ISSN: 0024-1148 Лесоведение. 2014. № 5. С. 13-29

МУЛЬТИСПЕКТРАЛЬНАЯ ДИСТАНЦИОННАЯ ИНФОРМАЦИЯ В ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСОВ

Ю.Г. Пузаченко¹, Р.Б. Сандлерский¹, А.Н. Кренке², М.Ю. Пузаченко^2 
1 Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН: 119071, г. Москва, Ленинский пр-т, 33
² Институт географии РАН: 119017, Москва, Старомонетный пер., 29

Поступила в редакцию: 16 августа 2013 г.

Предложены подходы к использованию мультиспектральной дистанционной информации в фундаментальных исследованиях пространственно-временной организации биогеоценотического покрова без и с применением наземных полевых измерений. Постулируется, что дистанционные измерения отражают биофизическое состояние биогеоценотического покрова, определяемое процессами поглощения и преобразования солнечной энергии и могут рассматриваться как его свойства. Измерения интерпретируются с позиции термодинамики диссипативных открытых систем. При объединении дистанционной информации с наземными измерениями в соответствии с представлениями синергетики отобраны параметры порядка, которые рассматриваются в отношении к управляющему параметру - рельефу. Отмечены широкие возможности использования результатов фундаментальных исследований в решении практических задач, связанных с управлением биологическими ресурсами.

• Работа выполнена при поддержке РФФИ (12-05-00060-а, 13-05-12003-офи_м)


• Ключевые слова: мультиспектральные дистанционные измерения, биогеоценотический покров, лесная растительность, неравновесная термодинамика, синергетика, многомерный анализ.

Список литературы:

1.             Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М.: Наука, 1987. 340 c.

    2.             Вернадский В.И. Пространство и время в неживой и живой природе//Философские мысли натуралиста. М.: Наука, 1988. 529 с.            

3.             Дьяконов К.Н., Пузаченко Ю.Г. Ландшафтные исследования в заповедниках//Заповедники России и устойчивое развитие: Труды ЦЛГПБЗ. Великие Луки: Великолукская городская типография, 2007. Вып. 5. С. 109-123.         

4.             Желтухин А.С., Котлов И.П., Кренке А.С., Пузаченко Ю.Г., Сандлерский Р.Б., Информационное обеспечение устойчивого регионального развития на основе заповедников (опыт Центрально-Лесного государственного природного биосферного заповедника)//Изв. Самарского научного центра РАН. 2011. Т. 13. № 1(6). С. 1508-1516.       

5.             Зарипов Р.Г. Самоорганизация и необратимость в неэкстенсивных системах. Казань: Фэн, 2002. 251 с.

6.             Козлов Д.Н., Пузаченко М.Ю., Федяева М.В., Пузаченко Ю.Г. Отображение пространственного варьирования свойств ландшафтного покрова на основе дистанционной информации и цифровой модели рельефа//Изв. РАН. Сер. геогр. 2008. № 4. С.112-124.                 

7.             Кренке А.Н., Пузаченко Ю.Г. Построение карты ландшафтного покрова на основе дистанционной информации//Экологическое планирование и управление. 2008. № 2. С. 10-25.        

8.             Кренке А.Н., Пузаченко Ю.Г., Пузаченко М.Ю. Уточнение содержания тематических карт на основе данных дистанционного зондирования//Изв. РАН. Сер. геогр. 2011. № 4. С. 86-96.                    

9.             Олемский А.И., Вайленко А.С., Шуда И.А. Различные формулировки статистической теории сложных систем. Сумы: Изд-во Сумского гос. ун-та, 2008. 22 с.      

10.          Пузаченко Ю.Г. Математические методы в экологических и географических исследованиях. М.: Академия, 2004. 408 с.               

11.          Пузаченко Ю.Г. Многомерный анализ растительного покрова с использованием дистанционной информации//Сборник статей и лекций IV Всерос. школы-конф. “Актуальные проблемы геоботаники” (1-7 октября 2012 г.). Уфа: Издательский центр “МедиаПринт”. 2012, С. 425-430.                 

12.          Пузаченко Ю.Г., Дьяконов К.Н., Алещенко Г.М. Разнообразие ландшафта и методы его измерения//География и мониторинг биоразнообразия. Ред. кол. Н.С. Касимов, Э.П. Романова, А.А. Тишков. М.: Изд-во Научного и учебно-методического центра МГУ, 2002. 432 с.

13.          Пузаченко Ю.Г., Желтухин А.С., Сандлерский Р.Б. Анализ пространственно-временной динамики экологической ниши на примере популяции лесной куницы (Martes martes)//Журн. общ. биол. 2010. Т. 71. № 6. С. 467-487.                       

14.          Пузаченко Ю.Г., Котлов И.П., Сандлерский Р.Б. Мониторинг динамики ландшафтного покрова на основе мультиспектральной дистанционной информации в Центрально-Лесном биосферном заповеднике//Изв. РАН. Сер. геогр. 2014. № 3. С. 5-18.                 

15.          Пузаченко Ю.Г., Онуфреня И.А., Алещенко Г.М. Анализ иерархической организации рельефа//Известия РАН, сер. Геогр. 2002. № 4. С. 29-38.                

16.          Пузаченко Ю.Г., Придня М.В., Мартин В., Сан-ковский А.Г. Отображение видовых экологических ниш для сообществ смешанных лесов бассейна р. Хаббард-Брук (Белые горы, Новая Англия, Северная Америка)//Экология. 1996. № 6. С. 403-409.               

17.          Пузаченко Ю.Г., Федяева М.В., Козлов Д.Н., Пузаченко М.Ю. Методологические основания отображения элементарных геосистемных процессов//Современные естественные и антропогенные процессы в почвах и геосистемах. М.: Изд-во РАСХН. 2006. С. 13-52.             

18.          Пузаченко Ю.Г., Боринг Л., Свенк В., Санковский А.Д., Придня М.В. Взаиморазмещение видов в экологическом пространстве сообществ различного филоценогенетического возраста. Теоретические проблемы экологии и эволюции. Тез. докл. 2-х Любищевских чтений. Тольятти: Интер-Волга, 1995. С. 80-91.         

19.          Сандлерский Р.Б., Пузаченко Ю.Г. Термодинамика биогеоценозов на основе дистанционной информации//Журн. общ. биол. Т. 70. № 2. 2009. С. 121142.               

20.          Ферстер Г. О самоорганизующихся системах и их окружении//Самоорганизующиеся системы. М.: Мир. 1964. С. 113-139.        

21.          Хакен Г. Принципы работы головного мозга: Синергетический подход к активности мозга, поведению и когнитивной деятельности. М.: Per Se. 2001. 353 с.                      

22.          Asner G.P. Biophysical and biochemical sources of variability in canopy reflectance//Remote Sens. Environ. 1998. V. 64. P. 234-253.         

23.          Coppin P., Jonckheere I., Nackaerts K., Muys B. Digital change detection methods in ecosystem monitoring: a review//Intern. Journ. of Remote Sens. 2004. V. 25. N 9. P. 1565-1596.                

24.          Dawson T.P., Curran P.J., North P.R., Plummer S.E. The propagation of foliar biochemical absorption features in forest canopy reflectance: a theoretical analysis//Remote Sens. Environ. 1999. V. 67. P. 147-159.        

25.          ENVI 4.3 Online Help Files (HTML Pages)/KKRIT. COM [website] 31.07.2013. URL http://kkrit.com/d/ENVI_4_3/online_help/.              

26.          EUROFLUX Project/European Commission DG XII Environment and climate programme. [website] 31.07.2013. URL http://www.unitus.it/dipartimenti/disafri/progetti/eflux/euro.html.               

27.          Hemisfer/Swiss Federal Institute for forest, snow and landscape research WSL. [website] 31.07.2013. URL http://www.wsl.ch/dienstleistungen/produkte/software/hemisfer/index_EN.

28.          Jackson R.D., Huete A.R. Interpreting vegetation indices//Preventive Veterinary Medicine. 1991. № 11. P. 185-200.            

29.          Jacquemoud S., Properties F.B. PROSPECT: A Model of leaf optical spectra//Remote sens. environ. 1990. V. 34. N 1. P. 75-91.           

30.          Jorgensen S.E., Svirezhev Y.M. Towards a thermo-dynamic theory for ecological systems. Oxford: Elsevier, 2004. 369 p.      

31.          Kiang N.Y., Siefert J., GovindjeeX., Blankenship R.E., Meadows V.S. Spectral signatures of photosynthesis I: Review of Earth organisms//Astrobiology. 2007. V. 7. N 1. P. 222-251 DOI: 10.1089/ast.2006.0105             

32.          Martin M.E., Aber J.D. High spectral resolution remote sensing of forest canopy lignin, nitrogen, and ecosystem processes//Ecological Applications. 1997. V. 7. P. 431-443.                 

33.          Puzachenko M., Puzachenko Y., Kozlov D., Krev-er V., Onufrenya I., Aleshchenko G. Use of the Spot VGT-S10 product to discriminate and evaluate ecosystems for ecological aptness and for the design of an ecological network//Proceedings of the 2nd International vegetation user conference. Luxembourg: European Communites, 2005. P. 439-449.       

34.          Puzachenko Y.G., Sandlersky R.B., Svirejeva-Hopkins A. Estimation of thermodynamic parameters of the biosphere, based on remote sensing//Ecological Modelling. 2011. V. 222(16). P. 2913-2923.       

35.          SRTM. Shuttle Radar Topography Mission/CGIAR International Research Center. [website] 17.07.2013. URL http://srtm.csi.cgiar.org/.      

36.          Turcotte D.L. Fractals and chaos in geology and geophysics. Cambridge: Cambridge University Press, 1997. 398 p.                

37.          Ustin S.L., Roberts D.A., Gamon J.A., Asner G.P., Green R.O. Using imaging spectroscopy to study ecosystem processes and properties//BioScience. 2004. V. 54. N 6. P. 523-534.                     

38.          Zarco-Tejada P., Berjon A., Lopez-Lozano R., Miller J., Martin P., Cachorro V., Gonzalez M., Frutos A. Asses-sing vineyard condition with hyperspectral indices: leaf and canopy reflectance simulation in a row-structured discontinuous canopy//Remote Sens. Environ. 2005. V. 99. P. 271-287