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.
Консультация
Заполните форму, и мы свяжемся с вами в течение 15 минут
Выполненные проекты
Заказчики
Лицензии
Наши партнеры
