Глава VIII Дешифрирование аэро- и космических снимков (табл. 111 - 117)

Глава VIII
Дешифрирование аэро- и космических снимков

Требования к материалам фотосъемки

111. Требования к разрешению на местности съемочных материалов в зависимости от объекта дешифрирования [66]

Объект наблюдения и его размеры	Требования к точности измерения	Требования к разрешению на местности, масштаб (условный)	Вид съемки
Отдельные листья, веточки, стволики деревьев, другие объекты размером до 5 см	0,5-1 см	До 0,5 см, 1:100	Сверхкрупномасштабная аэросъемка
Объекты размером от 5 до 20 см (веточки и стволы деревьев и т.п.)	1-2 см	0,5-1 см, 1:100-1:200	Сверхкрупномасштабная аэросъемка
То же размером 20-40 см	2-4 см	1-2 см, 1:200-1:400	То же
Ветви или их части, мелкие кроны и другие объекты размером 40-100 см	4-10 см	2-5 см, 1:400-1:1000	"
Кроны или их части, крупные ветви, другие объекты размером 1-2 м	10-20 см	5-10 см, 1:1000-1:2000	Крупномасштабная аэросъемка
Кроны и другие объекты размером 2-5 м	20-50 см	10-25 см, 1:2000-1:5000	То же
Кроны, группы крон и другие объекты размером 5-10 м	50-100 см	25-50 см, 1:5000-1:10 000	"
Объекты размером 10-20 м	1-2 м	0,5-1 м, 1:10 000-1:20 000	Среднемасштабная аэросъемка
Объекты (участки) площадью от 0,25 до 1 га	5 м	2,5 м, 1:50 000	Мелкомасштабная аэросъемка
То же площадью 10 га	15 м	7,5 м, 1:150 000	Сверхмелкомасштабная аэро- или космическая съемка
То же площадью 50 га	40 м	20 м, 1:400 000	То же

112. Требования к материалам аэро- и космических съемок, применяемым при лесоучетных работах

Вид лесоучетных работ	Вид съемки	Тип пленки	Масштаб, разрешение на местности, м	Примечание
Лесоустройство:
I-II разряды	Аэрофотосъемка	Спектрозональная	1:10000 (1:15000)	Допускается черно-белая (однозональная) съемка, когда спектрозональная неосуществима или нецелесообразна
III разряд	То же	То же	1:15000 (1:20000)	То же
повторное по III разряду в лесах экстенсивной зоны	Космическая фотосъемка	Спектрозональная или многозональная	Увеличенные до 1:50000, 5-10 м	При отсутствии космической может быть применена аэросъемка
Фотостатистическая инвентаризация:
резервных и притундровых лесов	То же	То же	Увеличенные до 1:50000-1:100000, 5-10 м	То же
древесно-кустарниковой растительности пустынь	"	Черно-белая	Увеличенные до 1:100000, 5-10 м	"
Мелкомасштабное тематическое картографирование (1:200000-1:10000000)	Космическая фото- или сканерная	Спектрозональная или многозональная	Увеличенные до 1:100000-1:300000, 5-20 м	"
Учет текущих изменений в лесном фонде (гари, вырубки, погибшие насаждения и др.)	То же	То же	Увеличенные до 1:50000-1:100000, 5-20 м	"
Освидетельствование мест рубок	Аэрофотосъемка	Спектрозональная	1:1000-1:2000	Предпочтительнее позитивная обратимая пленка
Выявление сухостойных и усыхающих деревьев	То же	То же	1:5000-1:8000	То же

Дешифрирование (ДШФ) - анализ, обнаружение, распознавание на аэрофотоснимках (АФС) или космических снимках (КС) объектов местности, определение их качественных и количественных характеристик. ДШФ осуществляют с применением увеличительных, измерительных, стереоскопических, оптико-электронных приборов визуальными (аналитическими), измерительными, автоматизированными методами. ДШФ проводят на основе комплекса признаков, отобразившихся на снимках, и их взаимосвязях с характеристиками дешифрируемых объектов.

При лесоучетных работах наиболее широко применяется стереоскопический визуальный или визуально-измерительный (аналитико-измерительный) методы.

Вид и масштаб съемки выбирают, исходя из информативности (разрешения на местности) получаемых снимков, необходимой при их использовании для определенного объекта (метода) учета леса.

Для лесоустройства и лесоинвентаризации давность аэро- и космической съемки, как правило, не должна превышать в лесных предприятиях с интенсивным хозяйством 3 лет, с экстенсивным - 5 лет.

Требования к фотографическому и фотограмметрическому качеству снимков:

четко выраженное цветоделение по хвойным и лиственным породам и одинаковая цветопередача в пределах объекта работ на цветных спектрозональных снимках;

изображение облаков или теней от них, царапины, заломы, пятна, проработка деталей в затененных местах и другие дефекты на АФС не должны препятствовать выполнению ДШФ объектов съемки;

четкое изображение координатных меток на всех снимках;

продольное перекрытие между снимками в маршруте не менее 56%, поперечное между маршрутами для АФС - не менее 20%, КС - 5%.

угол сноса не свыше 3°;

непрямолинейность аэрофотосъемочных маршрутов не более 3%.

Качество спектрозональных аэронегативов оценивают по светоделительным характеристикам на основе сенситометрического контроля с помощью денситометров (табл. 113) по критериям, указанным в таблице 114.

113. Характеристика приборов, применяемых для измерения оптических плотностей

Марка денситометра	Светофильтр	Размер диафрагмы, мм	Пределы измерения оптических плотностей	Погрешность измерения
ЦАФЭУ	Синий, зеленый, красный, нейтральный	3,0	Негатив 0-3,5, позитив 0-4,0
СР-25	То же	3,0 1,0 0,5х2,5	0-4,0
ТР-524 "Макбет"	То же	3,0 2,0 1,0	0-4,0

114. Критерии удовлетворительного качества аэронегативов

Показатель	Панхроматический слой	Инфракрасный слой
Оптическая плотность вуали,	0,4	0,7
Минимальная оптическая плотность фотоизображения,
Максимальная оптическая плотность фотоизображения,	2,5	2,5
Коэффициент контрастности фотоизображения,	1,7-3,0	1,4-2,3

Качество аэронегативов по цветоделительным характеристикам оценивают на основе вычисления хроматической детали потемнения по формуле А.И. Иорданского:

,

где: , - плотность изображения лиственных (л) и хвойных (х) пород в инфрахроматическом слое; , - плотность изображения хвойных (х) и лиственных (л) пород в панхроматическом слое.

Качество негативов устанавливают по величине : 0,2 и < - неудовлетворительное; 0,21-0,3 - удовлетворительное; 0,31 и > - хорошее.

При отсутствии денситометров качество аэронегативов устанавливают путем визуального сравнения с эталонными, подготовленными заранее на основании фотометрических измерений [66].

Дешифровочные признаки

Дешифровочные признаки подразделяют на прямые и косвенные. Прямые признаки, в свою очередь, - на фотометрические, фиксирующие различия в спектральной отражательной способности - тон (цвет), и морфологические, передающие внешний облик объекта ДШФ, - форму, размеры, размещение, тени, рисунок (структура и текстура).

Тон (цвет). При визуальном ДШФ используют семибалльную шкалу тональности. Белый тон - оптическая плотность ; почти белый - 0,2-0,3; светло-серый - 0,4-0,6; серый - 0,7-1,1; темно-серый - 1,2-1,6; почти черный - 1,7-2,1; черный - 2,2 (рис. 8). При автоматизированном ДШФ выделяют до 256 уровней (ступеней) плотности.

Визуально цвет определяют по специальным цветовым шкалам. В них основная характеристика дана по цветовому тону (10-16 тонов и более) и дополнительная - по насыщенности цветов (7 и более).

Форма. Может быть точечной, линейной, площадной, плоской и объемной. Линейные объекты различают по тону (цвету), ширине, длине, извилистости; площадные - по тону (цвету), геометрической форме и размерам; точечные объекты подсчитывают по количеству.

Рисунок характеризуется структурой (набор форм, размеров, тонов или цветов и цветовых оттенков, участвующих в его формировании) и текстурой (пространственное расположение структур, их взаимное сочетание). Выделяют точечную, зернистую, пятнистую, струйчатую, линейную, полосчатую, комбинированную, ровную, неопределенную, параллельно-, радиально-, концентрически-полосчатую, дендровидную и другие типы структур. Наиболее часто встречающиеся типы структур и текстур показаны на рисунке 9. Специфический рисунок изображения, особенно на мелкомасштабных снимках, создает гидрографическая сеть.

К основным косвенным признакам ДШФ лесов относят ландшафтные или геоморфологические (гидрография, рельеф и его формы, типы почв), изученность естественно-исторических и лесорастительных условий, историю возникновения насаждений или других категорий земель и объектов, степень освоенности лесных массивов, встречаемость древесных пород и их сочетаний, приуроченность различных категорий земель к путям транспорта, населенным пунктам и т.п.

При ДШФ виден только верхний полог насаждения, представленный совокупностью крон деревьев. Их форму характеризуют следующие морфологические признаки: диаметр - , длина и высота до наибольшей ширины кроны - ; высота окончания кроны - (рис. 10). Классификация горизонтальной и вертикальной проекций форм крон деревьев дана на рисунке 11. При практических работах целесообразней использовать упрощенную классификацию, приведенную на рисунке 12.

Различают контурное и лесотаксационное ДШФ. При контурном ДШФ территорию квартала или урочища подразделяют на таксационные выделы. При таксационном ДШФ в их пределах определяют таксационные характеристики насаждений, не покрытых лесом, и нелесных земель.

При лесотаксационном ДШФ крупно- и среднемасштабных АФС используют следующие признаки: цвет (тон), форма и размеры проекций крон деревьев и промежутков между ними, форма собственной тени (треугольная, серповидная, овальная, форма не выражена, не заметна); переход от освещенной к затененной части кроны (резкий, плавный, не заметен); выпуклость кроны (остроконечная - шиловидная, ясно выражена, слабо заметна, крона плоская), структура кроны (ясно выражена, не выражена); разновысотность (не выражена, умеренно-ступенчатая - при разнице в высотах до 1/3, ступенчатая - при разнице в высотах более 1/3); просматриваемость полога в глубину (полог плотный - при просматривании не более 1/3 высоты древостоя, средней плотности - при просматривании до 1/2 высоты древостоя и хорошо просматриваемый - до земной поверхности).

При ДШФ мелкомасштабных АФС и КС используют: цвет (тон) рисунка изображения, контурные структуру и текстуру, выпуклость групп крон (выражена, слабо выражена, не выражена, отсутствует), размеры групп крон и промежутков между ними, просматриваемость и разновысотность полога.

Дешифровочные характеристики насаждений основных лесообразующих пород по крупно- и среднемасштабным АФС. Сосновые насаждения. Формы проекций крон в центральной части АФС округлые, по краям овальные, напоминающие вид сбоку. Собственная тень на кроне в форме полумесяца. Кроны сосны в спелом возрасте при рассмотрении в стереоскоп кажутся выпуклыми и значительно приподнятыми над земной поверхностью, в перестойном - зонтикообразными. В возрасте 40-60 лет кроны более острые, выпуклость незаметна, а в молодняках совсем не выражена. Поверхность полога ровная, особенно при значительной сомкнутости. На АФС масштабов 1:10 000-1:15 000 при средней полноте насаждение просматривается почти везде до земной поверхности. Тени хорошо передают форму крон. Цвет крон на цветных спектрозональных аэроснимках зеленый, светло-зеленый, реже сине-зеленый, в молодняках и средневозрастных насаждениях - с коричневым оттенком. Промежутки между кронами темно-синего цвета. С освещенной солнцем стороны на кроне заметен более светлый ободок. Тон крон на панхроматических снимках светлый, тени от них темновато-серые. На инфрахроматических АФС кроны серого тона, промежутки между ними и тени от деревьев черные.

Примесь ели к сосне на цветных АФС масштабов 1:10 000-1:15 000 заметна - наличие мелких крон темно- и сине-зеленого цвета, плотных теней темно-синего цвета в остроугольных разрывах полога насаждений. На панхроматических АФС общий тон изображения смешанного сосново-елового насаждения темнее, чем чистого соснового. На инфрахроматических АФС сосну от ели можно отличить только по признакам, характерным для каждой породы. Тона их крон близки.

Примесь лиственных пород по цветным спектрозональным АФС даже в небольшом количестве хорошо отличается от сосны по желто-оранжевому цвету, а на летних инфрахроматических - по тону. Например, береза и осина изображаются светло-серым или почти белым тоном. На панхроматических снимках примесь лиственных пород можно уверенно отличить, только если древесные породы существенно различаются формой крон, высотой и др. Осина, расположенная куртинами, хорошо выделяется на АФС по более плотным проекциям крон и более светлому их тону. В спелых насаждениях ее кроны в 2 раза шире крон сосны. Единичная примесь осины к сосне распознается по более округлым, шаровидным кронам, чем у березы и сосны. Примесь березы определяется надежней в куртинах порослевого происхождения, когда кроны их кажутся плоскими. Разницу между сосной и березой легче установить в краевой части АФС при наклонном их изображении.

Еловые и пихтовые насаждения имеют узкие кроны с конусовидными вершинами, хорошо заметные в краевой части АФС. Форма проекций крон у ели звездчатая (заметно только на крупномасштабных АФС), у пихты округлая. В центральной части АФС наиболее резко выражена разница в тонах между освещенными и затененными сторонами крон - затененная часть по форме напоминает треугольник. Под стереоскопом в еловых насаждениях отчетливо заметны резкие различия в высоте деревьев, наличие глубоких провалов и разрывов в пологе; просматриваемость в глубину плохая; проекции крон имеют различную величину (мелкие проекции в 4-5 раз меньше крупных). Спелые еловые насаждения отличаются от пихтовых формой тени. У пихты тень более остроконечная, чем у ели, и имеет вид узкого вытянутого конуса.

На цветных спектрозональных АФС кроны ели и пихты получаются темно- или сине-зелеными, зелеными. Затененная часть крон обычно темно-синяя. Примесь сосны распознается по более светлому цвету или тону изображения, менее плотным теням и формам крон и по высокой приподнятости крон. Лиственные породы хорошо заметны по желто-оранжевому цвету. На панхроматических АФС примесь осины определяется по крупным кронам наиболее светлого тона и по групповому расположению. Береза выделяется серым тоном крон, которые в старом насаждении опускаются ниже и заметно глубже входят в полог, чем кроны сосны. Резкая приподнятость и оторванность от земной поверхности, характерные для сосны, у березы отсутствуют. В смешанных одновозрастных насаждениях из ели, осины, березы и сосны на АФС размер крон у ели меньше, а у осины больше, чем у березы и сосны.

Кедровые насаждения в молодом возрасте имеют конусовидные формы кроны, в возрасте 30-50 лет они приобретают форму вытянутого параболоида; в приспевающем насаждении крона становится более широкой и плоской, напоминает цилиндр, однако слабая заостренность вершины сохраняется до 150 лет. К 200 годам крона часто становится многовершинной, притупленной и неправильной конфигурации; позднее она редеет, появляется суховершинность. На форму крон существенно влияют полнота и условия местопроизрастания. Протяженность крон в среднем достигает половины высоты дерева. Размеры их изменяются в пределах 1:2.

На цветных спектрозональных АФС масштабов 1:10 000-1:15 000 общий рисунок полога состоит из равномерно располагающихся крон зеленого цвета со слабым синеватым оттенком. На панхроматических АФС кроны светло-серого тона, а промежутки между ними темно-серые или темные. Разновысотность наблюдается только у перестойных древостоев. Переход от освещенных частей крон к затененным постепенный. Это создает в средней части снимка впечатление некоторой выпуклости. Преобладают округлые формы. В краевых частях АФС наклонные стороны крон хорошо передают притупленные цилиндрические или вытянуто-эллипсовидные формы, а там, где изображены затененные кроны, хорошо заметен огибающий их низко опущенный светлый ободок.

Примесь ели и пихты различают по формам крон, их темному цвету и тону, а также по более темным остроконечным промежуткам между кронами, нарушающими однообразный вид кедровника. Сосна отличается по выпуклым кронам и более светлому их цвету (тону). Примесь лиственных пород (березы и осины) на цветных спектрозональных АФС выделяется по оранжевому цвету, а на панхроматических - более светлым их тоном и специфическими характеристиками крон.

Лиственничные насаждения отличаются в спелом возрасте преобладанием неправильно параболоидных и эллипсовидных, а в молодом возрасте - конусовидных форм крон. С возрастом кроны становятся более изреженными, вершины их - округлыми и плоскими. Формы проекций крон в центре АФС звездчатые, несимметричные, неправильно округлые. Переход от освещенной стороны кроны к затененной нерезкий. В краевых частях АФС лиственница выделяется редкой кроной. На летних черно-белых АФС она светло-серого тона, промежутки между кронами темно-серого тона.

На цветных спектрозональных АФС цвет крон лиственницы светло- или темно-оранжевый, на АФС, изготовленных с аэропленки СН-23, - светло-зеленый, желтоватый.

Размеры проекций крон, видимых в пологе насаждений, колеблются незначительно (1:2, реже 1:3), но больше, чем в сосновых и березовых насаждениях. Характер расположения их в пологе более групповой и менее равномерный, чем в сосняках. Примесь других пород различается по комплексу присущих им признаков и тону или цвету.

Березовые насаждения отличаются пологом в виде однообразных, округлой формы крон, обычно со значительной сомкнутостью. На летних панхроматических АФС по признакам дешифрирования они сходны с сосновыми насаждениями, что обуславливается сходством формы крон и спектральных яркостей в видимой области спектра. Примесь сосны к березе увеличивает просматриваемость насаждения в глубину вследствие взвешенности крон. В возрасте 30-40 лет на АФС масштаба 1:15 000 и крупнее заметна обособленность крон, выпуклость выражена слабо, в 40-50 лет заметно различие между проекциями крон. В 60 лет их отношение 1:2, реже 1:3, выпуклость крон более выражена. В старых насаждениях кроны березы менее выпуклы, более плоски и развесисты, чем у сосны.

На спектрозональных АФС цвет крон светлый желто-оранжевый; переход от освещенных сторон к затененным постепенный, нерезкий. Затененная часть кроны занимает не более 1/3 общей ширины. Поверхность полога березовых насаждений ровная, просматриваемость в глубину полога в сомкнутых насаждениях выражена слабо. На цветных спектрозональных АФС примесь хвойных пород хорошо заметна по зеленому цвету.

Осиновые насаждения отличаются преобладающим в верхнем пологе молодых насаждений острых, в средневозрастных - параболоидных или эллипсовидных, в спелых - округлых, полушаровидных или шаровидных форм крон. В перестойных осинниках - чаще с плоскими вершинами. Сомкнутость полога значительная во всех возрастах. Размеры крон в видимом на аэроснимке пологе почти одинаковы и изменяются в пределах 1:1,5 или 1:2. Кроны у спелой осины не имеют на АФС резко выраженной затененной стороны. Под стереоскопом кроны осины кажутся оторванными от земли. Этим они отличаются от крон березы.

На спектрозональных АФС кроны осины оранжевые или красно-оранжевые. Они в большей степени насыщены оранжевыми тонами, чем кроны березы; молодняки и средневозрастные насаждения более светлых тонов. На черно-белых АФС кроны осины, как и березы, имеют яркие светло-серые или почти белые тона.

Дубовые насаждения отличаются сильной зависимостью форм крон от состава древостоя и условий местопроизрастания. В спелых дубравах проекции крон на цветных спектрозональных АФС масштабов 1:10 000-1:15 000 узорчатой формы с тупой вершиной оранжево-бурого или коричневато-бурого цвета. На панхроматических - серого тона с мелкими промежутками темно-серого тона; при ранней летней аэросъемке тон крон светлее, чем у березы.

Липовые насаждения в молодом возрасте (до 20 лет) характеризуются преобладанием крон в виде вытянутого кверху эллипса, в средневозрастных и приспевающих древостоях - круглыми обратнояйцевидными, полушаровидными, в спелых и порослевых - плоскими. Размеры крон различны и колеблются в пологе в пределах 1:3.

На АФС формы крон отдельных деревьев округлые, собственная тень на кронах незначительна. Кроны неясно выпуклые, в группах слитные, плоские. Промежутки между ними неодинаковы по величине. Деревья разной высоты размещены группами. Просматриваемость насаждений в глубину плохая. Общий вид насаждения характеризуется кронами различной формы и размеров светло-серого и серого тонов на панхроматических и оранжевого цвета на цветных спектрозональных АФС.

Черноольховые насаждения имеют в спелом возрасте: у отдельно стоящих деревьев формы крон обратнояйцевидные, эллипсовидные, при гнездовом расположении формы кроны в верхней части плоские. На АФС масштабов 1:10 000-1:15 000 кроны отдельных деревьев неправильной округлой формы, слегка выпуклые. На цветных спектрозональных АФС их изображения оранжево-красные, даже более насыщенные, чем у осины и березы, на панхроматических - светло-серые, а промежутки темно-серые или черные. Цвет, тон, формы крон и структура полога насаждений могут сильно варьировать. Поэтому необходимо тщательное изучение особенностей дешифровочных признаков насаждений для конкретных лесорастительных условий и типов аэросъемочных материалов, так как они могут отличаться от вышеприведенных [66].

Особенности дешифрирования не покрытых лесом и нелесных земель по крупно- и среднемасштабным АФС. Сплошные вырубки опознают на АФС по геометрическим контурам площадей, наличию семенников, трелевочных волоков и другим признакам, характерным для лесозаготовительного процесса. Тон их изображения на панхроматических АФС светло-серый, на спектрозональных - светлый сине-зеленый.

Состав возобновления вырубок на цветных спектрозональных АФС определяют по цвету. Хвойные породы изображаются зеленым цветом, лиственные - оранжево-красным. Однако АФС не обеспечивают достоверность ДШФ состояния возобновления, так как при небольшой его высоте и малой сомкнутости травостой можно принять за возобновление хвойными породами и наоборот.

Гари на цветных спектрозональных АФС изображаются разным цветом - от синеватого до оранжевого, в зависимости от характера оставшегося древостоя и травяного покрова. Границы гарей неровные, резко изорванные. Сухостой на спектрозональных АФС имеет преимущественно ярко-синий или зеленовато-синий цвет (по цвету он надежно дешифрируется и в насаждении). На панхроматических АФС гари имеют светлый тон, на инфрахроматических - темно-серый.

Прогалины на цветных спектрозональных АФС могут иметь разный цвет в зависимости от характера и мощности травяного покрова. Они имеют неправильную форму и по своему изображению сходны с сенокосами, особенно суходольными, расположенными вдали от берегов рек и ручьев, если на последних нет стогов сена.

Болота определяют по характеру изображения. Низинные болота при отсутствии древесной растительности на черно-белых АФС изображаются однообразным темно-серым тоном без выраженного рисунка, на спектрозональных - светло-оранжевым цветом. Древесная растительность имеет вид разбросанных по общему фону пятен, цвет которых зависит от породы. Верховые болота имеют своеобразный рисунок, состоящий из чередующихся извилистых полосок светло-серого и серого тонов на панхроматических АФС, светло-оранжевого и светло-зеленого цветов - на спектрозональных. Изображения сильно увлажненных переходных болот сходны с изображением низинных; на них обычно заметны темные пятна, мочажины. Цвет изображения переходных болот обусловлен цветом изображения древесной растительности и напочвенного покрова. Как правило, у переходного болота он более интенсивен, чем у верхового. При дешифрировании типов болот учитывают характер древесной растительности и рельеф.

Сенокосы определяют по форме, тону (цвету). На цветных спектрозональных АФС цвет их при скошенной траве светло-зеленый, при наличии травы - светло-оранжевый или салатный [16].

Основы дешифрирования космических снимков

На черно-белых КС прямыми признаками дешифрирования являются тон, структура и текстура изображения, а косвенными - ландшафтные, основанные на приуроченности лесов и их отдельных типов к определенным формам рельефа. На цветных с натуральной цветопередачей, спектрозональных и многозональных КС дополнительными признаками будут цвета и их оттенки.

Для стереоскопического изучения гор и сильно пересеченной местности по КС с помощью стереоприборов получают стереоскопическую модель местности (преимущественно форм рельефа с амплитудами колебания не менее нескольких десятков метров). Равнинные формы рельефа стереоскопически не воспринимаются, но хорошо выделяются на снимках по косвенным признакам (гидрографической сети, растительности, почвенному покрову и другим компонентам ландшафта). Дешифрирование форм рельефа равнинных территорий проводят с использованием топографических карт и выборочной аэрофотосъемки.

В практике лесного хозяйства в настоящее время широко применяют космические фотоснимки высокого разрешения (6-10, 15-20, 20-80 м), получаемые с ИСЗ серии "Космос", ДОС "МИР". По их данным дешифрируют границы ландшафтов и местностей, их основные элементы, выделяют площади с растительностью, не покрытые лесом, и нелесные земли. На контактных и увеличенных в 2-10 раз спектрозональных и многозональных снимках (или изображениях на экране многозонального проектора и дисплея) отчетливо дешифрируют контуры лесной растительности, сельскохозяйственных угодий, болот, рек, озер, вырубок, гарей, каменистых россыпей, песков и некоторых других категорий. Древесная растительность на основе цвета, оттенков и микроструктуры изображения подразделяется по группам преобладающих пород (сосна, лиственница, темнохвойные, мягколиственные), укрупненным группам типов лесорастительных условий, полнот и запасов. Очень четко на снимках распознаются вырубки, их приуроченность к формам рельефа.

Преобладающие породы или их группы и группы состава насаждений дешифрируют в основном по цвету и приуроченности к определенным типам лесорастительных условий (рельеф, вид растительности). Полноту и группы возраста определяют на основе микроструктуры полога насаждений и их статистических характеристик; остальные таксационные показатели - расчетным путем на основе их взаимосвязей.

Вырубки дешифрируют по светлому тону (цвету) и четким прямоугольным границам, приуроченности к лесовозным дорогам (в таежных районах), иногда по недорубам - темным пятнам и зернам на общем светлом фоне изображения или крупномерному подросту. Цветные синтезированные снимки усиливают контраст между вырубками и примыкающими стенами леса. На них более надежно распознают куртины недорубов и некоторые другие особенности вырубок. По цвету можно выделить их части, различающиеся условиями местопроизрастания или находящиеся в различной стадии (по возрасту и преобладающей породе) лесовозобновления.

Гари на черно-белых КС более светлого тона, чем насаждения, обычно они имеют вытянутую в направлении ветров, господствующих в летний период, форму. В освоенных районах гари часто приурочены к дорогам. На цветных спектрозональных КС свежие гари от верховых пожаров имеют темный цвет, а невозобновившиеся гари прошлых лет, как и на черно-белых снимках, изображаются более светлым тоном. Возобновившиеся гари имеют тон (цвет) преобладающей древесной породы.

Болота, каменистые россыпи, дороги и другие нелесные земли при достаточной их величине распознают по специфическим для них признакам, в основном по цвету и рисунку изображения.

Крупные населенные пункты опознают уверенно практически на всех снимках с разрешением 100 м и лучше, а мелкие - по комплексу косвенных признаков (дорожная сеть, улицы с рядовой застройкой, приусадебные участки и др.). При многорядовой застройке они дешифрируются легче, чем при беспорядочной разреженной или рядовой вдоль дороги. Отдельно стоящие дома на КС с разрешением 20 м и хуже не опознаются.

Колочные, поле- и почвозащитные леса на КС, особенно увеличенных, дешифрируют по более темному тону (цвету), чем у окружающих нелесных земель. По оврагам, балкам и в долинах рек леса имеют вытянутую неправильную форму. На черно-белых КС по тону они близки к луговой растительности и водоемам, особенно в днищах балок, но при разрешающей способности КС = 10-20 м и контрастности съемочных и особенно многозональных материалов такие леса выделяются достаточно надежно. Полезащитные лесные полосы имеют разную ширину и прямолинейную форму. В некоторых случаях лесные полосы, особенно небольшой ширины, в молодом возрасте сливаются с луговыми или сельскохозяйственными землями.

Комплексный процесс дешифрирования АФС и КС включает их подготовку к дешифрированию, изучение ландшафтных, фотометрических и структурных признаков дешифрирования, тренировки исполнителей, контурное и лесотаксационное стереоаналитическое дешифрирование.

Ландшафтные признаки изучают по данным натурных исследований, фондовых материалов, анализа АФС и КС. Составляют рабочую таблицу признаков дешифрирования. В ней приводятся: встречаемость групп типов лесорастительных условий и лесообразующих пород, а в каждой из этих групп - приуроченность их к высоте над уровнем моря, рельефу, экспозиции, крутизне склонов; производительность лесообразующих пород в пределах групп типов условий местопроизрастания.

Фотометрические и структурные признаки дешифрирования изучают в выделах, отграниченных на АФС и КС, имеющих данные наземной перечислительной или измерительной таксации. На основе стереоскопического анализа и сравнения фотоизображения с соответствующей шкалой (шкала цветов, эталоны рисунка изображения и др.) для каждого выдела дается оценка цвета, структуры и текстуры изображения, формы и размеров крон или их групп и промежутков между ними и т.д. Результаты анализа признаков дешифрирования заносят в таблицу по преобладающим породам, группам возраста, категориям земель.

Контурное и таксационное дешифрирование КС проводится с использованием стереоскопов с 4-кратным и более увеличением. Вначале выделяют категории земель, затем покрытые лесом земли, подразделяемые на укрупненные участки с однородными типами лесорастительных условий. По комплексу ландшафтных, фотометрических, структурных (текстурных) признаков выделяют однородные участки по преобладающим породам (или группам пород), группам возраста и полноты. Бонитет определяют по взаимосвязи с типом условий местопроизрастания, полноту - по сомкнутостям полога, высоту - по группе возраста и бонитету, средний диаметр - по высоте, полноте и группе возраста, запас - по высоте и полноте.

Для нелесных земель определяют категорию, рельеф, положение, а для не покрытых лесом лесных земель - также тип лесорастительных условий и бонитет [16].

115. Дешифровочные возможности материалов космических и сверхмелкомасштабных аэрофотоснимков

Минимальные детали, которые могут найти отражение	Показатели, которые могут быть определены
Разрешение на местности 1 км (М 1:8000000)
Высококонтрастные участки леса среди безлесных пространств площадью более 9 (3х3 элемента разрешения), а также безлесные участки среди лесного фонда Площадь минимально целесообразного к выделению на оригинальном снимке участка (2х2 мм) 256 , на увеличенном в 4 раза снимке - 16	В пределах крупных регионов генерализованные контуры лесов (с детальностью карт масштаба 1:10000000) с выделением в пределах их безлесных площадей, в том числе долин, рек, озер Районы распространения темнохвойных, светлохвойных и мягколиственных лесов; заснеженные районы, шлейфы дымов от крупных лесных пожаров; грозовая и конвективная облачность
Разрешение на местности 250 м (масштаб 1:2500000)
Высококонтрастные участки леса среди безлесных пространств площадью более 0,5 , а также безлесные участки среди лесного фонда. Площадь минимально целесообразного к выделению на оригинальном снимке участка 25 , на увеличенном в 4 раза снимке - 1	С детальностью карт масштабов 1:2500000-1:5000000 площади лесных и безлесных территорий, крупные реки, озера, гари; крупные массивы сосновых, темнохвойных, лиственничных, лиственных лесов; грозовая и конвективная облачность; шлейфы дымов от лесных пожаров, заснеженные площади
Разрешение на местности 100 м (приведенный масштаб 1:1000000)
Высококонтрастные участки леса среди безлесных пространств площадью более 9 га, а также безлесные участки среди лесного фонда. Площадь минимально целесообразного к выделению на оригинальном снимке участка 4 , на увеличенном в 4 раза снимке - 25 га	В пределах лесного фонда (ЛФ) с детальностью карт масштабов 1:1000000-1:500000 выделяются не покрытые лесом и нелесные площади, которые по их форме, цвету (тону), структуре изображения подразделяются на укрупненные классы, например гари, болота, крупные площади вырубленных массивов, в том числе крупные вырубки. Лесопокрытые площади подразделяются на хвойные высокопроизводительные, низкопроизводительные, мягколиственные. По шлейфам дыма обнаруживаются лесные пожары средних размеров
Разрешение на местности 25 м (приведенный масштаб 1:1000000)
Высококонтрастные участки леса среди безлесных пространств площадью более 0,5 га, а также безлесные участки среди лесного фонда. Площадь минимально целесообразного к выделению на оригинальном снимке участка 4 , на увеличенном в 4 раза снимке - 25 га	В пределах ЛФ с детальностью карт масштабов 1:500000-1:200000 покрытая лесом площадь подразделяется на классы по группам преобладающих пород, типов условий местопроизрастания (ТУМ), густоты. Выделяются не покрытые лесом (гари, вырубки) и нелесные (болота, воды, сельхозземли) площади
Разрешение на местности 10 м (приведенный масштаб 1:200000)
Высококонтрастные участки леса среди безлесных пространств площадью более 0,09 га, а также безлесные участки среди лесного фонда. Площадь минимально целесообразного к выделению на оригинальном снимке участка 16 га, на увеличенном в 4 раза снимке - 1 га	В пределах ЛФ с детальностью карт 1:100000-1:50000 покрытая лесом площадь с подразделением по группам преобладающих пород, ТУМ, возраста, полноты. Не покрытая лесом и нелесная площадь с выделением редин, гарей, вырубок, прогалин, пашен, вод, болот, населенных пунктов и усадеб, каменистых россыпей, дорог, трасс и пр.
Разрешение на местности 3 м и лучше (аэрофотоснимки масштаба 1:50000 и крупнее)
Высококонтрастные участки леса среди безлесных пространств площадью более 0,01 га, а также безлесные участки среди лесного фонда. Площадь минимально целесообразного к выделению на оригинальном снимке участка 1 га, на увеличенном в 4 раза снимке - 0,1 га и лучше	Все показатели лесного фонда с детальностью карт масштаба 1:50000 и крупнее, в том числе весь набор категорий площадей, группы древесных пород, их высота, полнота, запас, тип леса (группа типа) и др.

Определение таксационных и дешифровочных показателей по аэроснимкам

Состав насаждения. Составляющие насаждение породы распознают по цвету, его насыщенности, форме и размерам крон, структуре изображения полога. Правильность определения состава проверяют по стереограмме аналогичного или близкого по составу, возрасту, полноте выдела, подобранного из фототеки стереопар типичных выделов. В сложных насаждениях состав видимого полога определяют с помощью точечных и других палеток, или путем подсчета на круговых пробных площадках числа крон разных пород и определением запаса каждого элемента леса по средним высоте (диаметру кроны) и диаметру на высоте груди, определенным по аэрофотоснимкам. В запас, установленный по видимым на АФС деревьям, вносят поправки на запас невидимых деревьев.

Высота деревьев и насаждений определяется на основе измерения разности продольных параллаксов. В равнинных условиях она вычисляется по формуле:

,

где: H - высота фотографирования, м; b - базис аэроснимка, мм; - разность продольных параллаксов между точками вершины и основания дерева, мм.

Формула пригодна, когда колебания высот местности в пределах базиса аэроснимка:

,

где: - превышение точек местности в пределах базиса аэрофотосъемки; - точность измерения высот ( м).

Допустимые колебания высот местности для применения вышеуказанной формулы в зависимости от высоты фотографирования [16].

При	высоте	фотографирования	1000 м	не	более	30 м
"	"	"	2000 м	"	"	44 м
"	"	"	3000 м	"	"	55 м
"	"	"	4000 м	"	"	63 м
"	"	"	5000 м	"	"	70 м

В горных условиях для определения высоты применяют формулу:

,

где: - высота фотографирования над проекцией главной точки правого аэроснимка; - превышение между основанием измеряемого дерева и плоскостью, проходящей через главную точку правого аэроснимка; - базис левого аэроснимка; - разность продольных параллаксов вершины и основания дерева.

116. Минимальные значения разности высот на местности, оцениваемые дешифровщиком при стереоскопическом наблюдении аэрокосмических фотоснимков [14]

Высота фотографирования, м	Формат кадра 18х18 см		Формат кадра 30х30 см
	Продольное перекрытие 60%
	без увеличения	увеличение в 3,5 крат	без увеличения	увеличение в 3,5 крат
1000	0,4	0,1	0,3	0,07
2000	0,8	0,2	0,5	0,1
3000	1,3	0,4	0,8	0,2
5000	2,1	0,6	1,3	0,4
7500	3,2	0,9	1,9	0,5
10 000	4,2	1,2	2,5	0,7
12 500	5,3	1,5	3,2	0,9
200 000	84,2	24,0	50,5	14,4
300 000	126,2	36,1	75,7	21,6
600 000	252,5	72,1	151,4	43,3

вычисляют по формуле:

,

где: d - главное расстояние стереоскопа (в среднем 250 мм); H - высота фотографирования; b - базис АФС или КС; v - кратность увеличения стереоскопа; - острота бинокулярного зрения первого рода (25"); - радиан (57,3°).

Оптимальные условия стереонаблюдения при измерении разности продольных параллаксов деревьев определяются формулой:

,

где: - физиологический параллакс ( мм); d - главное расстояние стереоскопа; - фокусное расстояние глаз ( мм); v - кратность увеличения стереоскопа.

При использовании зеркально-линзового стереоскопа Карл Цейсс Иена (d = 325 мм) максимально воспринимаемая величина без увеличения составляет 0,76 мм, при 3,5-кратном увеличении - 2,26 мм [16].

Высота деревьев (древостоя) по АФС может быть определена и упрощенными (приближенными) методами по формулам:

а) ,

где: - длина тени дерева (древостоя); x - угол падения солнечных лучей, град.;

б) ,

где: l - длина изображения дерева на снимке, мм; r - расстояние между вершиной дерева и точкой надира, мм;

в) ,

где: - глубинный (вертикальный) масштаб АФС , - расстояние наилучшего зрения человека (в среднем 250 мм); - переводный коэффициент; - глазной базис (в среднем 65 мм); - высота дерева, определяемая глазомерно при стереоскопическом рассматривании снимков, мм; v - увеличение оптической системы стереоскопа.

Средний диаметр насаждения на высоте 1,3 м устанавливают на основе его зависимости от , т.е. или взаимосвязи с , , и другими таксационными и дешифровочными показателями: классом бонитета, типом леса, возрастом. Эти зависимости отображаются в виде графиков, номограмм, таблиц, уравнений (рис. 13).

Относительная полнота насаждения определяется:

глазомерно-стереоскопически на основе анализа стереомодели полога насаждения с учетом приобретенных в процессе таксационно-дешифровочных тренировок навыков и знаний строения насаждений и взаимосвязей между таксационными и дешифровочными показателями, в частности между полнотой и сомкнутостью полога, количеством деревьев на единице площади, их средним диаметром и полнотой. Для придержки могут быть использованы стереограммы из фототеки типичных выделов;

через сомкнутость полога - по уравнениям, графикам, таблицам взаимосвязи этих показателей, при этом должны учитываться возраст, тип лесорастительных условий, состав насаждения: ;

через средний диаметр и количество деревьев, определенных по АФС: ;

по формуле: .

Сомкнутость полога насаждения определяют:

способом точечных отметок с применением палеток (не менее 200 точек на выдел);

линейным способом - по взаимно перпендикулярным линиям (общей протяженностью на местности не менее 240 м), по соотношению длин линий, занятых проекциями крон и промежутков между ними;

по шкале (стереограмме) сомкнутостей полога;

по среднему диаметру (площади) крон и количеству деревьев:

.

Запас насаждения определяют расчетным путем после взаимной увязки установленных методом дешифрирования таксационных показателей по подобранным или составленным для объектов таблицам (стандартным или хода роста) или номограммам (см. рис. 13) с учетом состава, высоты, относительной полноты (сомкнутости полога) насаждения.

Товарность насаждения определяется с учетом его состава, возраста, типа лесорастительных условий, наличия сухостойных деревьев, валежа, аномальных явлений.

117. Достоверность, %, дешифрирования по многозональным, фотографическим и сканерным аэрокосмическим снимкам [16]

Таксационные характеристики, категории земель	Разрешение на местности, м
	0,1	0,25	0,5	1	2	5	10	20-50	75-100
Темнохвойные, светлохвойные, мягколиственные леса	100	100	100	100	100	95	95	90	85
Преобладающие породы	95	95	95	95	90	85	85	75	60
Группа типов леса (типов условий местопроизрастания)	95	95	95	95	90	85	80	75	70
Группа полноты насаждений	95	95	95	95	95	95	85	80	75
Полнота*								-	-
Группа возраста	95	95	95	95	90	80	75	-	-
Средняя высота*	4	5	6	8	12	16	18	-	-
Средний диаметр	6	7	8	10	13	16	20	-	-
Запас древесины на таксационном выделе*	10	10	15	20	25	30	35	-	-
Вырубки	100	100	100	100	95	90	90	80	70
Редины	95	95	95	95	90	80	75	-	-
Гари, ветровалы	100	100	100	100	100	95	90	75	70
Болота	100	100	100	95	90	85	85	80	75
Каменистые россыпи, гольцы	100	100	100	100	95	90	85	70	65
Сенокосы, прогалины	95	95	95	95	90	80	70	-	-
Пашни	100	100	100	95	95	90	80	75	70

______________________________

* Величина среднеквадратической ошибки.