1. Подготовительные работы
Задание 1.1 Составление Технического задания Задание 1.2 Сбор сведений о территории, сведений о хозяйственной деятельности, сведений о регламентах Задание 1.3 Выбор карты-основы Задание 1.4 Подготовка космических снимков Задание 1.5 Создание псевдопанхроматического снимка Задание 1.6 Составление дешифровочных атласов
2. Формирование растровой карты динамики
Задание 2.1 Контроль качества пространственного совмещения исходных снимков Задание 2.2 Создание и визуализация разностного изображения для двух спектральных каналов Задание 2.3 Создание разностного изображения для двух псевдопанхроматических снимков Задание 2.4 Добавление разностных изображений в проект ArcExplorer Задание 2.5 Визуализация разностных изображений Задание 2.6 Улучшение изображения при помощи адаптивной фильтрации
3. Формирование векторных элементов содержания, разработка легенды и компоновка
Задание 3.1 Формирование легенды разностного изображения Задание 3.2 Оцифровка Задание 3.3 Компоновка карты динамики в цифровом виде
4. Приемы работы с картой динамики в цифровом виде Тем, кто не выполнял задания 1-3 необходимо скачать исходные данные (Самораскрывающийся архив, 22Mb), а затем распаковать их в каталог C:\Демонстрация, результаты находятся в подкаталоге "Результаты".
Задание 4.1 Поиск участков территории, подвергшихся изменениям и определение видов изменений Задание 4.2 Определение допустимости изменений
Введение
В данном примере мы построим карту динамики природной среды на территорию, вовлеченную в освоение Средне-Тиманского бокситового рудника.
Рудник расположен в западной части Республики Коми на склоне Тиманского кряжа, в области малоосвоенной Северной тайги, в бассейне крупной реки Вымь. Несмотря на то, что бокситы были открыты уже много лет назад, только начиная с 1999 г на руднике была начата их активная добыча. С целью вывозки бокситов была построена автомобильная дорога, а в настоящий момент завершается строительство железной дороги. Строительство дороги сильно видоизменило ландшафт: появились нерекультивированные карьеры, нарушился гидрологический режим поверхностных вод. Частично это произошло из-за того, что проект строительства не содержал проработанных природоохранных и инженерно-защитных мероприятий.
Со строительством транспортных путей, стали доступны и другие ресурсы, располагающиеся в бассейне реки Выми. В первую очередь это леса. Большая часть территории бассейна в настоящий момент покрыта сплошными вырубками, многие из которых заболочены. Первые вырубки появились в этих местах еще в 80-х годах и в настоящий момент лес на них достаточно успешно восстанавливается.
Программные средства и исходные материалы
Для построения карты динамики мы будем использовать программные средства, описание которых приведено в таблице 1. Предполагается, что перед началом работы данные программные средства установлены на компьютер пользователя.
Таблица 1. Программные продукты, используемые для создания карты динамики природной среды.
Программный продукт |
Назначение |
Примечание |
ArcExplorer 3.1 (Java Edition) |
Распространение карты динамики в цифровом виде |
Бесплатное средство для просмотра цифровых карт. Получить его можно на сайте http://www.esri.com |
ENVI 3.x |
Обработка космических снимков и растровых изображений |
Программный продукт является одним из самых полнофункциональных средств для обработки изображений. Имеет бесплатную, ограниченную по времени использования, демонстрационную версию, которую можно получить на сайте http://www.rsinc.com. |
Microsoft Word |
Создание текстовых и текстово-графических документов |
Используется для выполнения ряда заданий. |
Графический редактор |
Создание и копирование растровых изображений |
Используется для выполнения ряда заданий. |
Исходные материалы включают в себя космические снимки спутника Landsat 7, векторные слои цифровой карты-основы и векторные слои регламентов хозяйственной деятельности. Сведения об исходных материалах приведены в Таблице 2.
Таблица 2. Исходные материалы для создания цифровой карты динамики.
Название материала |
Содержание |
Примечание |
Цифровая карта-основа, масштаба 1:200000 |
Основные элементы местности: дороги, реки, озера, болота, населенные пункты. |
Представлена в формате ArcView shape. Система координат UTM (зона 40). Год состояния местности – середина 80-х. |
Слой особо охраняемых природных территорий |
Границы и название особо охраняемых природных территорий. |
Построен с использованием объектов гидрографии, содержащихся на цифровой карте-основе. Представлен в формате ArcView shape. Система координат UTM (зона 40). |
Слой лесов первой группы и особо защитных участков |
Границы лесов первой группы. |
Построен на основе цифровых планов лесонасаждений Княжпогостского лесхоза. Представлен в формате ArcView shape. Система координат UTM (зона 40). |
Космический снимок №1, 2 фрагмента. |
Фрагмент снимка спутника Landsat 5, год съемки – 1984 (лето) |
Каналы №2,3,4. Снимок представлен в системе координат UTM (зона 40). Разрешение на местности – 30 м. |
Космический снимок №2, 2 фрагмента. |
Фрагмент снимка спутника Landsat 7, год съемки – 2000 (лето) |
Каналы №2,3,4. Снимок представлен в системе координат UTM (зона 40). Разрешение на местности – 30 м. |
Космический снимок №3, 2 фрагмента. |
Фрагмент снимка спутника Landsat 7, год съемки – 2002 (лето) |
Каналы №2,3,4. Снимок представлен в системе координат UTM (зона 40). Разрешение на местности – 30 м. |
Примечание. Космические снимки представлены в формате TIFF с файлом пространственной привязки. Содержимое этого файла для всех снимков на один и тот же участок одинаково. Снимки представлены в виде RGB изображения, где каналу R соответствует четвертый канал (см таблицу 2 Методики), каналу G – третий канал, а канале B – второй канал снимка.
Установка исходных материалов
Для установки исходных материалов необходимо выполнить следующие этапы:
1. Скачать и установить ArcExplorer и ENVI.
2. Скачать исходные материалы... (самораскрывающийся архив, 7Мб)
3. Проверить архив при помощи антивируса, т.к. они могли быть заражены при пересылке по сети.
4. Создать на локальном диске компьютера рабочий каталог под названием Демонстрация. Далее будем считать, что был создан каталог С:\Демонстрация.
5. Распаковать архив, указав в качестве выходного каталога С:\Демонстрация.
В результате проделанной работы на жестком диске Вашего компьютера будет создан каталог С:\Демонстрация в котором будут расположены следующие подкаталоги и файлы:
Подкаталог |
Файл |
Тип файлов |
Назначение |
Атрибуты |
Основа |
Содержит файлы карты-основы и некоторые вспомогательные файлы |
|||
Болота |
Shp, shx, dbf |
Слой болот |
нет |
|
Гидрография_линейная |
Shp, shx, dbf |
Слой рек, не выражающихся в масштабе карты |
ObjName – название реки |
|
Гидрография_площадная |
Shp, shx, dbf |
Слой рек, выражающихся в масштабе карты |
ObjName – название реки |
|
Дороги |
Shp, shx, dbf |
Слой дорог |
нет |
|
Населенные_пункты |
|
Слой населенных пунктов |
ObjName – название поселка |
|
Границы _картографируемой _территории |
Shp, shx, dbf |
Границы двух участков, для которых будет создана карта динамики |
ObjName – название участка |
|
Регламенты |
Леса_первой_группы |
Shp, shx, dbf |
Границы участок лесов первой группы |
нет |
Особо_охраняемые _природные_территории |
Shp, shx, dbf |
Границы особо природных охраняемых территории |
ObjName – название территории |
|
Снимки |
Исходные снимки |
|||
Участок1-Снимок2 |
Tif, tfw |
Снимок и файл привязки для 2000 г. для первого участка |
|
|
Участок1-Снимок3 |
Tif, tfw |
Снимок и файл привязки для 2002 г. для первого участка |
|
|
Участок2-Снимок2 |
Tif, tfw |
Снимок и файл привязки для 2000 г. для второго участка |
|
|
Участок2-Снимок3 |
Tif, tfw |
Снимок и файл привязки для 2002 г. для второго участка |
|
|
Демонстрационный проект ArcExplorer
Все перечисленные выше файлы скомпонованы в проект ArcExplorer, который представляет собой файл с названием «Карта_основа.AEP». Файл находится в каталоге C:\Демонстрация. Все слои и снимки представлены в системе координат UTM, зона 40. Для просмотра проекта необходимо предпринять следующие действия.
Запустить ArcExplorer. При стандартной установке ярлык для его запуска будет помещен непосредственно в панель «Пуск» Windows.
На панели инструментов нажать кнопку , откроется диалог.
В диалоге необходимо выбрать файл C:\Демонстрация\Карта_основа.AEP.
Экран компьютера примет следующий вид:
Программа для обработки изображений ENVI
Все примеры по обработке космических снимков в данном учебнике выполняются при помощи ГИС ENVI 3.2 Данное программное обеспечение доступно в демонстрационном режиме. Для того чтобы воспользоваться им, необходимо скачать с сайта www.rsinc.com инсталлятор и, затем, по электронной почте обратиться за получением временного ключа (файла) дающего право на использование программы в течение одного месяца.
Предполагается, что пользователь самостоятельно изучит основы работы с ENVI, в комплект которой входит большое количество учебного материала и документации в цифровой форме.
Результаты
Окончательные результаты выполнения всех упражений, вместе с исходными данными можно скачать здесь (Самораскрывающийся архив, 22 Mb). Для их установки распакуйте содержимое архива в каталог C:\Демонстрация. Будье внимательны: если в данном каталоге существовали файлы, являющиеся результатами вашей работы над заданиями, то они могут быть уничтожены. Результаты выполнения заданий находятся в подкаталоге "Результаты".
Задание 1.1 Составление Технического задания
Цель: научиться формировать основные требования к карте динамики
Пункты методики: 3.2.2
Дайте ответы на вопросы: 1. Какое название будет иметь карта динамики? 2. Где точно расположена картографируемая территория? 3. Для какого временного интервала будет создана карта динамики? 4. В какой проекции карта будет представлена? 5. Какой будет пространственное разрешение космических снимков? 6. Какой будет численный масштаб карты?
При ответе на вопросы необходимо принять во внимание следующее:
В названии карты должны быть упомянуты: вид карты и название картографируемой территории или объекта,
Для точного указания картографируемой территории необходимо либо определить координаты границ, либо указать ориентиры на местности, либо назвать картографируемую территорию и указать какая ее часть будет указана на карте. Для ответа используйте слой "граница_картографируемой_территории". Для просмотра карты обратитесь к главе "Открытие проекта ArcExplorer".
Временной интервал карты динамики выбирается исходя дат съемки имеющихся снимков. Если имеется несколько снимков, то карта может быть создана для нескольких, последова-тельных промежутков времени.
Пространственное разрешение выбирается исходя из пространственного разрешения имеющихся космических снимков.
Численный масштаб карты выбирается исходя из масштаба карты-основы.
Составьте Техническое задание, исходя из имеющейся информации.