images of the brightness field I (x, y) the canopy in the green (G) and red (R) strip of the visible range, assessing the state of the forests using the measured values of the QWF and I (x, y), characterized in that they carry out synchronous measurement of the QWW and I (x, y) of one the same area c, coaxially mounted on a mobile telecontrolled platform spectrometer and digital cameras of G and R ranges, the field of view of which are combined, calculate the vegetation index (NDVI) of the plantings of the analyzed area in the near IR range, form the resulting image matrix by pixel-by-pixel addition of image matrices (G) and ( R), software processing the signal of the image matrices calculates the average frequency of the spatial spectra of the resulting matrix and matrix (R), respectively, Fcp0, FcpR, as well as the area of the reliefs of the tree of the canopies Sp0 and SpR, the characteristics of the stand stands are calculated, the completeness П0, PR and the crown diameter of the middle tree D0 = 1 / Fcp0, DR = 1 / FcpR determine the weight coefficient α through the relations α = (PR / П0) (DR / D0) 1, 2 reserve factors of weakened trees PRDR 1,2 to the total reserve coefficient of the site П0D0 1,2, and the degree of weakening Q of the stand stand is determined by the regression dependence, calibrated by measurements of the reference sites, of the form:! Q = 0.6 (gNDVI) -1 (r (1-NDVI)) 1.3 (PR / P0) (DR / D0) 1.2.

Claims

A method for determining the ecological state of forests, including their sounding from an aerospace carrier, measuring the spectral brightness coefficient (QJC) of the canopy, calculating the measured QWS, vitality indices (g) and red damage (g), obtaining two-dimensional images of the brightness field I (x, y) the canopy in the green (G) and red (R) strip of the visible range, assessing the state of the forests by the measured values of the QWF and I (x, y), characterized in that they carry out synchronous measurement of the QWW and I (x, y) of one the same area c, coaxially mounted on a mobile telecontrolled platform spectrometer and digital cameras of G and R ranges, the field of view of which are combined, calculate the vegetation index (NDVI) of the plantings of the analyzed area in the near IR range, form the resulting image matrix by pixel-by-pixel addition of image matrices (G) and ( R), image processing software matrices calculated signal mean frequency spatial spectra resulting matrix and the matrix (R), respectively, F _cp0, F _cpR, as well as area relief woody s canopies S _p0 and S _pR, calculated characteristics stands portion completeness P _0, P _R, and the diameter of the average tree crowns D ₀ = 1 / F _cp0, D _R = 1 / F _cpR determined weighting coefficient α through the relationship α = (U _R / П ₀ ) (D _R / D ₀ ) ^1.2 the reserve coefficient of weakened trees П _R D _R ^1.2 to the total reserve coefficient of the plot П ₀ D ₀ ^1.2 , and the degree of weakening Q of the forest stand is determined by the regression dependence, calibrated according to measurements of reference areas, type:

Q = 0.6 (gNDVI) ^-1 (r (1-NDVI)) ^1.3 (P _R / P ₀ ) (D _R / D ₀ ) ^1.2 .