RU2756377C1 - Способ экологической оценки зеленых насаждений улиц и городских дорог с применением материалов дистанционного зондирования Земли и геоинформационных технологий - Google Patents
Способ экологической оценки зеленых насаждений улиц и городских дорог с применением материалов дистанционного зондирования Земли и геоинформационных технологий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2756377C1 RU2756377C1 RU2020140199A RU2020140199A RU2756377C1 RU 2756377 C1 RU2756377 C1 RU 2756377C1 RU 2020140199 A RU2020140199 A RU 2020140199A RU 2020140199 A RU2020140199 A RU 2020140199A RU 2756377 C1 RU2756377 C1 RU 2756377C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- state
- streets
- geoecological
- green spaces
- city
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G23/00—Forestry
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для экологической оценки высокоствольных зеленых насаждений улиц и городских дорог. Сущность: выполняют камеральное дешифрирование данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) на территории города. Заполняют базу данных высокоствольных зеленых насаждений. Рассчитывают индекс геоэкологического состояния высокоствольных зеленых насаждений. Результаты вычислений представляют на цифровой карте. Синхронно с камеральным дешифрированием данных ДДЗ выполняют камеральное обследование улиц и городских дорог с использованием материалов панорамной уличной фотосъемки. Определяют индекс геоэкологического состояния для каждого конкретного дерева. Составляют цифровые карты, отражающие геоэкологическое состояние каждого конкретного дерева. Технический результат: ускорение процесса получения и обновления сведений о пространственном положении и экологическом состоянии зон озеленения вдоль улиц и городских дорог. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области получения и компьютерной обработки данных об объектах, имеющих пространственную (координатную) привязку. Область использования: управление озеленением; оценка состояния объектов озеленения, имеющих линейную структуру (зеленые зоны вдоль улиц, дорог, водоохранные и защитные лесополосы и пр.).
Из предшествующего уровня техники известен 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 (r), получение двухмерных изображений поля яркости I (х, у) древесного полога в зеленой (G) и красной (R) полосе видимого диапазона, оценку состояния лесных массивов по измеренным значениям КСЯ и I (х, у), отличающийся тем, что осуществляют синхронное измерение КСЯ и I (х, у) 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 (О) 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 1,2к 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. RU2416192C2, A01G 23/00, 27.04.2009.
Недостатки аналога:
- необходимость использования в качестве источников исходных данных материалов ДЗЗ, выполненных в различных зонах спектра, что требует повышенных финансовых затрат на проведение работ, а также привлечения узких специалистов для их обработки;
- отсутствие возможности проведения экологической оценки состояния каждого конкретного дерева, что особенно важно для городских зеленых насаждений.
Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ экологического измерения сторон березняка городского сквера по флуктуирующей асимметрии листьев, взятый в качестве прототипа, сущность которого заключается в том, что в городском сквере вытянутой формы выделяют на каждой удлиненной стороне не менее пяти учетных деревьев березы, затем по четырем сторонам света на учетных деревьях березы выделяются висячие укороченные ветви с листьями с флуктуирующей асимметрией, измеряют высоту от середины вертикально висячей укороченной ветви до поверхности почвы, расстояние от этой ветви до автомобильной дороги и обхват ствола каждой учетной березы на высоте 1,5 м от поверхности почвы, далее проводят статистическое моделирование с построением статистических моделей по каждому из измеренных параметров с определением коэффициента корреляции, а сравнительную оценку состояния территории по сторонам городского сквера проводят по отношению полученных коэффициентов корреляции по двум сторонам городского сквера. RU(11)2549779(13)C2 A01G 23/00 (2006.01).
Предлагаемый способ направлен на устранение следующих недостатков:
- необходимость использования в качестве источников исходных данных материалов ДЗЗ, выполненных в различных зонах спектра, что требует повышенных финансовых затрат на проведение работ, а также привлечения узких специалистов для их обработки;
- отсутствие возможности проведения экологической оценки состояния каждого конкретного дерева, что особенно важно для городских зеленых насаждений;
- ориентация на одну определенную породу дерева, в то время как городское озеленение отличается разнообразным видовым составом;
- отсутствие возможности определения точного местоположения каждого отдельного дерева.
Способ заключается в определении экологических характеристик зеленых насаждений улиц и городских дорог с использованием свободно распространяемых (бесплатных) данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) и геоинформационных технологий (ГИС-технологий).
В основу предлагаемого способа инвентаризации и экологической оценки зеленых насаждений улиц и городских дорог с применением материалов дистанционного зондирования Земли и геоинформационных технологий положена задача ускорения и удешевления процесса получения и обновления сведений о пространственном положении и экологическом состоянии зон озеленения вдоль улиц и городских дорог.
Существенными признаками, характеризующими изобретение, являются:
- комплексное использование свободно распростираемых материалов ДЗЗ на территорию населенного пункта и материалов панорамной уличной фотосъемки, предлагаемой открытыми картографическими сервисами Gooole или Яндекс;
- расчет интегрального экологического показателя состояния каждого отдельного дерева;
- представление результатов исследований в виде цифровых карт городского озеленения.
Перечисленные признаки обеспечивают получение технического результата во всех случаях, на которое распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Реализация патентуемого способа осуществляется путем комплексного использования материалов ДЗЗ на территорию города и материалов панорамной уличной фотосъемки, полученных с бесплатных картографических сервисов (Google Maps, Яндекс.Карты) для сбора исходных сведений, необходимых для расчета индекса геоэкологического состояния зеленых зон вдоль улиц и городских дорог (см. фиг. 1).
Обработка полученных материалов ДЗЗ для вычисления и картографирования индекса геоэкологического состояния зеленых зон, размещенных вдоль улиц и городских дорог, выполняется в среде ГИС. Общая технологическая последовательность оценки геоэкологического состояния зеленых зон вдоль улиц и городских дорог приведена на фиг. 2.
Результатом процесса обработки материалов ДЗЗ является специализированная база данных о зеленых зонах. Она дополняется семантической информацией об основных характеристиках деревьев, растущих в ее границах. Для этого используются материалы панорамной уличной фотосъемки.
Третьим этапом является оценка состояния каждой конкретной зеленой зоны района работ и состояния каждого отдельного дерева в ее границах. Общая последовательность действий представлена на фиг. 3.
В результате расчетов определяется индекс геоэкологического состояния для каждого конкретного дерева в границах зеленой зоны, а также для каждой зеленой зоны в целом. Расчет геоэкологического состояния для каждого конкретного дерева осуществляется по формуле (1):
где Gs – индекс геоэкологического состояния дерева;
Ln - индекс жизненного состояния дерева;
Pd – индекс степени повреждения дерева насекомыми-вредителями и болезнями леса;
Ips – индекс рациональности размещения дерева.
Индекс жизненного состояния дерева Ln и индекс степени повреждения дерева насекомыми-вредителями и болезнями леса Pd оцениваются в соответствии с формулами, предложенными В. А. Алексеевым и традиционно применяемыми в современном российском лесоведении при проведении подобных исследований [Алексеев В. А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. - 1989. - No 4. - С. 51-57.].
Индекс рациональности размещения дерева Ips определяется с учетом действующего СНиП [СНиП 2.07.01-89. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. М.: Госстандарт. - 2011. - С. 174.], который регламентирует размещение городских зеленых насаждений относительно зданий и сооружений.
Индекс геоэкологического состояния зеленой зоны в целом определяется как медианное значение индексов геоэкологического состояния деревьев, произрастающих в ее границах.
Рассчитанные индексы геоэкологического состояния зеленой зоны и отдельных деревьев в ее границах заносятся в специализированную базу данных зеленой зоны. Это дает возможность осуществлять их моделирование с использованием приемов пространственного анализа и отображать результаты моделирования на цифровых картах, формируя, таким образом, информационное обеспечение мероприятий по мониторингу и содержанию зеленой зоны.
На завершающем этапе результаты инвентаризации и оценки геоэкологического состояния зеленых зон отображаются в виде цифровых схем озеленения, которые являются конечным продуктом, предоставляемым специалистам в области управления зелеными насаждениями (фиг. 4).
Разработанный способ обеспечивает достаточно оперативное и малозатратное получение сведений, достаточных для оценки состояния зеленых зон вдоль улиц и городских дорог, и планирования мероприятий по их поддержанию в оптимальном состоянии.
Claims (1)
- Способ экологической оценки высокоствольных зеленых насаждений улиц и городских дорог, при котором выполняют камеральное дешифрирование данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) на территории города, заполняют базу данных высокоствольных зеленых насаждений, рассчитывают индекс геоэкологического состояния высокоствольных зеленых насаждений и представляют результаты вычислений на цифровой карте, отличающийся тем, что камеральное дешифрирование данных ДЗЗ выполняют синхронно с камеральным обследованием улиц и городских дорог с использованием материалов свободно распространяемой панорамной уличной фотосъемки, определяют индекс геоэкологического состояния для каждого конкретного дерева и составляют цифровые карты, отражающие геоэкологическое состояние каждого конкретного дерева.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020140199A RU2756377C1 (ru) | 2020-12-08 | 2020-12-08 | Способ экологической оценки зеленых насаждений улиц и городских дорог с применением материалов дистанционного зондирования Земли и геоинформационных технологий |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020140199A RU2756377C1 (ru) | 2020-12-08 | 2020-12-08 | Способ экологической оценки зеленых насаждений улиц и городских дорог с применением материалов дистанционного зондирования Земли и геоинформационных технологий |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2756377C1 true RU2756377C1 (ru) | 2021-09-29 |
Family
ID=77999998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020140199A RU2756377C1 (ru) | 2020-12-08 | 2020-12-08 | Способ экологической оценки зеленых насаждений улиц и городских дорог с применением материалов дистанционного зондирования Земли и геоинформационных технологий |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2756377C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115062897A (zh) * | 2022-05-05 | 2022-09-16 | 中国测绘科学研究院 | 一种城市生态空间均衡测度与城市生态格局综合评价方法 |
| CN115689293A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-02-03 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种基于压力-状态-响应框架的城市内涝韧性评估方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2406295C1 (ru) * | 2009-04-27 | 2010-12-20 | Государственное учреждение "Научный центр проблем аэрокосмического мониторинга" - ЦПАМ "АЭРОКОСМОС" | Способ экологического мониторинга лесов |
-
2020
- 2020-12-08 RU RU2020140199A patent/RU2756377C1/ru active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2406295C1 (ru) * | 2009-04-27 | 2010-12-20 | Государственное учреждение "Научный центр проблем аэрокосмического мониторинга" - ЦПАМ "АЭРОКОСМОС" | Способ экологического мониторинга лесов |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| О.Николаева и др. Геоинформационное моделирование озелененных территорий специального назначения / Интерэкспо Гео-Сибирь, 2019, т.4, N2, стр.47-55. * |
| П.Муллаярова и др. Геоэкологическая оценка и картографирование состояния озелененных территорий специального назначения / Вестник СГУГиТ, 2018, т.23, N4, стр.262-274. * |
| П.Муллаярова и др. Геоэкологическая оценка и картографирование состояния озелененных территорий специального назначения / Вестник СГУГиТ, 2018, т.23, N4, стр.262-274. О.Николаева и др. Геоинформационное моделирование озелененных территорий специального назначения / Интерэкспо Гео-Сибирь, 2019, т.4, N2, стр.47-55. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115062897A (zh) * | 2022-05-05 | 2022-09-16 | 中国测绘科学研究院 | 一种城市生态空间均衡测度与城市生态格局综合评价方法 |
| CN115689293A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-02-03 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种基于压力-状态-响应框架的城市内涝韧性评估方法 |
| CN115689293B (zh) * | 2022-11-15 | 2023-05-12 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种基于压力-状态-响应框架的城市内涝韧性评估方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dutta et al. | Impervious surface growth and its inter-relationship with vegetation cover and land surface temperature in peri-urban areas of Delhi | |
| White et al. | Remote sensing technologies for enhancing forest inventories: A review | |
| Friedli et al. | Terrestrial 3D laser scanning to track the increase in canopy height of both monocot and dicot crop species under field conditions | |
| Erdody et al. | Fusion of LiDAR and imagery for estimating forest canopy fuels | |
| Korhonen et al. | Estimation of forest canopy cover: a comparison of field measurement techniques | |
| Le Maire et al. | Calibration and validation of hyperspectral indices for the estimation of broadleaved forest leaf chlorophyll content, leaf mass per area, leaf area index and leaf canopy biomass | |
| Solberg et al. | Mapping LAI in a Norway spruce forest using airborne laser scanning | |
| RU2756377C1 (ru) | Способ экологической оценки зеленых насаждений улиц и городских дорог с применением материалов дистанционного зондирования Земли и геоинформационных технологий | |
| CN112287892A (zh) | 基于无人机高光谱和机器学习算法的乔木生物量测算方法 | |
| Delegido et al. | Chlorophyll content mapping of urban vegetation in the city of Valencia based on the hyperspectral NAOC index | |
| RU2406295C1 (ru) | Способ экологического мониторинга лесов | |
| CN110378925B (zh) | 一种机载LiDAR和多光谱遥感技术的生态水储量估算方法 | |
| Agapiou et al. | Examining the phenological cycle of barley (Hordeum vulgare) using satellite and in situ spectroradiometer measurements for the detection of buried archaeological remains | |
| López-Lozano et al. | Optimal geometric configuration and algorithms for LAI indirect estimates under row canopies: The case of vineyards | |
| Adamu et al. | Evaluating the accuracy of spectral indices from Sentinel-2 data for estimating forest biomass in urban areas of the tropical savanna | |
| She‐Zhou et al. | Forest leaf area index (LAI) estimation using airborne discrete‐return lidar data | |
| RU2416192C2 (ru) | Способ определения экологического состояния лесов | |
| Lee et al. | Quantifying vertical forest stand structure using small footprint lidar to assess potential stand dynamics | |
| Smith et al. | Forest canopy structural properties | |
| Qin et al. | Estimation of FPAR and FPAR profile for maize canopies using airborne LiDAR | |
| RU2424540C2 (ru) | Способ определения параметров состояния почвенно-растительного покрова по данным многоспектрального аэрокосмического зондирования | |
| Rinnamang et al. | Estimation of aboveground biomass using aerial photogrammetry from unmanned aerial vehicle in teak (Tectona grandis) plantation in Thailand | |
| Reginatto et al. | SHALSTAB application to identify the susceptible areas of shallow landslides in Cunha river watershed, rio dos Cedros city, SC, Brazil | |
| Schaepman et al. | River floodplain vegetation scenario development using imaging spectroscopy derived products as input variables in a dynamic vegetation model | |
| RU2155472C1 (ru) | Способ оценки биомассы растительности |