Гиперспектрлік қашықтықтан зондтау және орманды тұрақты басқару

Гиперспектральды орман шаруашылығын басқару

Тұрақты орман шаруашылығы экономикалық құндылыққа баса назар аударады, басты назар аударатын нәрсе Түрлердің әртүрлілігін, құрылымын, ағымдағы және болашақ экожүйе функцияларын және биологиялық өнімділікті сақтау немесе жақсарту.Ағаш құндылығын баса көрсететін ескірген, дәстүрлі орман шаруашылығы әдістерінен тұрақты орман шаруашылығына көшу өте күрделі мәселе – ормандар мен орман шаруашылығының болашақ бағытын қарастыру үшін қиын кезең.

Тұрақты орман шаруашылығында қашықтықтан зондтауды қолдану әдетте төрт санатқа бөлінеді, соның ішінде Орман жамылғысы түрін жіктеу, орман құрылымын және ресурстарды түгендеу айнымалыларын (яғни, ағаш түрлері, биіктігі, жасы және шатырдың жабылуы) бағалау, орман өзгерістерін анықтау және орман модельдеуі.Осы тұрғыдан алғанда, қашықтықтан зондтау арқылы қамтамасыз етілетін басқа айнымалылар (қазіргі уақытта орман шаруашылығында үлкен сұранысқа ие болмауы мүмкін) болашақ басқару сценарийлеріндегі әлеуетті рөліне байланысты қарастырылады. Олардың функциясы мен қоршаған ортаның өзгеруіне реакциясын жақсы түсіну үшін стенд деңгейіндегі бар білімді тұтас ормандардың немесе шағын аймақтардың көлеміне дейін кеңейту қажет. Сондықтан, орман өнімділігі модельдеріндегі қор айнымалылары мен жанама кіріс/шығыс айнымалылары арасындағы айырмашылық онша маңызды болмайды, себебі орман шаруашылығында экологиялық қолданбаларға, модельдеуге және интеграцияланған орман құрылымы туралы ақпаратқа сұраныс өсе береді.

Соңғы жылдары орман экожүйелері жаһандық жылыну және халық санының өсуі сияқты қоршаған ортаның өзгеруінен үлкен қысымға ұшырады. Осыған байланысты бейімделгіш басқару стратегияларын әзірлеу өте маңызды, және бұл міндет алға жылжыған сайын, ормандардың жаһандық көміртегі бюджетіндегі рөлін түсіну қажеттілігінің артуымен (мысалы, Киото хаттамасы), орман экожүйелерін сандық талдау олардың негізгі процестерін жақсы түсіну үшін өте маңызды. Ормандардағы ең маңызды процестерге көміртек алмасуы (фотосинтез және тыныс алу), булану және қоректік заттардың айналымы жатады. Жергілікті деңгейде бұл процестерді өлшеу қиын; аймақтық деңгейден жаһандық деңгейге дейін оларды өлшеу мүмкін емес. Сондықтан масса мен энергия ағынын модельдеу модельдері жасалды. Бұл модельдеу модельдері орман құрылымы мен химиялық қасиеттерін кіріс ретінде (бастапқылау үшін) немесе валидация мақсаттары үшін дәл бағалау үшін қажет.

Байланысты зерттеулер экожүйе модельдерін шектеу үшін қашықтықтан зондтау арқылы алынған жапырақ пен шатыр айнымалыларын қалай пайдалану керектігін көрсетті. Бұл әдістер модельдеудің басында экожүйе күйінің кеңістіктік үздіксіз енгізілуін талап етеді және қашықтықтан зондтау арқылы алынған тиісті биофизикалық және биохимиялық күй айнымалыларын игереді. Гиперспектрлік бейнелеу жүйелері өсімдіктердің тиісті сипаттамаларын толығырақ және дәлдікпен алуға қабілетті екендігі атап өтілді, олардың ішіндегі ең маңызды өсімдіктер параметрлері - жапырақ хлорофиллі мен азот мөлшері, фотосинтетикалық белсенді сәулеленуді сіңіру коэффициенті, шатыр суының мөлшері, бірлік ауданға шаққандағы жапырақтың жылдық максималды салмағы және жапырақтың жылдық максималды ауданы.

Басқару үшін пайдаланылатын орман түгендеу деректері әдетте далалық зерттеулерден алынған сандық атрибуттар немесе әуеден түсірілген суреттерден алынған орман жамылғысының карталары ретінде болады. Зерттеу атрибуттарына ағаш биіктігі, сабақ тығыздығы, көлемі, ағаш түрлері және жасы кіреді. Дәстүрлі түрде орман түгендеулері әрбір 10 жыл сайын немесе одан да көп уақыт сайын қайталанады, әдетте жеке меншіктегі ормандарға емес, ұлттық немесе муниципалдық меншіктегі ормандарға бағытталған. Жергілікті және мемлекеттік орман шаруашылығы агенттіктері мұндай түгендеу деректеріне ерекше қызығушылық танытады, себебі жеке меншіктегі ормандар айтарлықтай экономикалық және экологиялық маңызға ие болуы мүмкін. Сондықтан, түр түрі, жас класы, шатыр көлемі және биомасса сияқты орманның маңызды атрибуттарын картаға түсіруге қабілетті қашықтықтан зондтау әдістері өте құнды болар еді.

Сондықтан, гиперспектрлік қашықтықтан зондтау кескін алу, кескінді калибрлеу және өңдеу сияқты техникалық аспектілерге емес, гиперспектрлік бейнелеу жүйелерінің айтарлықтай үлес қосатын орман шаруашылығы қолданбаларына бағытталады. Тұрақты орман шаруашылығын басқару және экожүйеге негізделген басқару тәсілдерінде анықталған мақсаттардан бастап, басты назар ормандарды жіктеуге (алқап түрлерінің құрамы, тығыздығы, шатырдың жабылуы, биіктігі және жасы), орман құрылымын бағалауға (үздіксіз айнымалы бағалау) және орманның өзгеруін анықтауға (апаттар, өрттер, бөлшектену және т.б. салдарынан орманның жойылуы, жапырақтардың түсуі және белсенділігінің жоғалуы сияқты табиғи бұзылулар) аударылады.

Орман түрлерінің жіктелуі