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.

17 Целей в области устойчивого развития (ЦУР), принятых Организацией Объединенных Наций в 2015г
Рис.1 17 Целей в области устойчивого развития (ЦУР), принятых Организацией Объединенных Наций в 2015г

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.
    Опустынивание и деградация земель
    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.
    LCCS2 Land Use Classification 2001-2019
    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.
    Картирование и оценка экосистемных услуг в сельскохозяйственных ландшафтах
    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.
    Изменение землепользования и почвенного покрова (LULC) 1999-2018
    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.
    Трехмерные системы управления земельными ресурсами
    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.

(A) Географическое положение района исследования; (B) экологические зоны и высоты.
Рис.7 (A) Географическое положение района исследования; (B) экологические зоны и высоты
Изменения земельных участков по технологии LULC
Рис.8 Изменения земельных участков по технологии LULC
(A) Градиент изменения почвенно-растительного покрова по регионам с 1985 по 2020 год; (B) площадь без изменений; (C) площадь с одним-двумя изменениями; и (D) площадь с тремя-четырьмя изменениями
Рис.9 (A) Градиент изменения почвенно-растительного покрова по регионам с 1985 по 2020 год; (B) площадь без изменений; (C) площадь с одним-двумя изменениями; и (D) площадь с тремя-четырьмя изменениями

 

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.

Район исследования, Ухань
Рис.10 Район исследования, Ухань
Сортировка важности переменных для изменения землепользования с 2010 по 2015г в Ухане
Рис.11 Сортировка важности переменных для изменения землепользования с 2010 по 2015г в Ухане
Описание фотографии
Астана, Казахстан, KazEOSat-1 © 2016 KGS, Distribution Airbus D
Описание фотографии
Строительство стадиона Ростов-Арена к ЧМ-2018, Ростов-на-Дону, 14 ноября 2017, GeoEye-1 © DigitalGlobe
Описание фотографии
Строительство олимпийских объектов олимпиады 2014, Имеретинская низменность, Сочи, 10 марта 2010 г, снимок со спутника WorldView-2 © DigitalGlobe

Консультация

Заполните форму, и мы свяжемся с вами в течение 15 минут

* Отправляя форму, вы даете согласие на обработку персональных данных

Заказчики

Роснефть
Газпром
Газпром нефть
Лукойл
Транснефть

Лицензии

Свидетельство о допуске испытательной лаборатории
Свидетельство о допуске испытательной лаборатории
Лицензия на осуществление работ, связанных с использованием сведений, составляющих государственную тайны (ФСБ)
Лицензия на осуществление работ, связанных с использованием сведений, составляющих государственную тайны (ФСБ)
Лицензия на осуществление геодезической и картографической деятельности 1 стр.
Лицензия на осуществление геодезической и картографической деятельности 1 стр.
Сертификат соответствия системы менеджмента качества требованиям стандартов №СДС.ФР.СМ.00813.19, 1 стр.
Сертификат соответствия системы менеджмента качества требованиям стандартов №СДС.ФР.СМ.00813.19, 1 стр.
Лицензия на производство маркшейдерских работ
Лицензия на производство маркшейдерских работ

Наши партнеры

21AT
Airbus Defence and Space
DigitalGlobe
East View Geospatial
HEAD Aerospace Group
Hexagon Geospatial
Intergraph
Maxar Technologies
Planet
RESTEC
SI Imaging Services
Space Eye
Space View
SpaceWill
USGS
Геоинформационные системы
ГИС-Ассоциация
ГКНПЦ имени М.В.Хруничева
КАЗГЕОКОСМОС
Корпорация ВНИИЭМ
Международные космические технологии
МИИГАиК
Неогеография
НИИ ТП
НЦ ОМЗ
Объединение профессионалов топографической службы
Панорама
Природа
Ракурс
РКЦ Прогресс
Роскосмос
Заказать обратный звонок
К началу страницы