6.-Архипов - ФБУ `Учебно

Учебные программы и пособия
по дистанционным методам
в лесном хозяйстве
Общее собрание членов Ассоциации лесных
образовательных учреждений, научноисследовательских институтов и организаций,
обеспечивающих решение задач развития
лесного образования
5 марта 2014 года, г. Москва
Архипов В.И.
директор Департамента науки и инноваций,
ФГУП «Рослесинфорг»
1
Проблема
Существующий спрос на актуальные результаты
таксации лесов составляет около 300 млн. га и является:
 НЕУДОВЛЕТВОРЕННЫМ
 РАСТУЩИМ
2
Зона таксации лесов
(леса, находящиеся в хозяйственном обороте)
82
млн. га
66
млн. га
22
млн. га
1
2
3
млн. га
3
4
№
п\п
8
39
млн. га
6
5
2
млн. га
7
47
млн. га
39
млн. га
Наименование
1
Северо-Западный ФО
2
Центральный ФО
3
Приволжский ФО
4
Южный ФО
5
Северо-Кавказский ФО
6
Уральский ФО
7
Сибирский ФО
8
Дальневосточный ФО
Всего
Общая
площадь
лесов,
млн. га
113
23
39
3
2
112
356
496
1144
В том числе «зона таксации лесов»
По 1
По 2
таксационному таксационному
разряду,
разряду,
млн. га
млн. га
40
17
19
3
2
15
3
1
100
42
5
20
51
44
38
200
Итого,
млн. га
% от общей
площади лесов
82
22
39
3
2
66
47
39
300
73
96
100
100
100
59
13
8
26
3
Мировые тенденции
Государственная программа
таксации лесов Финляндии
дистанционным способом
(технология «Лазер-фото-плот»)
4
Комплексное решение

Разработка высокопроизводительной технологии
таксации лесов дешифровочным способом на основе
использования новейших достижений в области ДЗЗ

Создание целостной системы подготовки специалистов
по лесному дешифрированию

Разработка современного программного обеспечения по
обработке и поддержанию в актуальном состоянии
повыдельных лесотаксационных данных
5
Технология таксации лесов
«От съемки к проекту»
Основные этапы
1. Аэросъемка
 Планирование, заказ,
выполнение, получение
материалов цифровой
аэросъемки
2. Дешифрирование

Создание цифровой
картографической основы

Выполнение контурного,
аналитического и
измерительного
дешифрирования
 Создание ортофотопланов
(Средствами «VisionMap A3»)

Векторизация границ
выделов
(Средствами специального
модуля «Photomod Stereo
Measure»)
3. Формирование ГИС

Ввод карточек таксации

Формирование
геоинформационной базы
данных

Печать стандартных лесных
карт, ведомостей, отчетов
(Средствами
ПК «ЕСАУЛ», ПК«ArcGIS» и др.)
6
Основные характеристики технологического комплекса
«От съемки к проекту»
Состав комплекса:
АФК «Vision Map А3» + 100 АРМ
таксатора
Средняя годовая производительность 1-го таксатора-дешифровщика
составляет 60 тыс.га;
Общая производительность 1-го комплекса АФК«Vision Map A3» + 100 АРМ
таксатора в среднем составляет 6 млн.га в год;
Стоимость таксации лесов – от 60 до 80 руб. за 1 га;
Точность определения основных лесотаксационных показателей:
7
Кадровое обеспечение
Задача
Таксация лесов дешифровочным способом требует специальной подготовки и
высокой квалификации исполнителей – таксаторов-дешифровщиков
Проблема
Отсутствие системы по подготовке специалистов по дистанционным методам
(таксация лесов, лесные мониторинги, ГИЛ, ГЛР) в лесном хозяйстве
Отсутствие высококвалифицированных специалистов по лесному
дешифрированию
Решение
Совершенствование имеющихся и разработка новых современных учебных
программ и пособий по дистанционным методам в лесном хозяйстве
Организация специализированных многофункциональных центров
по развитию дистанционных методов в лесном хозяйстве
8
Учебная нагрузка для подготовки специалистов-дешифровщиков
на базе создаваемого учебно-методического центра по развитию
дистанционных методов в лесном хозяйстве Российской Федерации
Программа
Категории обучаемых
Задачи обучения
Виды занятий
Программа
№1 (192 ч )
молодые специалисты, пришедшие на работу
в
филиалы
после
окончания
лесохозяйственных факультетов вузов или
техникумов; опытные специалисты лесного
хозяйства, перешедшие на работу в филиалы
из смежных организаций (лесничеств,
органов управления лесами); специалисты с
непрофильным образованием (выпускники
биологических,
географических,
сельскохозяйственных
направлений),
пришедшие работать в филиалы на
должности таксаторов
знакомство с базовыми положениями
лесного
дешифрирования,
обучение
принципам и алгоритмам дешифрирования,
изучение
особенностей
практической
таксации лесов дешифровочным методов,
знакомство с современными цифровыми
материалами ДЗ, программно-аппаратным
обеспечением
для
лесного
стереодешифрирования и технологиями
лесоучетных
работ
с
применением
дистанционных методов
лекции (32 ч),
лабораторные
(64 ч), учебная
практика на
полигоне (96 ч)
Программа
№2 (72 ч )
опытные
специалисты
в
области
производственной таксации, не имеющие
опыта лесного дешифрирования (утратившие
опыт);
опытные
специалистыдешифровщики, не имеющие опыта работы с
геоинформационными
технологиями,
применяемыми в лесоустройстве.
повышение квалификации специалистов в
области
лесного
дешифрирования
и
геоинформационных технологий, обучение
технологиям
лесоучетных
работ
с
применением
дистанционных
методов,
современных
материалов
ДЗЗ
и
программно-аппаратного обеспечения
лекции (16 ч),
лабораторные
(32 ч), учебная
практика на
полигоне (24 ч).
Программа
№3 (40 ч )
опытные
специалисты
в
области
производственной
таксации,
лесного
дешифрирования и геоинформационных
технологий лесоустройства
обучение технологиям лесоучетных работ с
применением
дистанционных
методов,
современных
материалов
ДЗЗ
и
программно-аппаратного обеспечения
Виды занятий –
лекции (8 ч),
лабораторные
(16 ч), учебная
практика на
полигоне (16 ч).
9
Состав разработанных учебных пособий для
подготовки специалистов по лесному дешифрированию
1. Лекции (32 ч, 10 тем)
2. Лабораторные занятия (64 ч, 12 тем)
3. Учебная практика на учебно-тренировочном полигоне (96 ч,
4 темы)
4. Комплект наглядных учебных пособий (классификаций,
эталонов и образцов, специальных бланков и ведомостей) для
практических занятий по лесному дешифрированию на
основе и с применением различных материалов ДЗЗ и
современных программно-аппаратных средств
10
Лекции
№
Темы лекций
Кол.час.
4
2
Дистанционные методы в лесоучетных работах. Электромагнитный спектр и особенности
использование его диапазонов для съемки различных объектов. Летательные аппараты, их
классификация и особенности применения
Съемочные системы и технические процессы дистанционных методов. Условия съемки
3
Характеристика материалов дистанционных съемок. Основы фотограмметрии
2
4
Дешифрирование объектов ландшафтной оболочки Земли по материалам дистанционных
съемок. Информационные свойства материалов дистанционных съемок. Оценка
достоверности результатов дешифрирования и пути ее повышения
2
5
Основные положения теории элемента леса. Закономерности строения древостоев
4
6
Методика контурного и таксационного дешифрирования аэроснимков
4
7
Признаки дешифрирования и информативность материалов ДЗЗ. Методы изучения признаков
дешифрирования. Выбор наиболее информативных признаков.
4
8
Использование современных программно-аппаратных средств и методов ДЗЗ
4
9
Технология «От съемки к проекту»
2
1
10 Технологии использования материалов дистанционных съемок и ГИС в лесоучетных работах
4
2
11
Лабораторные работы
№
Темы лабораторных работ
1
Накидной монтаж АФС с использованием традиционных методов и компьютерных технологий,
оценка фотографического и фотограмметрического качества снимков. Знакомство с эталонами
(фототекой)
Геометрия изображений, получаемых в результате дистанционного зондирования земной
поверхности
Дешифрирование топографических объектов по черно-белым, цветным спектрозональным,
многозональным и гиперспектральным материалам дистанционного зондирования
Изучение ландшафтных признаков дешифрирования
Дешифрирование таксационных показателей насаждений по материалам дистанционного
зондирования визуальными и измерительными методами, а также с использованием современных
компьютерных технологий
Оценка вероятностей появления признаков с составлением таблиц пошагового процесса
дешифрирования преобладающих и сопутствующих пород. Установление взаимосвязей между
таксационными и дешифровочными признаками. Построение графиков и номограмм
Программно-аппаратное обеспечение для стереодешифрирования. Подготовка снимков для
дешифрирования. Измерения высот и других показателей полога древостоев
Стереодешифрирование материалов аэросъемки на экранах мониторов. Векторизация границ
выделов с заполнением карточек таксации. Экспорт результатов дешифрирования в ГИС. Контроль и
исправление топологических ошибок
ПК ЕСАУЛ. Общее представление о системе. Нормативно-справочные таблицы. Ввод карточек
таксации. Контроль атрибутивной базы данных – 6 ч
Основы создания лесных карт средствами ГИС-технологий: основы работы с готовым проектом,
создание нового проекта, трансформация растровых изображений, создание векторных слоев
Совмещение картографической и атрибутивной баз данных. Выполнение контролей, исправление
ошибок, перенесение и увязка площадей
ПК ЕСАУЛ. Получение выходных документов таксации лесов. Внесение текущих изменений в
геоинформационные базы данных
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Учебная нагрузка,
час
4
4
4
4
4
4
8
12
6
6
4
4
12
Состав и содержание занятий по учебной
практике на учебно-тренировочном полигоне
Тема занятий
Содержание
1. Прохождение тренировки наземные работы по изучению:
на объектах учебно- закономерностей строения и морфологической структуры
тренировочного полигона.
полога древостоев, биологических особенностей древесных
пород;
- особенностей таксационных показателей и признаков
дешифрирования. Измерение таксационных и дешифровочных
показателей полога древостоев. Наземный анализ признаков
дешифрирования с использованием материалов ДЗЗ
2. Лесное
- контурное дешифрирование лесотаксационных выделов;
стереодешифрирование
- камеральный автоматизированный анализ признаков
цифровых изображений в
дешифрирования на основе ПО ForestDescript;
камеральных условиях.
- камеральная таксационно-дешифровочная тренировка,
контрольное дешифрирование, допуск исполнителей к лесному
дешифрированию;
- повыдельное дешифрирование таксационных показателей
насаждений по материалам дистанционного зондирования
визуальными и измерительными методами с использованием
современных компьютерных технологий
3. Выполнение глазомерно- наземная глазомерно-измерительная таксация выборочной
измерительной таксации
совокупности выделов
выборочных выделов.
4. Сравнение результатов
дешифровочной и
глазомерно-измерительной
таксации в камеральных
условиях.
камеральная оценка точности результатов дешифровочной и
глазомерно-измерительной таксации (по основным
таксационным характеристикам - породному составу, возрасту,
средним высотам и диаметрам элементов леса, типам леса,
классам бонитета, полноте и запасу древесины) на основе
опрорной таксационно-дешифровочной базы-обучающей
выборки полигонов.
Количество
часов
32
Результат
Получение навыков наземных работ по изучению
таксационных показателей и признаков
дешифрирования
40
Получение навыков лесного
стереодешифрирования на учебных объектах
16
Обучение наземному контролю результатов
дешифрирования
8
Оценка точности результатов дешифровочной и
глазомерно-измерительной таксации, подведение
итогов обучения
13
Наглядные учебные пособия для выполнения
практических занятий
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Карточка реласкопической таксации выдела
Карточка анализа признаков дешифрирования
Карточка анализа признаков дешифрирования (образец
заполнения)
Региональные таблицы видовых высот по разрядам высот
для древостоев Ленинградской, новгородской, Псковской и
Мурманской областей
Карточка анализа признаков дешифрирования отдельного
дерева
Кодовая таблица признаков дешифрирования
Таблица шифров признаков дешифрирования
Классификация форм крон деревьев
Требования к работе с АФС и КФС при
фотостатинвентаризации лесов (полевые работы)
Последовательный анализ признаков дешифрирования
спектрозональных аэроснимков масштабов 1:10000 и 1:5000
(образец заполнения)
Последовательный анализ признаков дешифрирования
аэроснимков разных масштабов 1:10000 и 1:5000 (образец
заполнения)
Анализ распознавания пород
Анализ признаков дешифрирования и определени их
информативности
Элементы внешнего ориентирования снимков
Линейные смещения точек на аэроснимке за рельеф
Измерение высоты деревьев по аэроснимкам в горных
условиях
14
Программа производственно-технической
подготовки специалистов
15
Ожидаемые преимущества и перспективы
таксации лесов дешифровочным способом
Ожидаемые преимущества:
 соответствие точности определения основных лесотаксационных
показателей насаждений (состав насаждений, средняя высота, запас и др.)
нормативной точности глазомерно-измерительного способа таксации лесов,
установленной лесоустроительной инструкцией;
 более высокая производительность (в 2-3 раза выше) в сравнении с
глазомерно-измерительным способом таксации;
 снижение общей стоимости работ (в 2-3 раза) в сравнении с глазомерноизмерительным способом таксации.
Ожидаемые перспективы:
 В результате разработки современной технологии таксации лесов
дешифровочным способом «От съемки к проекту» будет обеспечена
полная готовность предприятия ФГУП «Рослесинфорг» к выполнению
Федеральной программы периодической таксации лесов России в объеме
от 20 до 30 млн. га в год на высоком организационно-техническом уровне.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТ ПО 1-му этапу (промежуточные):
1. Разработаны технические требования к материалам аэро- и космических цифровых
стереоизображений для целей таксации лесов;
2. Выполнен анализ и обоснован выбор оптимального аппаратно-программного
обеспечения для целей дешифрирования таксационных характеристик лесных
насаждений;
3. Выполнен анализ информационных возможностей современных материалов
космических изображений (цифровых, стереоскопических) для целей получения
таксационных характеристик лесов (исследования продолжаются)
ГЛАВНЫЙ ВЫВОД
Новые возможности в развитии дистанционных цифровых съемок и программноаппаратные средства нового поколения по их обработке позволяют разработать
современную технологию таксации лесов дешифровочным способом, по точности
определения основных таксационных показателей древостоев (состав, средняя высота,
запас и др.) не уступающей нормативной точности наземного глазомерного способа
таксации.
СПАСИБО
ЗА ВНИМАНИЕ!
17