17 Целей в области устойчивого развития (ЦУР), принятых Организацией Объединенных Наций в 2015г, являются всеобщим призывом к действиям по искоренению нищеты, защите планеты и обеспечению мира и процветания для всех людей к 2030г.
Устойчивое управление земельными ресурсами является одним из ключевых действий для достижения одной из этих целей, поставленных ООН.
В частности, земля представляет собой фундаментальный ресурсом для решения проблем изменения климата, сохранения биоразнообразия, поддержания экосистемных услуг и в то же время обеспечения всеобщего процветания и благосостояния. Поэтому необходимо активизировать стратегии мониторинга изменений в землепользовании и растительном покрове, чтобы оценить состояние и перспективу жизни Человека на ближайшие десятилетия и управление этим ресурсом.
Конкретно, цели в области устойчивого развития — это настоятельный призыв к странам к действиям по сохранению наших океанов и лесов, сокращению неравенства и стимулированию экономического роста. Для этого надо иметь характеристики, индексы и статистические показатели, которые включают производительность, растительный покров, углерод в почве, расширение городов и многое другое, чтоб умело управлять хозяйством под названием Земля.
Современные системы управления земельными ресурсами включают в себя концепции кадастра и регистрации земель. Концептуально, такая система является частью глобальной парадигмы управления, включающей в себя такие функции, как стоимость земли, землевладение, развитие и использование земли по обеспечению гарантий владения и пользования землей для всех. Здоровая земля является ключом к продуктивному и устойчивому будущему. Наличие доступа к здоровой земле обеспечивает продовольственную безопасность и лучшие средства к существованию. Это позволяет смягчить неблагоприятное воздействие изменения климата и обеспечить светлое будущее наших детей.
И здесь, инновационные методы сбора, обработки и хранения, например, пространственной информации, необходимы в ответ на глобальные вызовы урбанизации, нестабильного развития сельского хозяйства, бедность сельского населения и усложнение городской инфраструктуры.
В этом смысле, современные технологические разработки в области дистанционного зондирования Земли и геопространственной информации предоставляют огромные возможности.
Какие задачи решает ДЗЗ:
Для рационального использования земельных ресурсов и эффективного управления территориями необходима актуальная информация о состоянии земель.
Дистанционное зондирование позволяет решить следующие задачи:
- Разработка ландшафтных планов и топографо-геодезических подоснов.
- Выявление функциональных зон (жилых, производственных, общественных) в населенных пунктах;
- Создание схем и планов по развитию территорий;
- Оценка пригодности новых территорий для градостроительства.
- Отслеживания деградации земель и развития городов, которые отвечают соответствующим задачам устойчивого развития. Информация о городском землепользовании важна для городского планирования и устойчивого развития, картографирования городского землепользования, типов использования городских земель в городе.
Рис.2 Опустынивание и деградация земель - Построение системы функциональной классификации "производство-жизнь-экология", используя мониторинг ДЗЗ за несколько периодов существования территории исследования.
- Количественное определение и оценка темпов изменений земного покрова и динамики лесного покрова. Определить классы земного покрова, которые были в начале периода исследования, а потом претерпели изменения на нескольких уровнях, фактическим сокращением площади лесов. Потери лесного покрова в основном связаны с сельским хозяйством, саваннами/опустыниванием и урбанизацией. Запасы углерода в лесных экосистемах, высвобождающиеся в результате деградации лесов, способствуют выбросам парниковых газов (Углекислый газ (CO2), Метан (CH4), Закись азота (N2O), Озон (O3), и др.).
- Сочетание данных о наблюдении Земли и полевых кадастров.
Рис.3 LCCS2 Land Use Classification 2001-2019 - Регистрация устойчивой урбанизации, землепользования и изменения растительного покрова по аналитике ДЗЗ. Цель - сделать города и населенные пункты открытыми, безопасными, жизнестойкими и устойчивыми.
- Фактурные данные - способствовать решениям борьбы с опустыниванием, засухой, наводнениями и «нейтральным» отношением к деградации земель, путемы наложения данных на на изображения и карты ДЗЗ.
- Картирование современных сельскохозяйственных ландшафтов, которые производят множество экосистемных услуг, обоснованных и практически проверенных методиками ДЗЗ по идентификации.
- Картирование и оценка экосистемных услуг в сельскохозяйственных ландшафтах, которые препятствует интеграции их ценности в существующую систему планирования землепользования.
Рис.4 Картирование и оценка экосистемных услуг в сельскохозяйственных ландшафтах - Изменение землепользования и почвенного покрова (LULC) является важным компонентом для мониторинга изменения окружающей среды и управления природными ресурсами.
Рис.5 Изменение землепользования и почвенного покрова (LULC) 1999-2018 - Трехмерные системы управления земельными ресурсами, часто называемые 3D-кадастр, обещают ряд преимуществ, особенно в управлении современной сложной застроенной средой. 3D-кадастр связан с городскими застройками и внутренним ландшафтным окружением и развитием. Трехмерная модель города обычно определяется как цифровое представление земной поверхности и застроенной среды внутри города. Используя такую модель, можно создать множество приложений, охватывающих весь город, или сосредоточить внимание на конкретной модели здания.
Рис.6 Трехмерные системы управления земельными ресурсами - Картирование водной мелиорации, что способствует гарантированному повышению урожайности сельскохозяйственных земель и может также негативно влиять на качество земли. Технические неисправности мелиоративных систем, устаревшие технологии мелиорации, низкое качество воды и несвоевременный дренаж могут привести к таким негативным процессам, как солеотложение и заболачивание.
На основе космических снимков можно выявить зоны потенциальной опасности для населения и выделить место для создания санитарно-защитных зон. К объектам повышенного риска относятся некоторые инженерные сооружения: заводы, газо- и нефтепроводы, хранилища газа, нефти и топлива. Космический мониторинг позволяет контролировать состояние этих объектов практически в режиме реального времени. Снимки с высоким пространственным разрешением содержат актуальную информацию о состоянии и динамике объектов.
Методы аэрокосмического мониторинга применяются и в кадастровых съемках. Снимки позволяют определить границы территорий и произвести учет имущества. Благодаря сверхвысокому разрешению можно произвести инвентаризацию небольших объектов: оборудования, инженерных сооружений и т.д.
При укладке магистральных коммуникаций нередко возникают спорные вопросы, связанные с пересечением частных территорий, природоохранных зон, государственных заповедников. Дистанционное зондирование помогает выполнить анализ территорий и подобрать оптимальный вариант для прохождения газо- или нефтепровода.
Аэрокосмическая съемка земной поверхности необходима при организации масштабного строительства, при разработке карьеров и месторождений. Задача космического мониторинга — оценить пригодность территории к строительству или добыче полезных ископаемых. На основе полученных данных можно создать геоинформационную систему для управления проектировочными и строительными работами. Регулярный мониторинг позволяет контролировать процесс строительства и обустройства месторождений на всех этапах.
Преимущества использования ДЗЗ
- За последнее десятилетие все более широкое использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), спутниковых и воздушных систем сбора данных, а также активных сенсоров дистанционного зондирования, таких как LiDAR. Использование сенсоров дистанционного зондирования LiDAR, привело к получению данных с высоким пространственным, спектральным, радиометрическим и временным разрешением.
- Кроме того, значительный прогресс был достигнут в области автоматической ориентации изображений, реконструкции поверхности, анализа сцены, обнаружения изменений, определения местоположения, классификации и автоматического извлечения признаков и др.
- Реконструкции изображений поверхности, анализа сцены, обнаружения изменений, с помощью искусственного интеллекта, пространственной статистики и машинного обучения примененные к теме устойчивого управления землепользованием в настоящее время активно демонстрируются, апробируются и масштабируются.
- Новые инструменты геопространственного анализа с открытым исходным кодом и растущая доступность открытых данных дистанционного зондирования могут позволить активизировать методологии для мониторинга изменений в землепользовании и почвенно-растительном покрове с целью получения данных, которые можно использовать в других областях исследований или, например, для внедрения системы поддержки принятия решений для обеспечения экологической устойчивости, изменений почвенно-растительного покрова в вашем регионе, который является пространственно оперативным и в то же время точным.
- По оперативности и территориальному покрытию такие новшества ДЗЗ в разы превышают полевые работы и уже приближаются к высокой детальности исследований земли.
Примеры применения:
Характеристика изменений земельного покрова и лесного покрова. Динамика изменения земной поверхности и лесного покрова в Того между 1985 и 2020 годами по снимкам Landsat
Задача: количественное определение оценки темпов выбросов парниковых газов в лесных экосистемах – характеристика изменений земельного и лесного покрова.
Решение: запасы углерода в лесных экосистемах, высвобождаясь в результате деградации лесов, способствуют увеличению выбросов парниковых газов. Для количественного определения и оценки темпов этих изменений использовался механизм сочетание данных наблюдений Земли и полевых кадастров. Охарактеризованы изменения земного покрова и динамика лесного покрова в Того в период между 1985 и 2020г, используя контролируемую классификации изображений Landsat 5, 7 и 8. Общая точность классификации изображений для всех целевых лет варьировалась от 0,91 до 0,98, с коэффициентами Каппа от 0,86 до 0,96.
Результат: анализ показал, что все классы земного покрова, которые были определены в начале периода исследования, претерпели изменения на нескольких уровнях, с сокращением площади лесов с 49,9% территории страны в 1985 году до 23,8% в 2020г. Эти потери лесного покрова в основном были связаны с сельским хозяйством, саваннами и урбанизацией. Ежегодное изменение лесного покрова оценивается в -2,11% в год, при этом ежегодное обезлесение составляет 422,15 км2 в год, что соответствует сокращению лесного покрова на 0,74% в год в течение 35-летний период. Экологическая зона IV (горная, с густыми полулиственными лесами) является единственным регионом (из пяти), который лучше всего сохранил свою площадь лесов за этот период. Методы и исторические данные о растительном покрове помогли наладить контроль факторов, связанных с сокращением площади лесов.
Интеграция дистанционного зондирования и геопространственных больших данных для картографирования городского использования земель
Задача: оценка городского землепользования.
Решение: информация о городском землепользовании важна для городского планирования и устойчивого развития. Появление геопространственных больших данных, увеличение доступности данных дистанционного зондирования и разработка новых методов интеграции данных предоставляют новые возможности для картирования типов городского землепользования. Однако способы интеграции ДЗЗ и открытых и ведомственных баз данных различны из-за различий в данных, областях исследования, классификаторах и т.д. Составлены карты городских земель на основе городских участков, полученных из открытых источников дорожной сети, 10-метровых снимков Sentinel-2A и точек интереса (POI - Point of Interest). Соответствующие результаты классификации были подтверждены количественно и качественно с использованием одного и того же тестового набора данных.
Нужна консультация?
Оставьте заявку, и мы с вами свяжемся.
Выполненные проекты
Заказчики
Часто задаваемые вопросы
Управление земельными ресурсами – это процесс планирования, развития, использования и охраны земельных участков и природных ресурсов, связанных с земельным использованием. Оно включает в себя координацию и управление различными аспектами землепользования, такими как аграрное хозяйство, лесное хозяйство, городское планирование, застройка, охрана природы и экологическая устойчивость.
Управление земельными ресурсами направлено на эффективное использование земли в соответствии с целями и потребностями общества, при учете экологических, экономических и социальных аспектов. Оно включает в себя разработку политики землепользования, законодательных норм и правил, а также механизмов контроля и мониторинга за использованием земли.
Цели управления земельными ресурсами включают обеспечение продовольственной безопасности, сохранение биологического разнообразия, предотвращение негативного воздействия человека на природные экосистемы, содействие устойчивому развитию, улучшение условий жизни населения и справедливое распределение земельных прав.
Основные задачи управления земельными ресурсами включают планирование земельного использования, административное регулирование земельных отношений, выделение и распределение земельных участков, контроль за использованием земли, охрану почвы и водных ресурсов, регулирование земельных конфликтов и разрешение споров.
Управление земельными ресурсами осуществляется государственными органами, местными властями, экспертами по земельным вопросам, общественными организациями и заинтересованными сторонами с учетом принципов устойчивого развития и участия населения.
Управление земельными ресурсами с помощью дистанционного зондирования земли представляет собой применение современных технологий для мониторинга, анализа и управления земельными ресурсами. Это область, где ресурсы, права, участки и органы управления взаимодействуют с технологиями дистанционного зондирования земли для эффективного управления землепользованием.
Государственные органы и муниципальные власти играют важную роль в управлении земельными ресурсами, используя данные, полученные из дистанционного зондирования земли. Они могут использовать эту информацию для принятия решений о размещении объектов, планировании использования участков земли, контроле за соблюдением правил и норм использования земель, охране природных ресурсов и защите экологической сферы.
Дистанционное зондирование земли позволяет получать разнообразные данные о земле, такие как информация о растительности, почвенном покрове, уровне воды и других параметрах окружающей среды. Эти данные могут быть использованы для определения оптимального использования земли, планирования сельскохозяйственных работ, контроля за лесными ресурсами, оценки экологического состояния и мониторинга изменений в ландшафте.
Дистанционное зондирование земли также может помочь в установлении правовых отношений в сфере землепользования. Оно может быть использовано для определения границ участков земли, установления прав собственности, контроля за использованием земли в соответствии с законодательством и разрешения земельных споров.
Российский опыт показывает, что дистанционное зондирование земли может быть эффективным инструментом в управлении земельными ресурсами. Оно позволяет получать актуальные и объективные данные, снижает затраты на мониторинг и обеспечивает более эффективное планирование и контроль за землепользованием.
В рамках управления земельными ресурсами с использованием дистанционного зондирования земли проводятся различные виды работ. Одним из них является мониторинг изменений в использовании земли. С помощью дистанционного зондирования земли можно отслеживать изменения в покрытии земли со временем, идентифицировать новые застройки, изменения в аграрном хозяйстве или лесном покрове. Это позволяет оценить эффективность текущих стратегий землепользования и принимать решения на основе фактических данных.
Другой аспект управления земельными ресурсами с использованием дистанционного зондирования земли связан с планированием использования участков земли. Анализ данных дистанционного зондирования позволяет определить подходящие земельные участки для различных целей, таких как сельское хозяйство, промышленность, жилые зоны или охраняемые территории. Это помогает оптимизировать использование земельных ресурсов, учитывая требования и потребности различных секторов экономики и общества.
Также дистанционное зондирование земли может быть использовано для контроля за соблюдением правил и норм использования земли. Данные, полученные из дистанционного зондирования, позволяют выявлять незаконные изменения в использовании земли или нарушения экологических норм. Это способствует эффективному контролю за использованием земельных ресурсов, соблюдению прав и предотвращению незаконных действий.
Органы государственной и муниципальной власти играют важную роль в регулировании земельных отношений и координации деятельности в сфере землепользования. Они осуществляют мониторинг, анализ данных дистанционного зондирования и принимают решения на основе полученной информации. Кроме того, правительственные и общественные организации могут использовать эти данные для разработки политики и стратегий в области управления земельными ресурсами.
Таким образом, дистанционное зондирование земли представляет собой мощный инструмент в управлении земельными ресурсами. Оно обеспечивает доступ к широкому спектру информации о земельном покрытии, изменениях в использовании земли и состоянии окружающей среды. Это позволяет принимать обоснованные решения в планировании, администрировании и охране земельных ресурсов.
Дистанционное зондирование земли также имеет ряд преимуществ. Во-первых, оно обеспечивает возможность получения данных на больших территориях, в том числе в удаленных и труднодоступных районах. Это позволяет охватить обширные территории и получить всесторонний анализ земельных ресурсов.
Во-вторых, дистанционное зондирование земли является оперативным и эффективным методом получения информации. С помощью спутников и других средств наблюдения можно проводить периодические измерения и мониторинг состояния земли, что позволяет оперативно реагировать на изменения и проблемы.
В-третьих, данные дистанционного зондирования земли предоставляют объективную информацию, основанную на фактических измерениях и наблюдениях. Это помогает избежать субъективности и ошибок, связанных с человеческим фактором, и обеспечивает более точную оценку состояния и использования земельных ресурсов.
В-четвертых, дистанционное зондирование земли является инструментом, способствующим улучшению прозрачности и открытости в управлении земельными ресурсами. Доступ к данным и информации о земельном покрытии может быть предоставлен широкой общественности, заинтересованным сторонам и научным исследователям. Это способствует участию и вовлеченности различных акторов в процессе управления землей.
Однако необходимо отметить, что дистанционное зондирование земли является лишь одним из инструментов управления земельными ресурсами и должно использоваться совместно с другими методами и источниками данных. Важно также учитывать контекстуальные и местные особенности, социально-экономические факторы и потрребности сообщества при разработке стратегий управления земельными ресурсами. Дистанционное зондирование земли должно быть интегрировано в более широкий контекст управления землей, который включает в себя учет правовых, социальных, экономических и экологических аспектов.
Важным аспектом управления земельными ресурсами с использованием дистанционного зондирования является развитие навыков и компетенций в анализе и интерпретации данных, а также в принятии решений на основе полученной информации. Обучение специалистов и обмен опытом между различными органами управления и исследовательскими учреждениями играют важную роль в повышении эффективности и качества управления земельными ресурсами.
Российский опыт в области управления земельными ресурсами с использованием дистанционного зондирования земли является значительным. Российские спутники, такие как "Канопус" и "Ресурс-П", активно используются для сбора информации о состоянии землепользования и мониторинга изменений в использовании земли. Это позволяет принимать информированные решения по планированию и управлению земельными ресурсами на различных уровнях.
В заключение, управление земельными ресурсами с использованием дистанционного зондирования земли является эффективным и перспективным подходом. Оно способствует оптимизации использования земельных ресурсов, контролю за их использованием и охране окружающей среды. Однако важно учитывать широкий спектр факторов и интересов, чтобы обеспечить устойчивое и справедливое управление земельными ресурсами в соответствии с потребностями общества и природой.
Управление земельными ресурсами включает в себя различные методы и принципы, которые помогают эффективно использовать и сохранять земельные ресурсы. Ниже приведены некоторые из них:
- Зонирование земель. Зонирование является основным инструментом управления земельными ресурсами. Оно предполагает разделение земельных участков на различные зоны с определенными назначениями (сельскохозяйственные, промышленные, жилые, охраняемые территории и т.д.). Зонирование позволяет рационально использовать земельные ресурсы, учитывая их потенциал и требования различных секторов экономики и общества.
- Планирование землепользования. Планирование землепользования включает разработку стратегий, политик и программ управления земельными ресурсами. Оно основывается на анализе данных, оценке потенциала земли, учете социально-экономических факторов и потребностей сообщества. Целью планирования землепользования является оптимизация использования земельных ресурсов, сохранение экологической устойчивости и обеспечение социально-экономического развития.
- Регулирование и лицензирование. Государственные органы и муниципальные власти устанавливают законы, правила и нормы, которые регулируют использование земли. Это включает получение разрешений и лицензий на использование земельных участков, контроль за соблюдением правил и норм, а также применение санкций в случае их нарушения. Регулирование и лицензирование помогают обеспечить устойчивое и ответственное использование земельных ресурсов.
- Мониторинг и оценка. Мониторинг и оценка состояния земельных ресурсов являются важными элементами управления. Они позволяют получать актуальную информацию о изменениях в использовании земли, состоянии почвы, качестве водных ресурсов и других параметрах окружающей среды. Мониторинг и оценка помогают выявлять проблемы, оценивать эффективность стратегий и принимать информ ированные решения на основе фактических данных. Дистанционное зондирование земли, использование геоинформационных систем и других технологий играют важную роль в мониторинге и оценке земельных ресурсов.
- Участие общественности. Принцип участия общественности является важным в управлении земельными ресурсами. Он предполагает включение заинтересованных сторон, таких как местные жители, неправительственные организации и представители различных отраслей экономики, в процесс принятия решений по использованию земли. Участие общественности способствует прозрачности, справедливости и легитимности управления земельными ресурсами.
- Экологическая устойчивость. Принцип экологической устойчивости предполагает сохранение и восстановление экологической целостности земельных экосистем. При управлении земельными ресурсами необходимо учитывать воздействие человеческой деятельности на природу, принимать меры по предотвращению деградации почв, загрязнению водных ресурсов и сохранению биоразнообразия. Экологически устойчивое управление земельными ресурсами способствует долгосрочному сохранению природных функций земли и поддержанию экосистемных услуг.
- Эффективное использование земли. Принцип эффективного использования земли заключается в максимальном использовании потенциала земли для удовлетворения социальных, экономических и экологических потребностей. Он включает оптимизацию производства сельскохозяйственных культур, развитие устойчивого городского планирования, сокращение потерь земли из-за эрозии и других процессов, а также рациональное использование незанятых земельных участков.
- Учет прав и интересов. В управлении земельными ресурсами важно учитывать права и интересы различных групп населения, включая местные сообщества, коренные народы и малые аграрные производители. Это включает защиту прав на землю, справедливое распределение земельных ресурсов и учет традиционных землепользовательских систем. Учет прав и интересов помогает обеспечить справедливое и устойчивое управление земельными ресурсами, предотвращает конфликты и способствует социальной справедливости.
- Интегрированный подход. Управление земельными ресурсами должно осуществляться на основе интегрированного подхода, который учитывает взаимосвязь различных аспектов использования земли и сбалансированное удовлетворение потребностей экономики, общества и окружающей среды. Интегрированный подход способствует синергии между различными политиками и мероприятиями, обеспечивает устойчивое развитие и снижает отрицательное воздействие на окружающую среду.
- Непрерывное обучение и исследования. Управление земельными ресурсами требует постоянного обучения и развития компетенций у специалистов, а также проведения научных исследований для разработки инновационных методов и подходов. Обучение и исследования способствуют повышению качества управления земельными ресурсами, улучшению практик и принятию научно обоснованных решений.
Лицензии
Наши партнеры
