Литература

Лазерная локация земли и леса

Заключение

В настоящем учебном пособии на практических примерах мы показали, что метод лазерной локации Земли и леса перспективен, интенсивно развивается и совершенствуется во многих странах мира, а также и в России. На сегодняшний день метод апробирован, технологически пригоден и адаптирован для практики инвентаризации и мониторинга земель и лесов. Использование лазерного зондирования, трехмерной компьютерной графики и математического моделирования позволяют вывести изучение структуры земных покровов и лесных насаждений на принципиально новый уровень.

Вместе с тем еще имеется ряд задач теоретического плана, решение которых позволит поднять лазерную локацию на более высокий уровень совершенства.

В частности требуется развитие общей теории лазерного зондирования леса, включая вычленение листовой поверхности из средней свободной компоненты лазерного луча, проходящего через оптически дисперсные структуры крон деревьев.

Другое важное направление исследований - моделирование лесного полога с целью более полной интерпретации спектральной плотности получаемых данных, так как математическая теория сама по себе не может обеспечить все необходимые ключи для получения достоверных результатов.

Наши исследования показали, что даже в насаждениях с регулярной структурой полога, состоящих из деревьев с одинаковыми размерами крон, преобразование Фурье обычно не приводит к получению одного спектрального максимума в длине волны, соответствующей одному диаметру кроны. Моделируемая траектория полета не всегда проходит через центр кроны, разделяя ее на две равные части, а чаще рассекает кроны асимметрично - на две неравные части. В результате преобразования Фурье профиль полога представляет собой преимущественно мультимодальные спектральные кривые, а не единичные спектральные максимумы, соответствующие диаметру кроны. Спектральный "портрет" значительно сложнее в насаждениях с высокими коэффициентами изменчивости диаметров крон. На изменение спектральной плотности оказывают влияние распределение по диаметрам крон и характер пространственного размещения деревьев в древостое.

На наш взгляд, очень перспективно дальнейшее развитие и совершенствование приборной базы и параметризации лазерной локации и синергетического использования сенсоров различных типов (радаров, многоспектральных сканеров, тепловизоров и др.) для определения биомассы лесной растительности и ее пирологических характеристик в различных приложениях.

На данном этапе технологического развития наибольший интерес для производства лазерной съемки земных и лесных покровов представляют приборы серии ALTM (2050/2070/3100/3100EA/Gemini) производства канадской компании Optech Inc., которые на сегодняшний день являются наиболее совершенными в мире воздушными лазерными сканирующими системами и, в отличие от других моделей, обеспечивают наивысшую достижимую частоту сканирования - более 100 тыс. измерений в секунду. Наибольшая плотность точек сканирования при этом составляет 1 точка на 5-7 см поверхности, что принципиально важно для съемки и измерений леса.

Другое не менее важное направление - верификация результатов лазерной съемки с данными наземных измерений как единственного способа оценки истинной точности результатов локации. Здесь требуется проведение дополнительных исследований по выявлению и определению параметров наземной калибровки лазерно-локационных данных.

С некоторым сожалением мы должны констатировать, что российские исследования в области применения методов лазерного зондирования Земли и леса в настоящее время явно не достаточны, что в значительной мере объясняется скудностью государственного финансирования науки в данной области и невыраженной заинтересованностью основных потенциальных пользователей и заказчиков новейших и высокоэффективных технологий дистанционного мониторинга, прежде всего Министерства природных ресурсов РФ, а также ряда других министерств и ведомств.

Мы надеемся, что публикация данного учебного пособия будет способствовать успешному развитию метода лазерной локации в России. Вместе с тем, авторы отдают себе отчет в том, что настоящее учебное пособие не лишено недостатков и будут признательны читателям за высказанные замечания и предложения, которые обязательно будут учтены в дальнейшем, при переизданиях этой книги.