Соколова Е.В. КЛ_АМвЛХ
АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ И ЛАНДШАФТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
“Новочеркасская государственная мелиоративная академия”
АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ И ЛАНДШАФТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
для студентов специальности 250201 «Лесное хозяйство», 250203 «Садово-парковое и ландшафтное строительство»
доцент кафедры Кадастра и мониторин-
доцент кафедры Лесных культур и ле-
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.
ЛЕКЦИЯ 1, 2 — АЭРОФОТОСЪЕМКА И ЕЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ
Сущность и виды аэрофотосъѐмки ………………………………………
Летательные аппараты , используемые для проведения аэрокосмических
1.2.2 Космические съѐмочные системы……………………………………..
Технические средства дистанционных съѐмок………………………….
1.3.1 Фотографические средства аэрокосмических съѐмок………………..
1.3.1.1 Аэрофотоаппараты, применяемые при аэрокосмических съѐм-
1.3.1.2 Фотографические материалы…………………………………………
1.3.1.3 Лѐтно-съѐмочный процесс аэрофотосъѐмки………………………..
1.3.2 Нефотографические съѐмочные системы……………………………..
ЛЕКЦИЯ 3 — ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЭРО- И КОСМИЧЕСКИХ
3.1Основные элементы центральной проекции ………………. …………
Искажения изображений на аэроснимках………………………………
ЛЕКЦИЯ 4 – АТМОСФЕРНО-ОПТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
Состав и строение атмосферы ………………………………………….
Оптические свойства объектов земной поверхности ………………….
Спектральные , отражательные свойства местной растительности……
ЛЕКЦИЯ 5 — ДЕШИФРИРОВАНИЕ АЭРОФОТОСНИМКОВ……………
Виды и методы дешифрирования ………………………………………..
Основы ландшафтного дешифрирования………………………………
ЛЕКЦИЯ 6 — ПРИМЕНЕНИЕ АЭРОСНИМКОВ ДЛЯ ЛЕСОИНЖЕНЕРНЫХ
Применение аэроснимков и космических фотоснимков (КФС) в гидроме-
Изыскание и проектирование лесоосушительной мелиорации с использо-
Применение материалов аэрофотосъемки при проектировании лесовоз-
ЛЕКЦИЯ 7 — ПРИМЕНЕНИЕ АЭРОКОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ ПРИ
Применение аэрофотоснимков при таксации лесов наземными метода-
Инвентаризация лесов на основе сочетания наземной таксации с
камеральным дешифрованием аэрофотоснимков………………………….
7.2.1 Изучение объекта и составление таблиц встречаемости насаждений
7.2.2 Таксационно-дешифровочные тренировки …………………………..
7.2.3 Натурные лесоинвентаризационные работы …………………………
7.2.4 Дешифрирование аэрофотоснимков…………………………………..
Инвентаризация резервных лесов на основе дешифрования космических
1 Фотостатистический метод ……………………………………………
7.3.2 Общие принципы повторной технологии инвентаризации резервных
7.3.3 Обобщенная схема повторной инвентаризации резервных лесов…..
ЛЕКЦИЯ 8 — КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ЛЕСОВ…………………………..
Общие понятия о лесной картографии………………………………….
Мелкомасштабные тематические карты лесов…………………………
ЛЕКЦИЯ 9 — АВИАЦИОННАЯ ОХРАНА ЛЕСОВ ОТ ПОЖАРОВ…….
Структура, цели и задачи авиационной охраны лесов от пожаров……
Авиационное патрулирование лесов…………………………………….
Парашютная десантно-пожарная служба……………………………….
Контроль за действующим пожаром…………………………………….
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………
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 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
относительно аэроплѐнки. Для производства щелевой фотосъемки используются щелевые аэрофотоаппараты, в которых аэропленка в камере движется со скоростью построения изображения (синхронно со скоростью перемещения фотокамеры относительно земной поверхности) мимо узкой щели, перпендикулярно направлению полета. Фотоизображение получается непрерывным. В щелевом АФА нет затворов, а экспозиция регулируется изменением диафрагмы объектива и ширины щели (Рис. 1.2).
АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ И ЛАНДШАФТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
1 Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова» Кафедра лесного хозяйства АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ И ЛАНДШАФТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности «Лесное хозяйство» всех форм обучения Самостоятельное учебное электронное издание СЫКТЫВКАР 2012
2 УДК 004 ББК А99 Рекомендован к изданию в электронном виде кафедрой лесного хозяйства Сыктывкарского лесного института (протокол 6 от г.) Утвержден к изданию в электронном виде советом сельскохозяйственного факультета Сыктывкарского лесного института (протокол 9 от г.) Составитель: кандидат биологических наук, доцент В. В. Елсаков Отв. редактор: доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. В. Пахучий А99 Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве и ландшафтом строительстве [Электронный ресурс] : учеб.-метод. комплекс по дисциплине для студ. специальности «Лесное хозяйство» всех форм обучения : самост. учеб. электрон. изд. / Сыкт. лесн. ин-т ; сост.: В. В. Елсаков Электрон. дан. Сыктывкар: СЛИ, Режим доступа: Загл. с экрана. В издании помещены материалы для освоения дисциплины «Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве и ландшафтом строительстве». Приведены рабочая программа курса, сборник описаний лабораторных работ, методические указания по самостоятельной работе студентов. УДК 004 ББК Самостоятельное учебное электронное издание Составитель: Елсаков Владимир Валериевич АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ И ЛАНДШАФТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ Электронный формат pdf. Объем 1,4 уч.-изд. л. Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова» (СЛИ), , г. Сыктывкар, ул. Ленина, 39, Редакционно-издательский отдел СЛИ. СЛИ, 2012 Елсаков В.В., составление,
3 ОГЛАВЛЕНИЕ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА 4 СБОРНИК ОПИСАНИЙ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ 14 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ 30 3
4 РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине: «Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве и ландшафтном строительстве» Обязательная Для подготовки дипломированного специалиста по направлению «Воспроизводство и переработка лесных ресурсов» по специальности «Лесное хозяйство» Квалификация: инженер Кафедра лесного хозяйства Форма обучения: очная заочная (сокращенная) Курс Семестр 8 4 (5) 4
5 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ Цель преподавания дисциплины С 30-х годов XX столетия аэрофотосъемка все шире применяется в лесном хозяйстве лесоустройстве. В настоящее время лесоустроительные работы без фотоаэроснимков практически не проводятся. На базе аэро и космических снимков разработаны новые методы лесоинвентаризации, в том числе метод, рационально сочетающий наземную таксацию с камеральным дешифрированием аэрофотоснимков, а также выборочно статистический метод лесоинвентаризации на базе космических снимков. Применение аэро и космических снимков особенно перспективно и необходимо при инвентаризации лесов в отдаленных и трудно доступных районах. Однако, и в освоенных районах использование аэроснимков крупных и средних масштабов повышает точность установления границ лесных выделов, а, следовательно, и точность таксации древесных запасов. Чтобы эффективность использования аэро и космических снимков была высокой, инженеры лесного хозяйства должны иметь навыки опознавания по снимкам различных наземных образований, а также определять таксационные характеристики лесопокрытых площадей. Эти и некоторые другие предпосылки приняты за основу при разработке программы данного курса. В процессе изучения данной дисциплины необходимо изучить: летательные аппараты, их типы и виды, особенности применения; особенности фотограмметрической обработки снимков, аналитическое и инструментальное дешифрирование, использование методов аэрокосмической съемки и аэрофотосъемки в оценке земель и растительности, дешифрирование аэроснимков и снимков из космоса, стереоскопия и аксонометрия, изображения объектов в различных масштабах, методика картографирования и принципы ландшафтного планирования, использование компьютерной техники, ГИС технологии. Особое место в структуре курса занимают: летательные аппараты, их типы и виды, особенности применения. особенности фотограмметрической обработки снимков; аналитическое и инструментальное дешифрирование, использование методов аэрокосмической съемки и аэрофотосъемки в оценке земель и растительности. Программой курса предусмотрено чтение лекций, проведение лабораторных и практических работ. Курс завершает экзамен. Задачи изучения дисциплины В связи с изложенными целями преподавания данной дисциплины вытекают и конкретные задачи курса. Среди них важнейшим можно считать следующие: 1) Научить студентов распознавать по аэро- и космическим снимкам различные категории лесных и сельскохозяйственных земель. 2) Распознавать по снимкам другие природные и антропогенные образования. 3) В пределах лесопокрытых площадей различать по снимкам основные лесообразующие древесные породы и дешифрировать состав древостоя. 4) Дешифрировать другие таксационные показатели, которые характеризуют элемент леса и насаждение в целом. 5) В заключение студенты должны овладеть методами измерительного дешифрирования, в том числе методами измерения высот деревьев по снимкам и определения запаса древостоев. Перечень дисциплин и тем, усвоения которых студентам необходимо для изучения данной дисциплины Для успешного усвоения данной дисциплины студенты должны знать или повторить следующие базовые предметы: 1) дендрология; 2) лесоведение; 3) лесная таксация; 4) геоморфология; 5) почвоведение. 5
6 Нормы Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования Летательные аппараты, их типы и виды, особенности применения. Особенности фотограмметрической обработки снимков; аналитическое и инструментальное дешифрирование. Использование методов аэрокосмической съемки и аэрофотосъемки в оценке земель и растительности; дешифрирование аэроснимков и снимков из космоса. Стереоскопия и аксонометрия изображения объектов в различных масштабах. Методика картографирования и принципы ландшафтного планирования. Использование компьютерной техники. ГИС технологии. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Наименование тем, их содержание Тема 1. Сущность и виды аэрофотосъемки, история вопроса, классификация аэрофотоснимков (АФС) по масштабам и их положению, перекрытия снимков. Сущность аэрофотосъемки. История аэрофотосъемки. Перекрытие аэрофотоснимков. Классификация аэрофотоснимков. Летательные аппараты, их типы и виды, особенности применения. Тема 2. Технические средства аэрофотосъемки: аэрофотоаппараты, объективы, светофильтры. Классификация аэрофотообъективов. Понятие о фокусном расстоянии. Виды светофильтров. Условия применения светофильтров. Тема 3. Аэрофотопленки. Их световые и линейные характеристики, фотобумага. Светочувствительность аэрофотопленок. Классификация аэрофотопленок. Классификация фотобумаг. Понятие экспозиции. Тема 4. Природные свойства изображения лесных объектов, освещенность местности и спектральная отражательная способность древесных пород. Природные свойства изображения лесных объектов. Освещенность местности. Спектральная отражательная способность древесных пород. Изменение спектральной отражательной способности древесных пород в течение вегетационного периода. Тема 5. Топографическое дешифрирование аэроснимков, особенности и признаки изображения нелесных и не покрытых лесом площадей. Цели топографического дешифрирования. Объекты при топографическом дешифрировании. Различие лесных и нелесных земель на цветных аэрофотоснимках. Тема 6. Контурное и таксационное дешифрирование АФС, признаки распознавания древесных пород. Контурное дешифрирование аэрофотоснимков. Признаки распознавания древесных пород. Критерии выделения контуров. Тема 7. Аналитическое и инструментальное дешифрирование таксационных показателей древесных пород, яруса и насаждения в целом. Особенности фотограмметрической обработки снимков. Космическая съемка, особенности дешифрирования космических снимков и применение при инвентаризации лесов. Сущность аналитического дешифрирования. Определение класса бонитета на аэрофотоснимке. Особенности дешифрирования космических снимков. Использование методов аэрокосмической съемки и аэрофотосъемки в оценке земель и растительности; дешифрирование аэроснимков и снимков из космоса. Стереоскопия и аксонометрия изображения объектов в различных масштабах. Методика картографирования и принципы ландшафтного планирования. Использование компьютерной техники. ГИС технологии. 6
7 Лабораторные занятия, их наименование, краткое содержание 1. Накидной монтаж и оценка качества аэроснимков. 2. Определение масштаба аэроснимков различными методами 3. Приобретение навыков работы с различными стереоприборами и получение устойчивого стереоэффекта. 4. Определение вертикального масштаба и глазомерное определение высоты дерева. 5. Измерение высот деревьев по разностям продольных параллаксов на стереоизмерительных приборах. 6. Измерение параметров деревьев и сомкнутости полога простейшими приборами: измерительный клин, шкала сомкнутости, палетка и т.д. 7. Топографическое дешифрирование аэроснимков, дешифрирование нелесных и не покрытых лесом площадей: болота, вырубки, гари, дороги, гидросеть и др. 8. Дешифрирование насаждений с преобладанием березы. 9. Дешифрирование насаждений с преобладанием сосны. 10. Дешифрирование насаждений с преобладанием ели. 11. Дешифрирование состава смешанных древостоев. 12. Дешифрирование полноты, класса бонитета, групп и классов возраста и типов леса. 13. Контрольное дешифрирование рабочей площади аэроснимка с определением всех таксационных показателей. Самостоятельная работа и контроль успеваемости Очная форма обучения Вид самостоятельных работ Вид контроля успеваемости 1) Проработка лекционного материала ФО 2) Подготовка к лабораторным занятиям ОЛР 3) Изучение материала, не рассматриваемого на лекционных занятиях ЛРД 4) Подготовка к экзамену Экзамен Заочная (сокращенная) форма обучения Вид самостоятельных работ Вид контроля успеваемости 1) Проработка лекционного материала ФО 2) Подготовка к лабораторным занятиям ОЛР 3) Проработка теоретического материала, не рассматриваемого на лекционных занятиях 4) Выполнение контрольной работы КР ЛРД 5) Подготовка к экзамену Экзамен Текущая успеваемость студентов контролируется опросом по лабораторным работам (ОЛР), фронтальным опросом текущего материала (ФО), выполнение контрольной работы (КР). Выполнение домашних лабораторных работ (ЛРД). Итоговая успеваемость определяется на экзамене. 7
8 Темы и виды занятий Очная форма обучения Номер и наименование темы дисциплины 1. Сущность и виды аэрофотосъемки, история вопроса, классификация аэрофотоснимков (АФС) по масштабам и их положению, перекрытия снимков 2. Технические средства аэрофотосъемки: аэрофотоаппараты, объективы, светофильтры 3. Аэрофотопленки и их световые и линейные характеристики, фотобумага 4. Природные свойства изображения лесных объектов, освещенность местности и спектральная отражательная способность древесных пород 5. Топографическое дешифрирование аэроснимков, особенности и признаки изображения нелесных и не покрытых лесом площадей 6. Контурное и таксационное дешифрирование АФС, признаки распознавания древесных пород 7. Аналитическое дешифрирование таксационных показателей древесных пород, яруса и насаждения в целом. Космическая съемка, особенности дешифрирования космических снимков 8. Накидной монтаж и оценка качества аэроснимков ОЛР 9. Определение масштаба аэроснимков различными методами ОЛР 10. Приобретение навыков работы с различными ОЛР стереоприборами и получение устойчивого стереоэффекта 11. Определение вертикального масштаба и глазомерное ОЛР определение высоты дерева 12. Измерение высот деревьев по разностям продольных ОЛР параллаксов на стереоизмерительных приборах 13. Измерение параметров деревьев и сомкнутости полога ОЛР простейшими приборами: измерительный клин, шкала сомкнутости, палетка и т.д. 14. Топографическое дешифрирование аэроснимков, дешифрирование нелесных и не покрытых лесом площадей: болота, вырубки, гари, дороги, гидросеть и др. ФО ФО ФО ФО ФО ФО ФО ОЛР 15. Дешифрирование насаждений с преобладанием березы ОЛР 16. Дешифрирование древостоев с преобладанием сосны ОЛР 17. Дешифрирование древостоев с преобладанием ели ОЛР 18. Дешифрирование состава смешанных древостоев ОЛР 19. Дешифрирование полноты, класса бонитета, групп и классов ОЛР возраста и типов леса 20. Дешифрирование запасов чистых и смешанных древостоев ОЛР 21. Контрольное дешифрирование рабочей площади аэроснимка ОЛР с определением всех таксационных показателей Подготовка к экзамену Экзамен Всего Форма контроля успеваемости Объем работ студента определяется: лек. лекции, лаб. р. лабораторные работы, практ. р. — практические работы, сам. р. самостоятельные работы. 8
9 Заочная (сокращенная) форма обучения Номер и наименование темы дисциплины 1. Сущность и виды аэрофотосъемки, история вопроса, классификация аэрофотоснимков (АФС) по масштабам и их положению, перекрытия снимков 2. Технические средства аэрофотосъемки: аэрофотоаппараты, объективы, светофильтры 3. Аэрофотопленки и их световые и линейные характеристики, фотобумага 4. Природные свойства изображения лесных объектов, освещенность местности и спектральная отражательная способность древесных пород 5. Топографическое дешифрирование аэроснимков, особенности и признаки изображения нелесных и не покрытых лесом площадей 6. Контурное и таксационное дешифрирование АФС, признаки распознавания древесных пород 7. Аналитическое дешифрирование таксационных показателей древесных пород, яруса и насаждения в целом. Космическая съемка, особенности дешифрирования космических снимков 8. Накидной монтаж и оценка качества аэроснимков ОЛР 9. Определение масштаба аэроснимков различными методами ОЛР 10. Приобретение навыков работы с различными ОЛР стереоприборами и получение устойчивого стереоэффекта 11. Определение вертикального масштаба и глазомерное ОЛР определение высоты дерева 12. Измерение высот деревьев по разностям продольных ОЛР параллаксов на стереоизмерительных приборах 13. Измерение параметров деревьев и сомкнутости полога ОЛР простейшими приборами: измерительный клин, шкала сомкнутости, палетка и т.д. 14. Топографическое дешифрирование аэроснимков, дешифрирование нелесных и не покрытых лесом площадей: болота, вырубки, гари, дороги, гидросеть и др. ФО ФО ФО ФО ФО ФО ФО ОЛР 15. Дешифрирование насаждений с преобладанием березы ОЛР 16. Дешифрирование древостоев с преобладанием сосны ОЛР 17. Дешифрирование древостоев с преобладанием ели ОЛР 18. Дешифрирование состава смешанных древостоев ОЛР 19. Дешифрирование полноты, класса бонитета, групп и классов ОЛР возраста и типов леса 20. Дешифрирование запасов чистых и смешанных древостоев ОЛР 21. Контрольное дешифрирование рабочей площади аэроснимка с ОЛР определением всех таксационных показателей Выполнение контрольной работы КР Подготовка к экзамену Экзамен Форма контроля успеваемости 9
10 ИТОГОВЫЙ КОНТРОЛЬ Вопросы к экзамену 1. Сущность и виды аэрофотосъемки. Область их применения. 2. Классификация аэрокосмических методов изучения земной поверхности. 3. Классификация космических снимков. Примеры для исследования лесных и урбанизированных ландшафтов. 4. Классификация аэрофотоснимков и космических снимков по масштабам особенности применения. 5. Летно-съемочный процесс АФС. 6. Летательные аппараты при АФС требования к ним. 7. Технические средства АФС (АФА, светофильтры, аэрофотопленки). 8. Аэрофотоаппараты. Устройство, классификация и особенности применения. 9. Аэрофотообъективы, значение их для целей АФС. 10. Основы стереоскопического зрения. Способы получения стереоизображения на АФС. 11. Стереоприборы для лесотаксационного дешифрирования. 12. Метеорологические условия АФС. 13. Оптимальные сроки АФС. 14. Цветные и спектрозональные аэрофотопленки. Особенности их строения и использования. 15. Черно-белые и цветные аэрофотопленки. Строение и область их применения. 16. Строение и виды аэрофотопленок. Фотографический процесс. 17. Спектрозональная аэрофотосъемка. Особенности спектрозональных пленок. 18. Сенситометрические свойства пленок. 19. Аэроснимок как центральная проекция. 20. Составление фотосхем и фотопланов. 21. Трансформация аэрофотоснимков. 22. Визуальные наблюдения лесов с борта летательных аппаратов и из космоса. Современное состояние метода и его возможности. 23. Нефотографические способы АФС и АКС. Состояние и перспективы использования. 24. Искажение фотоизображения на аэро- и космических снимках. 25. Рабочая и полезная площадь АФС. 26. Накидной монтаж и оценка качества АФС. 27. Оптические свойства природных объектов. 28. Оптические характеристики природных объектов. 29. Спектральные отражательные свойства лесной растительности. 30. Методы инвентаризации лесов с использованием аэрофотоснимков. 31. Многозональная аэрофото- и аэрокосмическая съемка. Сущность, процессы, использование материалов. 32. Топографическое дешифрирование АФС. 33. Виды дешифрирования АФС. 34. Общие признаки дешифрирования. 35. Морфологическое строение полога древостоев. 36. Методы изучения морфологической структуры полога древостоев. 37. Полог древостоя. Показатели полога, использование их в дешифрировании. 38. Дешифровочные признаки нелесных земель. 39. Дешифрирование нелесных земель. 40. Лесное дешифрирование АФС. 41. Признаки дешифрирования лиственных древостоев по АФС. 42. Дешифрирование хвойных древостоев по АФС. 43. Дешифрирование лиственных древостоев. 44. Дешифрирование смешанных древостоев по спектрозональным АФС. 10
11 45. Дешифровочные признаки сосновых древостоев. 46. Дешифровочные признаки еловых древостоев. 47. Дешифровочные признаки березовых древостоев. 48. Дешифрирование осиновых насаждений. 49. Дешифрирование поврежденных древостоев на АФС. 50. Дешифрирование состава насаждений и их полноты. 51. Дешифрирование классов бонитета и возраста древостоев. 52. Дешифрирование классов бонитета и типов леса. 53. Дешифровочные признаки непокрытых лесом земель. 54. Таксационно-дешифровочная тренировка. Суть и назначение. 55. Сомкнутость полога и крон деревьев. Методы определения и использования для лесного дешифрирования. 56. Закономерности строения древостоя и полога насаждений. 57. Взаимосвязи между таксационными и дешифровочными показателями. 58. Назначение и топографическая основа тематических карт лесов. 59. Дешифрирование типов леса и определение средних диаметров древостоев. 60. Определение запаса древостоев. 61. Измерение Дк и высот деревьев по АФС. 62. Измерение сомкнутости полога и высот деревьев на стереопаре АФС. 63. Определение высот объектов по АФС. 64. Аналитическое лесное дешифрирование. Сущность и область применения. 65. Измерительное дешифрирование АФС. Сущность и область применения. 66. Прямые и косвенные признаки дешифрирования таксационной характеристики древостоев. 67. Методы определения горизонтального и вертикального масштабов АФС. 68. Взаимосвязи между таксационно-дешифровочными показателями древостоев. 69. Фотостатический метод инвентаризации лесов. 70. Использование АФС и авиации для защиты лесов. 71. Использование АФС и авиации для лесопаркового мониторинга и охраны лесов от пожаров. 72. Использование аэрометодов в охране природы. 73. Задачи лесного хозяйства, ландшафтного планирования, решаемые дистанционными методами. 74. Использование авиации в охране лесов от пожаров и лесном хозяйстве. 11
12 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Библиографический список Основная учебная литература 1. Сухих, В. И. Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве и ландшафтном строительстве [Текст] : учеб. для студ. вузов, обучающихся по спец. «Лесное хозяйство» и «Садово-парковое и ландшафтное строительство» / В. И. Сухих ; М-во образования и науки Рос. Федерации, Федеральное агентство по образованию, Мар. гос. техн. ун-т. Йошкар-Ола : МарГТУ, с. Дополнительная учебная, учебно-методическая литература 1. Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве и ландшафтном строительстве [Текст] : метод. указ. и контрольные задания для студ. спец «Лесное хозяйство» заочной формы обучения / Федеральное агентство по образованию, С.-Петерб. гос. лесотехн. акад., Сыкт. лесн. ин-т (фил.) ; сост. В. В. Пахучий. Сыктывкар : СЛИ, с. 2. Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве и ландшафтном строительстве. Самостоятельная работа студентов [Текст] : метод. указ. для подготовки дипломированных специалистов по направлению «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство» спец «Лесное хозяйство» / Федеральное агентство по образованию, Сыкт. лесн. ин-т фил. ГОУ ВПО «С.-Петерб. гос. лесотехн. акад. им. С. М. Кирова», Каф. лесного хозяйства ; сост. Ю. В. Фурсов. Сыктывкар : СЛИ, с. 3. Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве и ландшафтном строительстве [Текст] : сб. описаний лаб. работ для подготовки дипломированного специалиста по направлению «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство» спец «Лесное хозяйство» / Федеральное агентство по образованию, Сыкт. лесн. ин-т фил. ГОУ ВПО «С.-Петерб. гос. лесотехн. акад. им. С. М. Кирова», Каф. лесного хозяйства ; сост. Ю. В. Фурсов. Сыктывкар : СЛИ, с. 4. Вуколова, И. А. ГИС-технологии в лесном хозяйстве [Текст] : учеб. пособие / И. А. Вуколова ; Федеральное агентство лесн. хоз-ва, Всерос. ин-т повышения квалификации руководящих работников и спец. лесн. хоз-ва. Пушкино : ГОУ ВИПКЛХ, с. 5. Кадничанский, С. А. ГИС-Технологии создания карт земельных ресурсов [Текст] : учеб. пособие для студ. вузов, обучающихся по направлению «Землеустройство и земельный кадастр» и спец «Земельный кадастр», «Землеустройство», «Городской кадастр» / С. А. Кадничанский ; Федеральное агентство по сельскому хоз-ву, Федеральное гос. образовательное учреждение высш. проф. образования, Гос. ун-т по землеустройству. Москва : Изд-во ГУЗ, с. Дополнительная литература 1. Вестник Марийского государственного технического университета [Текст] : научно-прикладной журнал. Серия, Лес. Экология. Природопользование. Выходит три раза в год ; ; ,2; 2. Геоинформатика [Текст]. Выходит ежеквартально ; ,2; ,2; 3. Лесная энциклопедия [Текст] : в 2-х томах. Т. 1. Абелия-Лимон / ред. Н. П. Анучин. Москва : Сов. энциклопедия, с. 12
13 4. Лесная энциклопедия [Текст] : в 2-х томах. Т. 2. Лимоннок-Ящерицы / ред. Н. П. Анучин. Москва : Сов. энциклопедия, с. 5. Лесной журнал [Текст]. Известия высших учебных заведений. Выходит раз в два месяца ,5,6; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 6. Энциклопедия лесного хозяйства [Текст] : в 2-х томах. Т. 1. А-Л / М-во природ. ресурсов Рос. Федерации, Федеральное агентство лесн. хоз-ва. Москва : ВНИИЛМ, с. Электронные информационные ресурсы 1. Лесной кодекс Российской Федерации [Электронный ресурс] : от ФЗ : ред. от // СПС «КонсультантПлюс». 13
14 СБОРНИК ОПИСАНИЙ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ по дисциплине: «Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве и ландшафтном строительстве» для подготовки дипломированного специалиста по направлению «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство» специальность «Лесное хозяйство» КАФЕДРА ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА КУРС 4 СЕМЕСТР 8 14
15 ВВЕДЕНИЕ С 30-х годов XX столетия аэрофотосъемка все шире применяется в лесном хозяйстве лесоустройстве. В настоящее время лесоустроительные работы без фотоаэроснимков практически не проводятся. На базе аэро- и космических снимков разработаны новые методы лесоинвентаризации, в том числе метод, рационально сочетающий наземную таксацию с камеральным дешифрированием аэрофотоснимков, а также выборочно-статистический метод лесоинвентаризации на базе космических снимков. Применение аэро- и космических снимков особенно перспективно и необходимо при инвентаризации лесов в отдаленных и трудно доступных районах. Однако, и в освоенных районах использование аэроснимков крупных и средних масштабов повышает точность установления границ лесных выделов, а, следовательно и точность таксации древесных запасов. Чтобы эффективность использования аэро- и космических снимков была высокой, инженеры лесного хозяйства должны иметь навыки опознавания по снимкам различных наземных образований, а также определять таксационные характеристики лесопокрытых площадей. Эти и некоторые другие предпосылки приняты за основу при разработке программы данного курса. В процессе изучения данной дисциплины необходимо изучить: летательные аппараты, их типы и виды, особенности применения; особенности фотограмметрической обработки снимков, аналитическое и инструментальное дешифрирование, использование методов аэрокосмической съемки и аэрофотосъемки в оценке земель и растительности, дешифрирование аэроснимков и снимков из космоса, стереоскопия и аксонометрия, изображения объектов в различных масштабах, методика картографирования и принципы ландшафтного планирования, использование компьютерной техники, ГИС-технологии. Особое место в структуре курса занимают: летательные аппараты, их типы и виды, особенности применения, особенности фотограмметрической обработки снимков; аналитическое и инструментальное дешифрирование, использование методов аэрокосмической съемки и аэрофотосъемки в оценке земель и растительности. В результате изучения дисциплины студенты должны: 1) научиться распознавать по аэро- и космическим снимкам различные категории лесных и сельскохозяйственных земель. 2) распознавать по снимкам другие природные и антропогенные образования. 3) в пределах лесопокрытых площадей различать по снимкам основные лесообразующие древесные породы и дешифрировать состав древостоя. 4) дешифрировать другие таксационные показатели, которые характеризуют элемент леса и насаждение в целом. 5) овладеть методами измерительного дешифрирования, в том числе методами измерения высот деревьев по снимкам и определения запаса древостоев. Для успешного усвоения данной дисциплины студенты должны знать или повторить следующие базовые предметы: дендрология, лесоведение, лесная таксация, геоморфология, почвоведение. Особенности проведения лабораторных работ определяются ее темой. Форма отчета — защита как результат выполнения всех лабораторных работ курса. 15
16 Лабораторная работа 1 Тема: Накидной монтаж и оценка качества аэроснимков. Цель работы: Ознакомить студентов с накидным монтажом и оценкой качества аэроснимков. Задачи работы: 1. Знакомство с накидным монтажом. 2. Знакомство с оценкой качества аэроснимков. 3. Знакомство с видами аэрофотоснимков. Обеспечивающие средства: 1. Плакаты, накидные монтажи, аэрофотоснимки и космические снимки. 2. Специальные стенды, таксационные инструменты и приборы, стереоскопы, измерительные клины, шкалы сомкнутости, палетки. 3. Общая тетрадь. 4. Карандаш и ручка. Задание: Ознакомиться с накидным монтажом и оценкой качества аэроснимков. Требования к отчету: В тетради для лабораторных работ необходимо отразить: 1) дату проведения занятия, тему лабораторной работы, краткий конспект хода работы; 2) оформленные результаты. Технология работы: 1. Получить 4-8 аэрофотоснимков. Скомпоновать на их основе накидной монтаж. 2. Оценить качество аэрофотоснимков по предлагаемому перечню показателей, приведенному в соответствующей форме (в том числе продольные и поперечные перекрытия аэрофотоснимков, полезная площадь аэрофотосъемки и т. д.). 3. Получить черно-белое, цветные и спектрозональные аэрофотоснимки, познакомиться с ними, описать отличительные признаки. Контрольные вопросы: 1. Для чего осуществляется накидной монтаж аэрофотоснимков? 2. В каком порядке осуществляется накидной монтаж аэрофотоснимков? 3. В виде какого материала (документа) закрепляется накидной монтаж? 4. Перечислите критерии качества отдельного аэрофотоснимка? 5. Перечислите критерии качества аэрофотосъемки заданной площади в целом? 16
17 Лабораторная работа 2 Тема: Определение масштаба аэроснимков различными методами. Цель работы: Ознакомить студентов с определением масштаба аэроснимков различными методами. Задачи работы: 1. Знакомство с определением масштаба аэрофотоснимка непосредственным измерением длин отрезков на местности и аэрофотоснимке. 2. Знакомство с определением масштаба аэрофотоснимка по известному размеру предмета. 3. Знакомство с определением масштаба аэрофотоснимка по карте. Обеспечивающие средства: 1. Плакаты, карты, аэрофотоснимки, космические снимки. 2. Общая тетрадь. 3. Линейка, карандаш, ручка. Задание: Определить масштаб аэроснимков различными методами. Требования к отчету: В тетради для лабораторных работ, которая должна быть у каждого студента, необходимо отразить: 1) дату проведения занятия, тему лабораторной работы, краткий конспект хода работы; 2) оформленные результаты Технология работы: 1. Необходимо измерить на местности по прямой линии расстояние между двумя местными предметами, которые четко опознаются на аэроснимке (перекрестки дорог, мосты на дороге, перекрестки улиц в населенном пункте, просеки в лесу и т. п.). Измерив расстояние между этими же предметами на аэроснимке и разделив его на измеренную длину линии на местности, получим масштаб аэрофотоснимка. 2. На аэроснимке находим объект длина которого нам известна. Масштаб аэрофотоснимка будет равен отношению длины моста на снимке к указанному на карте. 3. Измеряем длину линии на аэрофотоснимке и на карте между двумя одинаковыми точками. Зная масштаб карты, определяем расстояние между этими точками на местности. Находим масштаб аэрофотоснимка как соотношение длины линии на аэрофотоснимке (в сантиметрах) и длины линии на местности (в сантиметрах). 4. Масштаб АФС может быть найден как отношение фокусного расстояния аэрофотоаппарата к высоте полета. Контрольные вопросы: 1. Что такое главный масштаб аэрофотоснимка? 2. Как изменяется масштаб аэрофотоснимка по его площади? 3. Как определить главный масштаб аэрофотоснимка по высоте съемки и фокусному расстоянию? 4. Как определить масштаб аэрофотоснимка непосредственным измерением длин отрезков на местности и аэрофотоснимке. 5. Как определить масштаб аэрофотоснимка по известному размеру предмета. 6. Как определить масштаб аэрофотоснимка по карте. 7. Как искажается масштаб аэрофотоснимка в зависимости от рельефа местности? 17
18 Лабораторная работа 3 Тема: Приобретение навыков работы с различными стереоприборами и получение устойчивого стереоэффекта Цель работы: Научить студентов работать с различными стереоприборами и получать устойчивый стереоэффект. Задачи работы: 1. Знакомство с различными стереоприборами и их устройством. 2. Получение устойчивого стереоэффекта. Обеспечивающие средства: 1. Плакаты, аэрофотоснимки, космические снимки. 2. Стереоскоп. 3. Общая тетрадь. 4. Карандаш и ручка. Задание: Получение устойчивого стереоэффекта Требования к отчету: В тетради для лабораторных работ необходимо отразить: 1) дату проведения занятия, тему лабораторной работы, краткий конспект хода работы; 2) оформленные результаты. Технология работы: 1. Знакомство с линзово-зеркальным стереоскопом. 2. Получить 2 АФС, составляющих стереопару. Используя линзово-зеркальный стереоскоп, научиться получать прямой и обратный стереоэффект. Получить представление о стереомодели местности и древостоя. Контрольные вопросы: 1. В каком порядке располагают аэрофотоснимки под стереоскопом? 2. Что необходимо сделать, когда рельеф местности под стереоскопом выглядит вывернутым наизнанку? 3. Как располагают стереоскоп по отношению к источнику освещения? 4. Каково устройство стереоскопа? 5. Для чего применяются стереоизмерительные приборы? 18
19 Лабораторная работа 4 Тема: Измерение высот деревьев по разности продольных параллаксов с использованием стереоизмерительных приборов. Цель работы: Научить студентов измерению высот деревьев по разности продольных параллаксов с использованием стереоизмерительных приборов. Задачи работы: 1. Знакомство с принципом определения высоты деревьев по разностям продольных параллаксов на стереоизмерительных приборах. 2. Знакомство с формулой для определения высоты объекта (дерева) по разности продольных параллаксов. 3. Определение высоты деревьев. Обеспечивающие средства: 1. Плакаты, аэрофотоснимки, космические снимки. 2. Стереоскоп, палетки. 3. Общая тетрадь. 4. Карандаш, линейка, ручка. Задание: Определить высоты указанных объектов (деревьев). Требования к отчету: В тетради для лабораторных работ, которая должна быть у каждого студента, необходимо отразить: 1) дату проведения занятия, тему лабораторной работы, краткий конспект хода работы; 2) оформленные результаты. Технология работы: 1. Получить 2 аэрофотоснимка образующих стереопару. 2. Создать стереоэффект. 3. На прозрачной пленке нарисовать визирные марки. 4. С помощью визирных марок определить высоту объекта. Контрольные вопросы: 1. Зависит ли разность продольных параллаксов вертикального объекта от его расположения на площади аэрофотоснимка? 2. Напишите формулу определения высоты объекта (дерева) по разности продольных параллаксов? 3. Что такое параллакс? 4. Что происходит с «визирной маркой» при сдвижении и раздвижении левой и правой составляющей изображения «визирной марки»? 19
20 Лабораторная работа 5 Тема: Измерение параметров деревьев и сомкнутости полога простейшими приборами: измерительный клин, шкала сомкнутости, палетка. Цель работы: Научить студентов измерять параметры деревьев и сомкнутость полога простейшими приборами: измерительным клином, шкалой сомкнутости, палеткой и др. средствами. Задачи работы: 1. Знакомство с измерительным клином, шкалой сомкнутости, палеткой. 2. Измерение параметров деревьев и сомкнутости полога данными приборами. Обеспечивающие средства: 1. Плакаты, аэрофотоснимки, космические снимки. 2. Стереоскоп, измерительный клин, шкалы сомкнутости, палетки. 3. Общая тетрадь. 4. Карандаш, ручка, линейка. 5. Калька. Задание: Определить параметры деревьев и сомкнутость полога используя измерительный клин, шкалу сомкнутости, палетку. на заданном участке Требования к отчету: В тетради для лабораторных работ, которая должна быть у каждого студента, необходимо отразить: 1) дату проведения занятия, тему лабораторной работы, краткий конспект хода работы; 2) оформленные результаты. Технология работы: 1. Используя палетку отграничить участок на аэрофотоснимке 2. Измерить диаметры крон нескольких отдельно стоящих деревьев с помощью измерительного клина. 3. Определить густоту древостоя путем измерения расстояний между деревьями. 4. Определить сомкнутость полога с помощью шкалы сомкнутости и палетки. Контрольные вопросы: 1. Как определяется густота леса? 2. Как с помощью палетки определить сомкнутость полога? 3. Принцип определения сомкнутости полога с помощью шкалы сомкнутости? 20
21 Лабораторная работа 6 Тема: Топографическое дешифрирование аэроснимков, дешифрирование нелесных и не покрытых лесом площадей: болота, вырубки, гари, дороги, гидросети и др. Цель работы: Ознакомить студентов с топографическом дешифрированием аэроснимков, дешифрированием нелесных и не покрытых лесом площадей: болот, вырубок, гарей, гидросети и т.д. Задачи работы: 1. Знакомство с целями топографического дешифрирования аэроснимков. 2. Знакомство с общими признаками топографического дешифрирования аэроснимков. 3. Знакомство с дешифрированием нелесных и не покрытых лесом площадей: болот, вырубок, гарей, дорог, гидросетей и т.д. Обеспечивающие средства: 1. Плакаты, аэрофотоснимки, космические снимки. 2. Стереоскоп. 3. Общая тетрадь. 4. Карандаш, ручка. 5. Калька. Задание: Дешифрировать на аэроснимках нелесные и не покрытых лесом площади: болота, вырубки, гари, дороги, гидросети и др. Требования к отчету: В тетради для лабораторных работ, которая должна быть у каждого студента, необходимо отразить: 1) дату проведения занятия, тему лабораторной работы, краткий конспект хода работы; 2) оформленные результаты. Технология работы: 1. Наложив лист кальки на аэрофотоснимок обозначить границы нелесных и не покрытых лесом площадей. 2. Дешифрировать площади и обозначить на кальке. Контрольные вопросы: 1. Как на аэрофотоснимке выглядят крупные и средние реки с развитой речной долиной? 2. Как на аэрофотоснимках выглядят мелкие реки и ручьи? 3. Каковы основные дешифровочные признаки болот и сильно заболоченных лесов? 4. Каковы характерные дешифровочные признаки вырубок? 5. Как на аэрофотоснимках выглядят дороги, сельские населенные пункты? 6. Как отличаются по структуре фотоизображения площади, занятые лесом и нелесные площади? 7. Как отличаются лесные и нелесные площади на цветных и черно-белых аэрофотоснимках? 8. Как отличаются по интенсивности фототона лесные и не покрытые лесом площади? 9. Каковы цели топографического дешифрирования? 21
22 Лабораторная работа 7 Тема: Дешифрирование насаждений с преобладанием березы. Цель работы: Научить студентов дешифрировать насаждения с преобладанием березы. Задачи работы: 1. Знакомство с формой кроны березы. 2. Знакомство с отброшенными тенями березы. 3. Знакомство с тоном и цветом кроны березы. Обеспечивающие средства: 1. Плакаты, аэрофотоснимки, космические снимки. 2. Стереоскоп. 3. Общая тетрадь. 4. Карандаш и ручка. Задание: Дешифрировать на аэрофотоснимке насаждение с преобладанием березы. Требования к отчету: В тетради для лабораторных работ, которая должна быть у каждого студента, необходимо отразить: 1) дату проведения занятия, тему лабораторной работы, краткий конспект хода работы; 2) оформленные результаты. Технология работы: 1. Используя полученные знания о тоне (цвете), форме кроны, форме тени березы выделить на аэрофотоснимке насаждения с преобладанием березы. Контрольные вопросы: 1. Каковы основные признаки дешифрирования березовых древостоев? 2. Какова форма кроны березы в плане? 3. Как выглядят отброшенные тени березы? 4. Каковы отличия березовых древостоев от других древостоев? 22
23 Лабораторная работа 8 Тема: Дешифрирование насаждений с преобладанием осины. Цель работы: Научить студентов дешифрировать насаждения с преобладанием осины. Задачи работы: 1. Знакомство с формой кроны осины. 2. Знакомство с отброшенными тенями осины. 3. Знакомство с тоном и цветом кроны осины. Обеспечивающие средства: 1. Плакаты, аэрофотоснимки, космические снимки. 2. Стереоскоп. 3. Общая тетрадь. 4. Карандаш и ручка. Задание: Дешифрировать на аэрофотоснимке насаждение с преобладанием осины. Требования к отчету: В тетради для лабораторных работ, которая должна быть у каждого студента, необходимо отразить: 1) дату проведения занятия, тему лабораторной работы, краткий конспект хода работы; 2) оформленные результаты. Технология работы: 1. Используя полученные знания о тоне (цвете), форме кроны, форме тени осины выделить на аэрофотоснимке насаждения с преобладанием осины. Контрольные вопросы: 1. Каковы основные признаки дешифрирования осиновых древостоев? 2. Какова форма кроны осины в плане? 3. Как выглядят отброшенные тени осины? 4. Каковы отличия осиновых насаждений от других? 23
24 Лабораторная работа 9 Тема: Дешифрирование насаждений с преобладанием сосны. Цель работы: Научить студентов дешифрировать насаждения с преобладанием сосны. Задачи работы: 1. Знакомство с формой кроны сосны. 2. Знакомство с отброшенными тенями сосны. 3. Знакомство с тоном и цветом кроны сосны. Обеспечивающие средства: 1. Плакаты, аэрофотоснимки, космические снимки. 2. Стереоскоп. 3. Общая тетрадь. 4. Карандаш и ручка. Задание: Дешифрировать на аэрофотоснимке насаждение с преобладанием сосны. Требования к отчету: В тетради для лабораторных работ, которая должна быть у каждого студента, необходимо отразить: 1) дату проведения занятия, тему лабораторной работы, краткий конспект хода работы; 2) оформленные результаты. Технология работы: 1. Используя полученные знания о тоне (цвете), форме кроны, форме тени сосны выделить на аэрофотоснимке насаждения с преобладанием сосны. Контрольные вопросы: 1. Каковы основные признаки дешифрирования сосновых древостоев? 2. Какова форма кроны сосны в плане? 3. Каковы признаки отброшенных теней сосны? 4. Признаки отличия сосновых древостоев от других древостоев? 24
25 Лабораторная работа 10 Тема: Дешифрирование насаждений с преобладанием ели. Цель работы: Научить студентов дешифрировать насаждения с преобладанием ели. Задачи работы: 1. Знакомство с формой кроны ели. 2. Знакомство с отброшенными тенями ели. 3. Знакомство с тоном и цветом кроны ели. Обеспечивающие средства: 1. Плакаты, аэрофотоснимки, космические снимки. 2. Стереоскоп. 3. Общая тетрадь. 4. Карандаш и ручка. Задание: Дешифрировать на аэрофотоснимке насаждение с преобладанием ели. Требования к отчету: В тетради для лабораторных работ, которая должна быть у каждого студента, необходимо отразить: 1) дату проведения занятия, тему лабораторной работы, краткий конспект хода работы; 2) оформленные результаты. Технология работы: 1. Используя полученные знания о тоне (цвете), форме кроны, форме тени ели выделить на аэрофотоснимке насаждения с преобладанием ели. Контрольные вопросы: 1. Каковы основные признаки дешифрирования еловых древостоев? 2. Какова форма кроны ели в плане? 3. Признаки отброшенных теней ели. 4. Каковы отличия еловых древостоев от лиственных и сосновых? 25
26 Лабораторная работа 11 Тема: Дешифрирование смешанных древостоев. Цель работы: Научить студентов дешифрировать аэрофотоснимки имеющие в составе смешанное насаждение. Задачи работы: 1. Знакомство с признаками дешифрирования состава смешанных древостоев. 2. Знакомство с отличиями отражательной способности смешанных насаждений от чистых. Обеспечивающие средства: 1. Плакаты, аэрофотоснимки, космические снимки. 2. Стереоскоп. 3. Общая тетрадь. 4. Карандаш и ручка. Задание: Дешифрировать на аэрофотоснимке смешанное насаждение Требования к отчету: В тетради для лабораторных работ, которая должна быть у каждого студента, необходимо отразить: 1) дату проведения занятия, тему лабораторной работы, краткий конспект хода работы; 2) оформленные результаты. Технология работы: 1. Используя полученные знания о тоне (цвете), форме кроны, форме тени основных древесных пород выделить на аэрофотоснимке смешанные насаждения. Контрольные вопросы: 1. Каковы признаки дешифрирования смешанных древостоев? 2. Как на аэрофотоснимках выглядят разновысокие древостои? 3. По каким признакам смешанные древостои отличаются от чистых? 4. Чем отличается отражательная способность смешанных насаждений от чистых? 26
27 Лабораторная работа 12 Тема: Дешифрирование полноты, класса бонитета, групп и классов возраста и типов леса. Цель работы: Научить студентов дешифрировать полноту, класс бонитета, группу и класс возраста и тип леса по аэрофотоснимкам. Задачи работы: 1. Знакомство с ролью пробных площадей в установлении таксационных характеристик. 2. Знакомство с задачами камерального, полевого и комплексного дешифрирования. 3. Знакомство с дешифрированием таксационных показателей насаждений. Обеспечивающие средства: 1. Плакаты, аэрофотоснимки, космические снимки. 2. Стереоскопы. 3. Общая тетрадь. 4. Карандаш, ручка. Задание: Определить полноту, класс бонитета, группу и класс возраста и тип леса по аэрофотоснимкам Требования к отчету: В тетради для лабораторных работ, которая должна быть у каждого студента, необходимо отразить: 1) дату проведения занятия, тему лабораторной работы, краткий конспект хода работы; 2) оформленные результаты. Технология работы: 1. Глазомерно определить сомкнутость полога, исходя из соотношений площадей, занятых проекциями крон, и промежутков между ними. Используя взаимосвязи определить полноту 2. Определить группу и класс возраста по прямым и косвенным признакам (размеры, форма крон и промежутков между ними, средней высоте древостоя, степень просматриваемости насаждения в глубину, соотношение максимальных и минимальных диаметров крон). 3. По прямым и косвенным признакам (размеры, форма крон и промежутков между ними, соотношение средней высоты и возраста древостоя, строения полога) определить класс бонитета и тип леса. Контрольные вопросы: 1. Как по аэрофотоснимкам устанавливается класс бонитета и тип леса? 2. Как по аэрофотоснимкам устанавливается класс возраста? 3. Как определяется полнота насаждения по аэрофотоснимкам? 1. Как по аэрофотоснимкам устанавливается тип леса? 4. Какова роль пробных площадей в установлении таксационных характеристик? 27
28 Лабораторная работа 13 Тема: Дешифрирование запасов чистых и смешанных древостоев. Цель работы: Научить студентов дешифрировать запасы чистых и смешанных древостоев. Задачи работы: 1. Знакомство с дешифрированием на аэрофотоснимках запасов чистых и смешанных насаждений. 2. Знакомство с ролью пробных площадей и полевого дешифрирования в определении запасов древесины. Обеспечивающие средства: 1. Плакаты, аэрофотоснимки, космические снимки. 2. Стереоскоп. 3. Общая тетрадь. 4. Карандаш и ручка. Задание: Дешифрировать запасы чистых и смешанных древостоев Требования к отчету: В тетради для лабораторных работ, которая должна быть у каждого студента, необходимо отразить: 1) дату проведения занятия, тему лабораторной работы, краткий конспект хода работы; 2) оформленные результаты. Технология работы: 1. Получить 2 аэрофотоснимка образующих стереопару. 2. Создать стереоэффект. 3. Определить среднюю высоту на заданном участке древостоя, степень сомкнутости полога. 4. Определить запас насаждения по взаимосвязям с высотой древостоя и степени сомкнутости полога. 5. Определить запас насаждения по высоте древостоя, числу деревьев и среднему диаметру их на высоте 1,3 м. Контрольные вопросы: 1. Как определяются запасы древесины на заданных участках древостоев? 2. Какова роль пробных площадей и полевого дешифрирования в определении запасов древесины? 3. Назвать уравнения взаимосвязи высоты древостоя, степени сомкнутости полога и запаса. 28
29 Лабораторная работа 14 Тема: Контрольное дешифрирование рабочей площади аэрофотоснимка с определением всех таксационных показателей. Цель работы: Проверка полученных знаний и навыков по дешифрированию рабочей площади аэрофотоснимка с определением всех таксационных показателей. Задачи работы: 1. Повтор принципов дешифрирования аэрофотоснимков. 2. Выполнение контрольного дешифрирования аэрофотоснимка. Обеспечивающие средства: 1. Плакаты, аэрофотоснимки, космические снимки. 2. Стереоскоп, измерительный клин, шкалы сомкнутости, палетки. 3. Общая тетрадь. 4. Карандаш, ручка, линейка. 5. Калька. Задание: Дешифрирование рабочей площади аэрофотоснимка с определением всех таксационных показателей Требования к отчету: В тетради для лабораторных работ, которая должна быть у каждого студента, необходимо отразить: 1) дату проведения занятия, тему лабораторной работы, краткий конспект хода работы; 2) оформленные результаты. Контрольные вопросы: 1. Каков состав задач при аналитическом дешифрировании лесных площадей? 2. Каковы задачи и методы измерительного дешифрирования? 29
30 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ по дисциплине: Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве и ландшафтном строительстве для подготовки дипломированного специалиста по направлению «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство» специальность «Лесное хозяйство» Квалификация: инженер Курс 4 5 Семестр 8 10 Форма обучения: очная заочная 30
31 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКЕ СТУДЕНТОВ Методические рекомендации по самостоятельной подготовке теоретического материала Номер и наименование темы 1. Сущность и виды аэрофотосъемки, история вопроса, классификация аэрофотоснимков (АФС) по масштабам и их положению, перекрытия снимков 2. Технические средства аэрофотосъемки: аэрофотоаппараты, объективы, светофильтры 3. Аэрофотопленки и их световые и линейные характеристики, фотобумага 4. Природные свойства изображения лесных объектов, освещенность местности и спектральная отражательная способность древесных пород 5. Топографическое дешифрирование аэроснимков, особенности и признаки изображения нелесных и не покрытых лесом площадей 6. Контурное и таксационное дешифрирование АФС, признаки распознавания древесных пород Контрольные вопросы: Чем отличается плановая аэрофотосъемка от перспективной? В чем сущность гидостабилизированной съемки? Виды аэрофотосъемки по покрытию площади? Зачем необходимо перекрытие аэрофотоснимков? Каково (в %) продольное, поперечное перекрытия? Какие объективы фотоаппаратов называются нормальными, короткофокусными, длиннофокусными? Каковы фокусные расстояния аэрофотоаппаратов? На какие три типа делятся светофильтры и для чего они применяются? Каков формат кадра негатива аэрофотоаппаратов съемки? Какова емкость кассеты аэрофотоаппарата пленки? Что такое общая светочувствительность аэрофотопленки? На какие участки делится характеристическая кривая аэрофотопленки, ее фотографическая широта? Что такое экспозиция? Как подразделяются сорта фотобумаг? Чем отличаются на аэрофотоснимках древостои от лугов, пашен, лесосек? Чем отличается отражательная способность хвойных пород от лиственных и в чем это выражается на черно белых аэрофотопленках? Чем отличается отражательная способность древесных пород в различных областях спектра? Как соотносится отражательная способность хвойных и лиственных пород в инфракрасных лучах? Как изменяется спектральная отражательная способность древесных пород в течение вегетационного периода? Каковы цели топографического дешифрирования? Какие объекты выделяются на аэрофотоснимках при топографическом дешифрировании? Как отличаются по интенсивности фототона лесные и не покрытые лесом площади? Как отличаются по структуре фотоизображения площади, занятые лесом и нелесные площади? Как отличаются лесные и нелесные площади на цветных аэрофотоснимках? Объекты, выделяемые при контурном дешифрировании? Критерии выделения контуров при контурном дешифрировании? Что является объектом выделения при контурном дешифрировании площадей лесов? Перечислите признаки, по которым распознаются отдельные древесные породы? Чем характеризуются падающие тени отдельных древесных пород? Как наблюдать на аэрофотоснимках собственные и отброшенные тени деревьев? 31
32 7. Аналитическое дешифрирование таксационных показателей древесных пород, яруса и насаждения в целом. Космическая съемка, особенности дешифрирования космических снимков В чем существо аналитического дешифрирования? Как отражается класс возраста на дешифровочных признаках? Как отражается сомкнутость крон на дешифровочных признаках? Как определить класс бонитета на аэрофотоснимке? Методические рекомендации по самостоятельной подготовке к лабораторным работам Номер и наименование темы 1. Накидной монтаж и оценка качества аэроснимков 2. Определение масштаба аэроснимков различными методами 3. Приобретение навыков работы с различными стереоприборами и получение устойчивого стереоэффекта 4. Определение вертикального масштаба и глазомерное определение высоты дерева 5. Измерение высот деревьев по разностям продольных параллаксов на стереоизмерительных приборах 6. Измерение параметров деревьев Контрольные вопросы: Для чего осуществляется накидной монтаж аэрофотоснимков? В каком порядке осуществляется накидной монтаж аэрофотоснимков? В виде какого материала (документа) закрепляется накидной монтаж? Перечислите критерии качества отдельного аэрофотоснимка. Перечислите критерии качества аэрофотосъемки заданной площади в целом. Что такое главный масштаб аэрофотоснимка? Как изменяется масштаб аэрофотоснимка по его площади? Как определить главный масштаб по высоте аэрофотосъемки и фокусному расстоянию аэрофотоаппарата? Как определить масштаб по точкам и известному расстоянию между ними? Как определить масштаб аэрофотоснимка, имея топографическую карту той же местности? Как искажается масштаб аэрофотоснимка в зависимости от рельефа местности? В каком порядке располагают а/ф снимки под стереоскопом? Что необходимо сделать, когда рельеф местности под стереоскопом выглядит вывернутым наизнанку? Как располагают стереоскоп по отношению к источнику освещения? Что происходит с «маркой» при сдвижении и раздвижении левой и правой составляющей изображения «марки»? Как определить вертикальный масштаб, если на аэрофотоснимке имеется объект с известной высотой? Как определить вертикальный масштаб, если известны высота полета, фокусное расстояние и стереобаза фотографирования? Как определить вертикальный масштаб по разности продольных параллаксов? Как глазомерно на местности определить высоту дерева? Как определить высоту дерева по длине его тени, известной широте местности, дате и времени съемки? Зависит ли разность продольных параллаксов вертикального объекта от его расположения на площади аэрофотоснимка? Напишите формулу определения высоты объекта (дерева) по разности продольных параллаксов? Можно ли применить метод определения высоты объекта по разности продольных параллаксов подручными средствами без стереоизмерительных приборов? Что такое параллакс? Как с помощью палетки определить сомкнутость полога? Как с помощью палетки определить площадь какого либо участка 32