Мониторинг лесных угодий на основе материалов дистанционного зондирования Обь-Томского междуречья в границах Тимирязевского лесничества

В результате выполнения выпускной квалификационной работы был проведен информационно-аналитический анализ нормативно-правовой документации, изучен лесохозяйственный регламент Тимирязевского лесничества Обь-Томского междуречья Томской области, выбраны источники космической информации с достаточной разрешающей способностью для целей лесного мониторинга, а именно снимки, полученные со спутников Landsat 7, Sentinel 2A. Также рассмотрена методика оценки состояния лесных массивов с использованием ГИС-технологий, определены методы автоматизированного дешифрирования для обработки информации и получения результатов, выполнена классификация растительного покрова по снимкам Landsat 7.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 14
1 Аналитический обзор литературы ………………………………………………………….. 17
1.1 Нормативно-правовые основы управления лесным фондом в Томской
области …………………………………………………………………………………………………. 20
1.2 Применение космических технологий в мониторинге состояния лесов 22
2 Комплексная физико-географическая характеристика района работ ………. 24
2.1 Административное и географическое положение ……………………………… 24
2.2 Геологическое строение и рельеф …………………………………………………….. 27
2.3 Климатические условия территории исследования …………………………… 28
2.4 Гидрография ……………………………………………………………………………………. 29
2.5 Почвы и растительность …………………………………………………………………… 30
3 Дистанционный метод исследования лесных массивов ………………………….. 33
3.1 Исходные данные и методика исследования …………………………………….. 35
3.2 Предварительная подготовка и обработка снимков …………………………… 37
4 Дешифрирование структуры растительного покрова по данным
дистанционного зондирования …………………………………………………………………. 42
4.1 Неуправляемая классификация ………………………………………………………… 43
4.2 Управляемая классификация ……………………………………………………………. 47
4.3 Факторы и следствия нарушений на территории Тимирязевского
лесничества Обь-Томского междуречья …………………………………………………. 51
4.3.1 Пожарная опасность в лесах ……………………………………………………….. 52
5 Социальная ответственность …………………………………………………………………. 55
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …… 55
5.1.1 Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны)
правовые нормы трудового законодательства ……………………………………… 55
5.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны …… 56
5.2 Производственная безопасность ………………………………………………………. 59
5.2.1 Отклонения показателей микроклимата в рабочем помещении …… 60
5.2.2 Недостаточная освещенность рабочей зоны ………………………………… 61
5.2.3 Статические физические перегрузки и умственное перенапряжение … 62
5.2.4 Превышение уровней электромагнитного излучения ………………….. 63
5.2.5 Опасность поражения электрическим током ……………………………….. 64
5.3 Экологическая безопасность…………………………………………………………….. 65
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………. 66
5.5 Выводы по разделу «Социальная ответственность» ………………………….. 66
6 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение………… 69
6.1 Предпроектный анализ …………………………………………………………………….. 69
6.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования ……………… 69
6.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности ……………………………………………………………………….. 70
6.1.3 SWOT- анализ ……………………………………………………………………………. 71
6.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации ……………………….. 74
6.1.5 Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования ……………………………………………………………………………………… 75
6.2 Инициация проекта ………………………………………………………………………….. 76
6.3 Планирование управления научно-техническим проектом ……………….. 77
6.3.1 Иерархическая структура работ проекта ……………………………………… 78
6.3.2 План проекта ……………………………………………………………………………… 78
6.4 Бюджет научного исследования ……………………………………………………….. 81
6.4.1 Сырье, материалы, покупные изделия и полуфабрикаты …………….. 81
6.4.2 Затраты на специальное оборудование ……………………………………….. 82
6.4.3 Основная заработная плата …………………………………………………………. 82
6.4.4 Дополнительная заработная плата научно–производственного
персонала …………………………………………………………………………………………… 85
6.4.5 Отчисления на социальные нужды и накладные расходы ……………. 86
6.5 Организационная структура проекта ………………………………………………… 87
6.6 План управления коммуникациями проекта ……………………………………… 88
6.7 Реестр рисков проекта ……………………………………………………………………… 88
6.8 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования …………………… 89
6.8.1 Оценка абсолютной эффективности исследования ……………………… 89
6.8.2 Оценка сравнительной эффективности исследования ………………….. 94
Заключение ……………………………………………………………………………………………… 98
Список публикаций ………………………………………………………………………………… 100
Список литературы ………………………………………………………………………………… 101
Приложение А ……………………………………………………………………………………….. 108
Приложение Б ………………………………………………………………………………………… 122
Приложение В………………………………………………………………………………………… 123
Приложение Г ………………………………………………………………………………………… 124
Приложение Д………………………………………………………………………………………… 125
Приложение Е ………………………………………………………………………………………… 126

Основная цель любой программы мониторинга – информационная. Его
результатом должно стать получение информации, устранение той или иной
неопределенности или выявление недостатка информации.
Метод дистанционного зондирования показал себя как наиболее
доступный, менее трудоемкий, точный в определении изменения площади
лесной растительности.
В дальнейшем возможно применение данной методики для разработки
актуального лесохозяйственного регламента.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы были
решены все поставленные задачи:
– Проведен информационно-аналитический анализ нормативно-
правовой документации, рассмотрена процедура применения мониторинга
методом дистанционного зондирования в зарубежных странах, изучен
лесохозяйственный регламент Тимирязевского лесничества ОТМ Томской
области;
– Выбраны источники космической информации с достаточной
разрешающей способностью для целей лесного мониторинга, а именно снимки,
полученные со спутников Landsat 7, Sentinel 2A;
– Рассмотрена методика оценки состояния лесных массивов с
использованием ГИС-технологий;
– Определены методы автоматизированного дешифрирования для
обработки информации и получения результатов;
– Выполнена классификация растительного покрова по снимкам Landsat 7,
Sentinel 2A;
– Осуществлены полевые исследования на эталонных участках,
совершены выезды на территорию государственного зоологического заказника
областного значения «Калтайский»;
– Проанализирована динамика изменения площади лесных массивов на
территории Обь-Томского междуречья в границах Тимирязевского лесничества
с 2000 по 2018 год, рассмотрены возможные факторы антропогенного
нарушения, влияющие на изменения;
– Составлена лесотаксационная карта для территории государственного
зоологического заказника областного значения «Калтайский» на 2018 год.
Список публикаций

1. Бирченко, Е. А. Мониторинг лесных угодий Тимирязевского
лесничества на основе данных дистанционного зондирования с целью оценки
лесной пожарной опасности [Текст] / Е.А. Бирченко // Ресурсоэффективные
системы в управлении и контроле: взгляд в будущее: сборник научных трудов
VIII Международной конференции школьников, студентов, аспирантов,
молодых ученых, Томск, 2019. – C. 112.
РИНЦ:
1. Бирченко, Е. А. Мониторинг лесных угодий Тимирязевского
лесничества на основе данных дистанционного зондирования с целью оценки
лесной пожарной опасности [Текст] / Е.А. Бирченко, В. Г. Житков, Е.П.
Янкович // Ресурсоэффективные системы в управлении и контроле: взгляд в
будущее: сборник научных трудов VIII Международной конференции
школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых, Томск, 2019.