facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Global international scientific
analytical project
GISAP
GISAP logotip
Перевод страницы
 

ПРАКТИЧЕСКОЕ ВНЕДРЕНИЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ЗОНИРОВАНИЯ ТЕРРИТОРИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАННЫХ СПУТНИКА LANDSAT С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ERDAS IMAGINE

ПРАКТИЧЕСКОЕ ВНЕДРЕНИЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ЗОНИРОВАНИЯ ТЕРРИТОРИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАННЫХ СПУТНИКА LANDSAT С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ERDAS IMAGINE
Марина Подлипная, аспирант

Колодий Павел , заведующий кафедрой, кандидат

Львовский национальный аграрный университет, Украина

Участник первенства: Национальное первенство по научной аналитике - "Украина";

PRACTICAL INTRODUCTION OF THE GEOINFORMATION MODEL OF TERRITORY ZONING USING THE LANDSAT SATELLITE DATA BY MEANS OF ERDAS IMAGINE SOFTWARE

В статье раскрыто зонирования земель как фактора влияния создания благоприятных условий для планового и устойчивого развития землепользования, формирования экологически безопасного и экономически эффективного землепользования, а также роли применения методов дистанционного зонирования земли с использованием данных спутника LANDSAT с помощью программного обеспечения ERDAS Imagine. Обосновано целесообразность использования данных спутника LANDSAT в применении новых подходов для решения ряда тематических задач.

Ключевые слова: зонирования земель, экономически эффективного землепользования, методы зонирования, использование данных спутника LANDSAT,с помощью программного обеспечения ERDAS Imagine.

The land zoning is disclosed in thisarticle as an influence factor of the enabling environment for planned and constant development of the land using, the formation of the environmentally safe and the economically efficient land using. There is also described the roles of the using distant land zoning methods with the applying of LANDSAT satellite information with using of ERDAS Imagine software. Besides, there is substantiated the advisability of the LANDSAT satellite information using with applying new approaches for a numberof thematictasks solutions.

Keywords: land zoning,economically efficient land using, zoning methods, methods with the applying of LANDSAT, satellite information with using of ERDAS Imagine.

В современных условиях развития общества и государства, когда состояние окружающей среды в Украине имеет особое значение, основным условием развития является планирование использования земель. Многогранность форм взаимодействия общества и природы, значимость земельных ресурсов по сравнению с другими природными ресурсами определяют необходимость их комплексного исследования.

Для обеспечения устойчивого развития Украины ставятся новые требования к оперативности, достоверности и полноты информации, необходимой для принятия соответствующих решений в области рационального использования земель. Одной из разновидностей информации, качество которой соответствует современным требованиям, есть информация, что отбирается методами дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Для детального анализа и реального прогнозирования использования территорий в дальнейшем можно использовать альтернативу классическим методам применяя данные спутника landsat с помощью программного обеспечения ERDAS Imagine.

Существующий на сегодня сервис USGS (картографическая служба США) позволяет бесплатно получать спектрозональных снимки, которые обновляются каждый месяц.

Данный метод позволяет мгновенно анализировать использование определенных территорий без значительных затрат на дешифровки снимков и всегда иметь актуальные (свежие) данные о территории.

Landsat - наиболее длительный проект по получению спутниковых фотоснимков планеты Земля. Первый из спутников в рамках программы был запущен в 1972 году.

Landsat 8 запущен - 11 февраля 2013году. Оборудование, установленное на спутник Landsat, сделало миллиарда снимков. Снимки, полученные в США и на станциях получения данных со спутников по всему миру, является уникальным ресурсом для проведения множества научных исследований в области сельского хозяйства, картографии, геологии, лесоводства, разведки, образования и национальной безопасности. С помощью глобальной спутниковой системы мониторинга Landsat получаем снимки в 11 спектральных диапазонах с пространственным разрешением от 15 до 60 метров на точку с разрешением 15 м. После чего для графической идентификации полученных снимков применяется программное обеспечение ERDAS Imagine. Данные из невидимых диапазонов спектра позволяют нам анализировать множество различных аспектов, начиная с типов поверхности, заканчивая мониторингом ростом сельскохозяйственных культур и природными катаклизмами по всему объекту исследования.

Среди 11 диапазонов только коротковолновые (1-4 и 8) соответствуют видимому спектру для глаза человека, другие спектры человеческий глаз не различает.

Диапазон 1 отвечает за отображение до темно-синих и фиолетовых цветов. Синий цвет трудно различать из космоса, так как он хорошо рассеивается на пыли и частицах воды в воздухе, а также на самих молекулах воздуха. Это одна из причин, по которым удаленные предметы (например гора на горизонте) имеют голубой оттенок, а также почему небо голубое. Так же как человек видит синюю дымку, когда смотрит в небо солнечным днем, так и Landsat смотрит на нас через воздух. Эта часть спектра плохо регистрируется с достаточной точностью, чтобы быть полезной. Диапазон 1 представляет единственный в своем роде инструмент, предоставляющий открытые данные в таком разрешении. Это одна из вещей, которые делают этот спутник особенным. Этот диапазон также называется побережным или аэрозольным, согласно двум своим основным видам применения: в нем видно мелководье и мельчайшие частицы пыли в воздухе.

Landsat обозначает красный, зеленый и синий сенсоры как 4, 3 и 2 соответственно. Цифровой снимок состоит из элементов, точек, которые создают сетку столбцов и строк.

Каждый пиксель имеет свои свойства и координаты и характеризуется яркостью. Величина яркости связана способностью земных объектов отражать солнечные лучи. Локальный максимум в зеленой и ближней инфракрасной области спектра в растительности, определяет участки спектра, в которой пределы различия яркости различных объектов наиболее существенные.

Используя ближний инфракрасный спектр или NIR (Near Infrared) особенно важен,  поскольку вода в листьях здоровых растений отражает  ее. Вегетационный индекс NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) - этоодин из самых распространенных и используемых индексов. Простой показатель количества фотосинтетических активов биомассы использующих количественные оценки растительного покрова, которые позволяют измерять степень здоровья растений точнее, чем если бы мы просто оценивали видимую зелень. Комбинируя изображения с сенсоров 5,8 и 6, получается цветное изображение отражающие величину яркости связанную со способностью земных объектов отражать солнечные лучи. Локальный максимум в зеленой (если объект, видимый человеческому глазу) и ближней инфракрасной области спектра в растительности, определит участки спектра, в которой пределы различия яркости различных объектов наиболее существенные. На рисунке 1 отражено насыщенность биомассы, которая находится под снежным покровом, розовым цветом с отличным количественным показателем - вегетационным индексом. Можно сделать вывод, что степень здоровья растения на данный период развития в дальнейшем будет способствовать хорошему урожаю.

Рис. 1. Насыщенность биомассы под снежным покровом

За счет комбинирования изображения с сенсоров 4,8 и 6, покрывающие различные участки коротковолнового ИК или SWIR (коротковолновый инфракрасный). Они позволяют отличать сухую землю и влажную, а также снег и воду.

На исследуемом участке с помощью сенсоров скомбинируем четкое изображение, что отображает снежный покров и воду Рисунок 2.

Рис. 2. Снежный покров и вода, влажность почвенного покрова

Получив наглядный результат, распределение покрова снега на сельскохозяйственных угодьях, изображаются синим цветом, можно увидеть воду, которая изображена желтым цветом. SWIR коротковолновый инфракрасный позволяет отличить сухую землю от влажной к областям спектра, которые человеческий глаз не различает.

С научной целью, с помощью программного обеспечения ERDAS Imagine проведения спектральный анализ поля 1, поля 2 чтобы отразить профиль влажности в почве. За счет комбинирования изображения с сенсоров 5,8 и 7 получаем изображение.

В результате усиления эффекта видимости формируется цветное изображение исследуемого объекта, где насыщенность биомассы сельскохозяйственных культур отражается (розовым цветом), которая находится под снежным покровом, влажность почвенного покрова (синим цветом) зоны с большим количеством снежного покрова (ярко желтым цветом). В автоматическом режиме в программном обеспечении ERDAS Imagine задаем точки (координаты) поля 1 (PROFILE 1.2) и поля 2 (PROFILE 1.3) и начальную точку для отсчета спектрального профиля PROFILE 1.1 получаем SPEKTRAL PROFILE for winter Рисунок 3.

Рис. 3. SPEKTRAL PROFILE for winter.

С помощью программного обеспечения ERDAS Imagine мы привязали свежий снимок Landsat к системе координат – 63, с помощью программного обеспечения Digital Globe путем наложения материалов в одинаковой системе координат получили четкое изображение.

Сочетание программ позволяет создать модулированное высококачественное изображение в дальнейшей работе путем наложения на план землепользования. В результате вышеупомянутых действий полученный результат поразил своим расхождением. Согласно плану землепользования на территории сельского совета, который используется в работе специалистами в землеустройстве и кадастре четко видно насколько большое расхождение в части застройки владельцами, пользователями земельных участков, находящихся в пределах и за пределами населенных пунктах. В кадастровом квартале 003 полностью застроен квартал, а на плане землепользования отсутствует данная информация Рисунок 4.

Рис. 4. Модулированное высококачественное изображение с наложенным  планом землепользования

При составлении плана на снимок четко фиксируется имеющиеся ошибки, как небольших по площади объектов, так и массивных. Сопоставляя «классические» картографические материалы и данные ДЗЗ получили отличия от «бумажной» и реальной картины. Для того чтобы избежать многочисленных ошибок нужно использовать новые методы детального анализа и реального прогнозирования использования территории. Это возможно в дальнейшем использовать альтернативу классическим методам применяя данные спутника landsat с помощью программного обеспечения ERDAS Imagine. Создание новых планов землепользования (разграничение) потребует минимум затрат труда и материальных вложений, а также уменьшит вероятность допущению незначительных и недопустимых ошибок масштабного значения.

Геоинформационная модель зонирования территории с помощью методов дистанционного зондирования земли с использованием данных спутника landsat позволяет моделированию в решении тематических задач, классификации с использованием разработанной процедуры выбора оптимального набора спектральных каналов. Предложен новый способ выбора оптимальной комбинации спектральных изображений, учитывающий не только статистические распределения признаков объектов разных классов спектральных изображениях, но и пространственно-статистические свойства изображения.

Созданная модель имеет многоцелевое назначение в мониторинге земель и окружающей среды в целом является движущей силой в реализации природоохранной политики, и будет способствовать выработке научно обоснованных управленческих решений созданию безопасных условий жизнедеятельности человека, прогнозированию и предотвращению экологических кризисов.

Литература:

  • 1.   Барладін О.В., Городецький Є.М., Миколенко Л.І. Використання ДЗЗ в інформаційних системах земельного кадастру // Картографія та вища школа: збірник наукових праць. – К.: Інститут передових технологій, 2008. – Вип. 13.
  • 2.   ДНВП «Геосистема» Створення геоінформаційних систем різного рівня з використанням космічних знімків [електронний ресурс] – режим доступу: http://geosistema.business-guide.com.ua//irbis-nbuv.gov.ua/
  • 3.        Попов М.О. Шляхи отримання космічної інформації в інтересах національної безпеки і оборони // Наука і оборона, 2002. №2. С. 38-50. (Укр.)
  • 4.        Arzuaga-Cruz E., Jimenez-Rodriguez L.O., and Velez-Reyes M. Unsupervised Feature Extraction and Band Subset Selection Techniques Based on Relative Entropy Criteria for Hyperspectral Data Analysis // Proc. SPIE, 2003. Vol. 5093. P. 462-473. 
0
Ваша оценка: Нет (8 голосов)
Комментарии: 12

Суюнчалиева Майя Муратовна

Уважаемая Марина Подлипная, спасибо вам за статью. Тема интересна и актуальна С уважением, Суюнчалиева Майя

Подлипная Марина Петровна

Желаю Всем, здоровья, успехов в дальнейших исследованиях. С уважением Подлипная Марина.

Симонян Геворг Саркисович

Уважаемые GISAPMANI поздравлю Вас с Новым Годом-2016. Желаю благополучия мира и здоровья вам и вашим близким. С уважением Геворг Саркисович Симонян

Набиев Алпаша Алибек

Уважаемая Марина изложенная научная работа несомненно очень интересная с точки зрения использования дистанционного зондирования природной среды с целю развития земледелия. В работе хорошо изложены возможности использования различных спутниковых изображений для анализа природных процессов, различного состояния атмосферного воздуха и др. Желаю Вам успехи в дальнейших исследованиях. С Уважением Набиев А.А.

Дубровский Юрий Владимирович

Дистанционное зондирование Земли с использованием спутниковых данных является одним из самых современных методов инвентаризации природных ресурсов планеты. Возможности этого метода в планировании использования территорий весьма значительны. С его помощью можно решать задачи ландшафтоведения, конструктивной географии, производства агропродукции, охраны природы и т.д. Для графической идентификации полученных снимков авторы очень удачно применили програмное обеспечение ERDAS imagine. Особенно важен такой подход для предотвращения ошибок в землепользовании. Метод практически использован авторами в плане создания геоинформационной модели зонирования территории. Таким образом, обсуждаемая работа очень актуальна и имеет огромные перспективы последующего внедрения для решения как научных, так и практических задач. С уважением, Ю.В. Дубровский и В.М. Титар.

Вайдотас Матутис

Предложенная «модель имеет многоцелевое назначение» и указывает нам на возможность использования разных источников данных в практическом аспекте... Актуальность очевидна, особенно если учесть фактор возможности комбинирования исходных материалов для достижения ясности ситуации... Человечеству, чем далее тем более, актуальным становится взаимосотрудничество и взаимопонимание. Удачи в далнейших ваших трудах. С уважением и наилучшими пожеланиями, Вайдотас Матутис ( http://matutis.eu ) ( http://matutis.eu/thinking/ )

Сарсекова Дани

Уважаемые автора, Планирование использования земли имеет немаловажное значение для любого государства. Исследуемая Вами проблема очень актуальна. Так как с помощью разработанных моделей можно найти правильный подход к решению многих задач в области прогнозирования и предотвращения экологических кризисов и прежде всего, для безопасности человека. Желаю творческих успехов в наступающем году. С ув.Дани

Подлипная Марина Петровна

С уважением Подлипная Марина.

Симонян Геворг Саркисович

Уважаемые авторы созданная вами модель имеет многоцелевое назначение в мониторинге окружающей среды и земель . Он способствует прогнозированию и предотвращению экологических кризисов, выработке научно обоснованных управленческих решений созданию безопасных условий жизнедеятельности человека. Работа на 9. С уважением к.х.н. доцент Симонян Геворг Саркисович.

Подлипная Марина Петровна

С уважением Подлипная Марина.

Бабаев Накибулло Хабибуллаевич

Представленная авторами работа считаю является очень актуальной как для отрасли сельского хозяйства, так и градостроительства с позиции ландшафтного проектирования, в вопросах формирования экологической безопасности и экономической эффективности землепользования. В статье раскрыто зонирования земель как фактора влияния создания благоприятных условий для планового и устойчивого развития землепользования, формирования экологически безопасного и экономически эффективного землепользования, а также роли применения методов дистанционного зонирования земли с использованием данных спутника LANDSAT с помощью программного обеспечения ERDAS Imagine. Обосновано целесообразность использования данных спутника LANDSAT в применении новых подходов для решения ряда тематических задач. Созданная модель имеет многоцелевое назначение в мониторинге земель и окружающей среды в целом является движущей силой в реализации природоохранной политики, и будет способствовать выработке научно обоснованных управленческих решений созданию безопасных условий жизнедеятельности человека, прогнозированию и предотвращению экологических кризисов. Авторам желаю творческих успехов. с уважением проф. Накибулло Бабаев

Подлипная Марина Петровна

С уважением Подлипная Марина.
Комментарии: 12

Суюнчалиева Майя Муратовна

Уважаемая Марина Подлипная, спасибо вам за статью. Тема интересна и актуальна С уважением, Суюнчалиева Майя

Подлипная Марина Петровна

Желаю Всем, здоровья, успехов в дальнейших исследованиях. С уважением Подлипная Марина.

Симонян Геворг Саркисович

Уважаемые GISAPMANI поздравлю Вас с Новым Годом-2016. Желаю благополучия мира и здоровья вам и вашим близким. С уважением Геворг Саркисович Симонян

Набиев Алпаша Алибек

Уважаемая Марина изложенная научная работа несомненно очень интересная с точки зрения использования дистанционного зондирования природной среды с целю развития земледелия. В работе хорошо изложены возможности использования различных спутниковых изображений для анализа природных процессов, различного состояния атмосферного воздуха и др. Желаю Вам успехи в дальнейших исследованиях. С Уважением Набиев А.А.

Дубровский Юрий Владимирович

Дистанционное зондирование Земли с использованием спутниковых данных является одним из самых современных методов инвентаризации природных ресурсов планеты. Возможности этого метода в планировании использования территорий весьма значительны. С его помощью можно решать задачи ландшафтоведения, конструктивной географии, производства агропродукции, охраны природы и т.д. Для графической идентификации полученных снимков авторы очень удачно применили програмное обеспечение ERDAS imagine. Особенно важен такой подход для предотвращения ошибок в землепользовании. Метод практически использован авторами в плане создания геоинформационной модели зонирования территории. Таким образом, обсуждаемая работа очень актуальна и имеет огромные перспективы последующего внедрения для решения как научных, так и практических задач. С уважением, Ю.В. Дубровский и В.М. Титар.

Вайдотас Матутис

Предложенная «модель имеет многоцелевое назначение» и указывает нам на возможность использования разных источников данных в практическом аспекте... Актуальность очевидна, особенно если учесть фактор возможности комбинирования исходных материалов для достижения ясности ситуации... Человечеству, чем далее тем более, актуальным становится взаимосотрудничество и взаимопонимание. Удачи в далнейших ваших трудах. С уважением и наилучшими пожеланиями, Вайдотас Матутис ( http://matutis.eu ) ( http://matutis.eu/thinking/ )

Сарсекова Дани

Уважаемые автора, Планирование использования земли имеет немаловажное значение для любого государства. Исследуемая Вами проблема очень актуальна. Так как с помощью разработанных моделей можно найти правильный подход к решению многих задач в области прогнозирования и предотвращения экологических кризисов и прежде всего, для безопасности человека. Желаю творческих успехов в наступающем году. С ув.Дани

Подлипная Марина Петровна

С уважением Подлипная Марина.

Симонян Геворг Саркисович

Уважаемые авторы созданная вами модель имеет многоцелевое назначение в мониторинге окружающей среды и земель . Он способствует прогнозированию и предотвращению экологических кризисов, выработке научно обоснованных управленческих решений созданию безопасных условий жизнедеятельности человека. Работа на 9. С уважением к.х.н. доцент Симонян Геворг Саркисович.

Подлипная Марина Петровна

С уважением Подлипная Марина.

Бабаев Накибулло Хабибуллаевич

Представленная авторами работа считаю является очень актуальной как для отрасли сельского хозяйства, так и градостроительства с позиции ландшафтного проектирования, в вопросах формирования экологической безопасности и экономической эффективности землепользования. В статье раскрыто зонирования земель как фактора влияния создания благоприятных условий для планового и устойчивого развития землепользования, формирования экологически безопасного и экономически эффективного землепользования, а также роли применения методов дистанционного зонирования земли с использованием данных спутника LANDSAT с помощью программного обеспечения ERDAS Imagine. Обосновано целесообразность использования данных спутника LANDSAT в применении новых подходов для решения ряда тематических задач. Созданная модель имеет многоцелевое назначение в мониторинге земель и окружающей среды в целом является движущей силой в реализации природоохранной политики, и будет способствовать выработке научно обоснованных управленческих решений созданию безопасных условий жизнедеятельности человека, прогнозированию и предотвращению экологических кризисов. Авторам желаю творческих успехов. с уважением проф. Накибулло Бабаев

Подлипная Марина Петровна

С уважением Подлипная Марина.
Партнеры
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.