Създаване на карта на основните растителни съобщества на Драгоманското блато въз основа на компютърна класификация на мултиспектрална сателитна снимка и теренни проучвания
Доклад за извършената работа по Договор между СДП Балкани и
Шеарис ООД (Таня Георгиева-Шнел) в рамките на проект „Опазване и устойчиво развитие на карстовия комплекс около Драгоманското блато в България“
-
Цел
Създаване на карта с основните растителни съобщества, изчисляване на тяхното площно покритие, определяне границите на блатото към момента на заснемане на сателитната снимка
-
Използвани методи и материали
Картата е разработена в периода август 2010 – февруари 2011.
Използвани са данни за срещащите се в блатото растителни видове и сформираните от тях съобщества от дипломна работа на Светослава Ръкльова, студентка от Биологическия факултет на Софийския Университет с ръководител доц. Росен Цонев. С помощта на дипломната работа авторите на картата се запознаха с характеристиките на растителността в блатото, което спомогна за взимането на тестови площи, необходими за сателитния анализ.
Основа на картата е сателитна снимка, заснета от спътника Quickbird и закупена от СДП Балкани в рамките на проекта. Снимката е мултиспектрална – разполага със канали във видимия спектър и инфрачервен канал. Резолюцията е 2,4 м, а датата на заснемане е 23.09.2009 г. Освен това, на разположение бе и панхроматично изображение с резолюция 0,6 м, което бе използвано предимно за определяне на границите на блатото.
Двете изображения бяха орторектифицирани и геореферирани. За последното бе използвана диференциална GPS апаратура, предоставена от катедрата по Картография и ГИС на Геолого-географския факултет на Софийския университет. Това направи възможно геореферирането на изображенията с точност до няколко сантиметра.
За създаване на картата бяха необходими хомогенни площи от терен, представителни за различните съобщества/класове на картата. През лятото на 2010 г. бяха направени няколко опита (съвместно в представители на СДП Балкани) за вземане на такива теренни площи, но се установи, че поради гъстата растителност предвижването из блатото е толкова трудно, че на практика се оказва невъзможно набирането на необходимия брой тестови площи с необходимата точност.
Вземането на окончателните проби се извърши през януари на 2011 г., когато блатото бе замръзнало и това позволяваше безпрепятственото предвижване по неговата повърхност.
Въпреки, че в работата на Светослава бяха различени четири типа основни съобщества (на теснолистен и широколистен папур, на тръстика, на езерен камъш и на нежна острица) за работата по класификацията на сателитната снимка се наложи разграничаването на девет класа:
-
На суха тръстика
-
На свежа тръстика
-
На сух камъш
-
На свеж камъш
-
На сух папур
-
На свеж папур
-
На нежна острица
-
На дълбока вода
-
На плитка вода
Това разделяне на едно съобщество на два спектрални класа се наложи поради късната дата на заснемане на сателитната снимка. В края на септември голяма част от растителността в блатото е била вече изсъхнала. Основно свойство на растителността, което се използва в приложения метод на класификация, е наличието на зеленото вещество хлорофил в листата на растенията. Изсъхналите растения отразяват светлината по различен начин от зелените.
Обработката на сателитната снимка се извърши с програмата IDRISI, предоставена от Българска Фондация Биоразнообразие, партньор на СДП Балкани по проекта. От твърдите класификатори (hard classifiers) най-подходящ се оказа процесът MAXLIKE. Първите варианти на класификацията обаче не дадоха задоволителни резултати, именно поради наличието на суха растителност, която има подобни спектрални характеристики, независимо от принадлежността си. За да се разреши този проблем се наложи използването на вероятностни изображения (probability images), създадени въз основа на теренните познания.
След успешната класификация, класовете на сухите и свежите еднотипни класове бяха обединени в едно до получаване на пет крайни класа/картни единици. Различните операции за дообработване на картата се извършиха със софтуера ArcView, предоставен от Възложителя.
-
Резултати
Основен резултат от работата е картата на растителността на Драгоманското блато. Суровият вид на картата след класификацията съдържа множество единични пиксели. Възможна е генерализация на различни нива, сливайки малките площи с определена големина (под 6 кв.м., 12 кв.м., 25 кв.м. и т.н.) към съседните им по-големи полигони. Поради желанието на Възложителя да не се губи информация за водните огледала, колкото и малки да са те, е създаден слой с водата от оригиналния суров вариант на картата. Той може да се полага над всеки един от генерализираните варианти, без да се губи информация за водните огледала.
Площите на отделните съобщества също зависят от степента на генерализация, избрана за окончателен вариант на картата. За генерализиране на ниво 25 кв. м. (всички полигони по-малки от четири пиксела биват слени към съседните им по-големи) площите, заети от отделните съобщества, са както следва:
-
Съобщества на тръстика – 75,25 ха
-
Съобщества на камъш – 77,14 ха
-
Съобщества на острица – 31,02 ха
-
Съобщества на папур – 99,46 ха
-
Водни площи, не покрити с растителност – 55,74 ха
Всички данни, използвани и създадени в хода на работата, се предават на Възложителя на цифров носител във формат .shp (shape, където не е обозначено друго) и имат следната структура:
Папка
|
Подпапка
|
Описание на съдържанието
|
Borders
|
|
Слоеве с границите на Драгоманското блато(линия и полигон)
Слой с границите на малката заблатяваща се площ южно от Драгоманското блато
Слой с границите на Алдемировското блато
Карта с границите на Драгоманското блато на фона на сателитното изображение (файл във формат .mxd)
|
|
Others
|
Данни от GPS обиколки на блатото от Андрей и Красимир
Слой с линиите на каналите
|
|
GPX
|
Файлове за качване в GPS устройства в gpx. формат – граници на Драгоманското блато, канали на Драгоманското блато
|
Classification
|
|
Карта на растителността на Драгоманското блато (файл във формат .mxd)
Карта на растителността на Алдемировското блато (недетайлна) (файл във формат .mxd)
|
|
Aldemir
|
Файлове, създадени по време на класификацията на сателитната снимка за Алдемировското блато
|
|
Dragoman
|
Файлове, създадени по време на класификацията на сателитната снимка за Драгоманското блато – основа на картата. Тук се намират .shp файловете, които са краен резултат от работата, в зависимост от степента на генерализация. Напр.:
-
maxlike_11_02_23_Elim_18 – картата на растителността при генерализация (премахване на полигони по-малки от 18 кв.м.)
Тук се намират и файловете, необходими за работа с програмата ИДРИСИ.
|
DEM
|
|
Различни файлове за релефа/топографията на района на Драгоманското блато, събрани по време на работата – не са използвани за класификацията
|
Kariera
|
|
Два слоя с точки на запланувана кариера в района в Балтийскa координатна система и WGS. Точките са създадени въз основа на координати.
|
Original images from RESAC
|
|
Оригиналните данни, получени от доставчика на сателитни снимки РЕСАК.
|
PDF Maps
|
Quickbird Images
|
Сателитните снимки в .pdf формат на двете блата – във видимия спектър, с инфрачервен канал и черно-бели
|
|
Vegetation Maps
|
Карти на растителността в .pdf формат на Драгоманското блато в различните степени на генерализация, както и на Алдомировското блато. Тук се съдържат и картите, създадени в летните опити за направа на картата, вкл. и предадената от Светослава в дипломната й работа.
|
|
Work Georeferencing Maps
|
Това са .pdf карти, използвани на терен за намирането на точките за георефериране.
|
Quickbird ortho geo
|
Clipped Images
|
Това е изрязаната мултиспектрална сателитна сцена съобразно Драгоманското блато във формат.tif и .img. – геореферирана и орторектифицирана. Комбинацията от четирите канала позволява различни визуализации. За видимия спектър трябва да се настроят 1, 2, и 3 съответно на синия, зеления и червения канал.
|
|
Original size
|
Сцените в оригинална големина - геореферирани и орторектифицирани. За визуализациите виж по-горе.
|
|
Single bands
|
Мултиспектрални каналите са изрязани по отделно. Принципно не са необходими за нормално приложение.
|
Snimki
|
|
Снимки на блатото от самолет
|
|
April 2010
|
Снимките от заснемането на точките за оградата за костенурки.
|
|
August 2010
|
Обиколка на блатото със Светослава и Красимир
|
|
Kanu_29_10_10
|
Обиколка на блатото с кану и Андрей
|
Svetosla_releves
|
|
Фитоценологични описания на растителност. Пробните площи се отнасят за слоеве в следващата папка.
|
Test_sites
|
Dragoman
|
Пробните площи, необходими за класификацията – основните са в подпапките за януари – осми и девети. Другите са помощни. Svetoslava_all съдържат номерата на фитоценологичните описания
|
|
Aldemir
|
Пробните площи, необходими за класификацията
|
Tochki_georef
|
Leica_georeferencing
|
Точките, заснети с професионалната техника на СУ и послужила за георефериране на сателитните сцени с точност до няколко сантиметра.
|
|
Ograda
|
Точките, с чиято помощ са заети точните координати на точките на оградата на костенурките.
|
-
Метаданни
Към най-важните данни (напр. граници на блатото, слоеве с разпространението на растителността и др.) са създадени съответните метаданни, съдържащи информация за пространствените данни: кога и от кого са създадени, както и кратко описание.
Сподели с приятели: |