22581 (Рыбинское водохранилище), страница 4

Борокско-Хотавецкая местность располагается в юго-западной части заповедника. Доминантными являются урочища олиготрофных болот. Преобладают облесенные болота, с сосняками сфагновыми, которые произрастают на торфах незначительной мощности по периферийным частям болотных массивов; их открытые центральные части характеризуются мощными торфами и преобладанием сфагнума (Sphagnum fuscum).

Своеобразие данной местности заключается в относительно широком распространении урочищ водно-ледниковых гряд. Они окаймляют болотные массивы почти сплошной полосой со стороны водохранилища и имеют много разновидностей — от самых сухих (с сосняками беломошными на подзолистых слаборазвитых почвах) до сырых, заболачивающихся (с сосняками долгомошными на торфяно-подзолисто-глеевых почвах). Последние занимают переходные к болотным массивам зоны.

Также, здесь на водно-ледниковых грядах широко распространены вторичные березняки зеленомошные на окультуренных подзолистых почвах на месте бывших с/х угодий.

Бор-Тимонинская местность расположена в южной части заповедника. Здесь так же, как и в Борокско-Хотавецкой местности, доминантными являются урочища болотных массивов с сосняками сфагновыми, субдоминантными — урочища открытых болот со сфагновыми ассоциациями на мощных торфах. В данной местности относительно широко распространены незаболоченные гряды водно-ледниковой равнины. Особенностью этой местности является лучшая выраженность древних эоловых форм. Урочища наиболее высоких поверхностей гряд представлены сосняками беломошными на слаборазвитых подзолистых почвах, основные же поверхности заняты сосняками зеленомошными на слабоподзолистых почвах, а в переходной зоне к болотным массивам — сосняки долгомошные на торфянисто-подзолисто-глеевых почвах.

Мороцкая местность, расположенная в северо-западной части заповедника, характеризуется обилием озер разных размеров, находящихся внутри болотных массивов. Это остаточные первичные озера, в настоящее время интенсивно зарастающие. Эта местность относится в основном к охранной зоне заповедника, а непосредственно в сам заповедник входит лишь ее южная часть.

В целом местность характеризуется преобладанием сложных урочищ крупных олиготрофных торфяников. В южной части встречаются в основном урочища переходных болот, которые “прорезаются” вытянутыми с северо-запада на юго-восток урочищами незаболоченных останцов водно-ледниковых гряд. На них развиты сосняки зеленомошные на слабоподзолистых почвах. Часто встречаются заболачивающиеся сосняки и ельники на торфянисто- и торфяно-средне- и сильноподзолистых глеевых почвах.

Янско-Среднедворская местность занимает крайнюю юго-восточную часть заповедника и отличается максимальной заболоченностью, до 80-90% территории. Болота представлены здесь сложными системами, состоящими из сросшихся крупных олиготрофных и мезотрофных торфяников (16-18 км протяженностью). Эти урочища являются доминантными.

Особенность данной местности: фактическое отсутствие гряд среди болот: они оказались погребены под торфами. В Янско-Среднедворской местности сформировалась своеобразная хорошо развитая система стока с болотных массивов. В местах стока сформировались урочища мезотрофных сфагновых топей, являющихся характерной чертой для данной местности.

Искрецкая местность, расположенная в северной части заповедника, также характеризуется значительным распространением болот. По их распространению она занимает промежуточное место между двумя последними местностями, однако здесь еще не сформировалась сеть мезотрофных топей, а грядово-мочажинный комплекс развит недостаточно. В данной местности среди болотных массивов и особенно вдоль береговой линии водохранилища встречаются также урочища незаболоченных водно-ледниковых гряд, на которых доминируют сосняки зеленомошные на слабоподзолистых почвах.

Несмотря на отмеченное разнообразие выделенных местностей, они обладают значительным сходством по набору урочищ и по характеру ландшафтообразующих процессов. В ландшафте молодой прибрежной абразионно-аккумулятивной равнины основными ландшафтообразующими факторами служат переработка берегов и аккумуляция донных наносов в зоне временного затопления. В ландшафте древней озерно-водноледниковой равнины таким процессом является заболачивание водораздельных гряд.

III. Оценка возможностей цифровых методов обработки КОСМИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ при дешифрировании природных и антропогенных структур района Рыбинского водохранилища

Работа состояла в проведении анализа результатов цифровой обработки космических изображений для целей ландшафтных исследований. В качестве опорной информации использовались данные имеющиеся на территорию Дарвинского государственного заповедника (полевые исследования, картографические материалы, летописи природы), а затем при параллельном рассмотрении картографических материалов и результатов цифровой обработки изображений получены выводы, которые экстраполировались на всю рассматриваемую территорию.

Ниже представлен анализ результатов обработки исходных снимков по каждому из использованных цифровых методов.

3.1 Анализ результатов дешифрирования изображений, полученных путем обработки исходных снимков

методом главных компонент

Метод главных компонент относится к группе цифровых методов, позволяющих улучшить качество изображения для визуального дешифрирования. По результатам анализа изображения, обработанного МГК, можно сделать вывод, что первая главная компонента близка к наиболее яркому каналу исходного изображения и даже более контрастна. Вторая главная компонента подчеркивает текстуру изображения, позволяя четко разделить контура и объекты, имеющие на снимке однородную, ровную текстуру от объектов, характеризующихся зернистостью. При этом может наблюдаться эффект псевдорельефа – объекты с более зернистой текстурой кажутся выпуклыми. Третья главная компонента рассматривалась лишь по изображению среднего разрешения, но она содержит преимущественно шум, только болота и облачность выделяются темным цветом.

Синтез трех первых главных компонент майского снимка среднего разрешения (см. приложение ) является более информативным по сравнению с исходным, поскольку б`ольшая контрастность синтезированного изображения в первом канале позволяет очень четко отделить болотные массивы от лесных. Олиготрофные и мезотрофные болота (как облесенные, так и необлесенные) на торфах разной мощности на рассматриваемый сезон характеризуются большей яркостью растительности, чем основные поверхности водно-ледниковых и моренных равнин с сосновыми и еловыми преимущественно зеленомошными лесами, распространенными практически повсеместно на данной территории и обладающими различной степенью дренированности. Комплексы с лесами переувлажненных местообитаний характеризуются темными цветами, что связано с невысоким бонитетом таких лесов.

Эффект псевдорельефа, присутствующий во второй главной компоненте, мало проявляется на данном изображении из-за его невысокого разрешения: благодаря такому разрешению практически все объекты обладают более или менее неоднородной текстурой. Так, сельскохозяйственные угодья с культурной растительностью на дерново-подзолистых окультуренных почвах и селитебные территории на снимке среднего разрешения образуют практически единый, весьма мозаичный контур, обладающий очень крупной зернистостью. При этом с/х земли имеют на синтезированном изображении светло-желтый оттенок благодаря тому, что молодые с/х культуры обладают высокой отражательной способностью. Территории населенных пунктов резко с ними контрастируют и имеют на изображении красный цвет. Промышленные зоны городов Череповец и Рыбинск характеризуются более темными оттенками, чем другие селитебные территории, из-за значительной загрязненности, проявляющейся в снижении отражательной способности.

Необходимо отметить, что некоторые объекты (например, облачность) незначительно, но затрудняют дешифрирование данного изображения, поскольку имеют практически тот же цвет, что и селитебные территории, а тени облаков оказывают на нижележащие контура затемняющее действие.

Синтез двух первых компонент весеннего снимка высокого разрешения (см приложение ) показывает совершенно другую картину. Снимок был сделан в то время, когда на рассматриваемой территории держался устойчивый снежный покров, и из-подо льда освободилось лишь русло р. Мологи и большая часть зоны временного затопления (что хорошо видно даже на исходном снимке). Этот факт свидетельствует о том, что дешифрирование данной территории может производиться преимущественно по присутствию и состоянию снежного покрова, а также наличию и плотности древесной растительности, которая его маскирует.

Первая главная компонента, как уже описывалось выше, усиливает контрастность изображения, что вкупе с псевдорельефом во второй главной компоненте создает очень интересный эффект. На снимке ровным сиреневым цветом выделились водные объекты подо льдом, с/х угодья и открытые почвы под снегом, а также олиготрофные и олиготрофно-мезотрофные необлесенные болота на средних и глубоких торфах. Комплексы, обладающие развитым и плотным древесным ярусом (такие, как водно-ледниковые гряды с сосновыми и еловыми зеленомошными лесами на слабоподзолистых глееватых почвах; долины рек с сосново- и елово-березовыми травяными лесами на перегнойно-дерново-подзолистых почвах; растительность зоны временного затопления (с преимущественно ивовыми зарослями) выделились контрастным желто-зеленым цветом и кажутся выпуклыми. Комплексы олиготрофно-мезотрофных и мезотрофных облесенных болот на мелких и средних торфах (стоков с олиготрофных болот) обладают менее выраженным древесным ярусом и дешифрируются по цвету, переходному от сиреневого к желто-зеленому. Необходимо заметить, что присутствие псевдорельефа значительно улучшает визуальное восприятие изображения и облегчает его дешифрирование, несмотря на небогатую цветовую гамму.

Таким образом, по весеннему снимку высокого разрешения, обработанного методом главных компонент, четко выделяются природные комплексы с древесной растительностью, хотя определение породного состава древостоя выглядит затруднительным. Кроме того, ивовые заросли зоны временного затопления сливаются с береговой древесной растительностью, что делает практически невидимой береговую линию и невозможным определение размеров зоны временного затопления.

3.2 Анализ результатов дешифрирования изображения, полученного путем обработки исходных снимков

методом “наложения” (merge)

Метод “наложения” можно также отнести к группе цифровых методов, улучшающих качество изображения для визуального дешифрирования. Совмещение одного из каналов изображения высокого разрешения с каждым каналом снимка среднего разрешения позволяет практически вдвое повысить информативность синтезированного изображения, которое обладает высоким пространственным разрешением и цветовой основой от снимка среднего разрешения.

На синтезированном изображении (см. приложение ) хорошо различаются с/х и селитебные земли, поскольку цветовые характеристики снимка среднего разрешения подчеркиваются четко выраженной структурой изображения высокого разрешения. Также более четко видны и другие объекты антропогенного происхождения: просеки, дороги и т.д.

С помощью данного метода удалось лучше отдешифрировать структуру болот: однозначно выделились мезотрофные облесенные стоки с них, хотя на исходном снимке высокого разрешения и при его обработке МГК они плохо дешифрировались из-за сходства с сосновыми и еловыми зеленомошными лесами водно-ледниковых гряд, а на изображении среднего разрешения – из-за недостаточности разрешения.

Совмещение обоих изображений привело к выявлению береговой линии, что позволило четко выделить зону временного затопления, хотя, как уже указывалось, ни на одном из исходных снимков по отдельности она практически не выделяется. Эта зона имеет на синтезированном изображении наиболее темный цвет. Выделение этих комплексов произошло потому, что при совмещении двух разносезонных изображений четко обозначились их границы: на одном из снимков уровень водохранилища высок (практически сразу после половодья), и хорошо видна береговая линия, а на другом граница снежного покрова обозначает минимальный уровень (после зимней межени). Для удобства дальнейшего анализа зона временного затопления была отделена по яркостному порогу по четвертому каналу синтезированного изображения (наиболее контрастному) и окрашена в синий цвет (см. приложение ).

3.3 Анализ результатов дешифрирования изображений, полученных путем вычисления индекса