Анализ динамики сокращения зеленых насаждений в г. Москва

Анализ динамики сокращения зеленых насаждений в г. Москва на основе данных
дистанционного зондирования
Площадь зеленых насаждений была определена на основе данных дистанционного
зондирования Landsat 4-5 TM при помощи методов автоматизированного дешифрирования. На
основе мультиспектральной информации были выделены с высокой вероятностью пикселы (ячейки
растра), содержащие от 50 до 100 % информации спектрально идентичной зеленой массе растений.
Стоит отметить, что проведенный анализ имеет достаточно большую фактическую
погрешность, так как пространственное разрешение используемых космических снимков составляет
30 м (т.е. минимально различимый объект на местности 30 м), но при этом отражает общую
тенденцию динамики растительного покрова на территории города.
Использованные в работе данные являются общедоступными, т.к. распространяются бесплатно
геологической службой США, а также имеют значительный временной охват (доступны данные
начиная с 70-х годов).
Результаты анализа были оценены и проверены с помощью других методик, например
классификации с обучением или расчета вегетационных индексов, а также использования сторонней
информации – данные global forest change университета Мэрилэнд.
В противовес использованным данным существуют более детальные космические снимки,
такие как снимки высокого разрешения (Spot, Formosat, IRS) и сверхвысокого разрешения (GeoEye,
Ikonos, QuickBird) позволяющие выделить с высокой точностью зеленые насаждения даже во дворах
и на бульварах. Значительным недостатком перечисленных данных являются небольшой временной
охват, так как технология детальной регулярной съемки относительно новая и появилась
относительно недавно, в середине 2000-х годов, кроме того выполнение анализа автоматизировано
практически невозможно из-за низкой аэрокосмической генерализации, высокой шумности
исходного изображения, например в связи с появлением на снимках такого класса, как, например,
теней объектов, имеющие совершенно иные спектральные свойства. Кроме того трудозатраты на
обработку снимков Landsat и высокодетальных снимков не сопоставимы, также как и цена
(абсолютно все высокодетальные снимки коммерческие и стоят довольно дорого).
Данный анализ был проведен для 12 летних сцен (наборов спектральных каналов) с
предварительно проведенной атмосферной коррекцией (исключение влияния атмосферы на
итоговую спектральную яркость объектов).
На основе выделенных пикселов была рассчитана общая площадь зеленых насаждений на
каждый год на территорию города Москвы (до проекта по расширению 2012 г.), а соответственно для
каждого административного округа. Далее на каждый год была рассчитана площадь сокращений и
прироста по разности с предыдущим годом. В итоге была рассчитана суммарная статистика по
округам и составлены схемы.
Таблица 1. Статистика Динамика зеленых насаждений в г. Москва (2000-2012 гг.)
Общая площадь, га
Площадь зеленых
насаждений (2000 г.),
га
%
СевероЗападный АО
Северный
АО
9341,9
10245,8
СевероВосточный
АО
10187,9
15507,2
ЮгоВосточный
АО
12264,7
3617,9
3234,9
3928,2
8719,7
38,7
31,6
38,6
56,2
Восточный
АО
13112,0
ЮгоЗападный
АО
11090,5
3636,4
4002,3
4558,9
5447,4
1078,9
1526,5
39751,2
29,6
30,5
41,1
33,2
16,3
41,1
36,6
Южный
АО
Западный
АО
Центральный
АО
Зеленоградский
АО
г.
Москва
16405,3
6617,0
3715,1
108487,5
Сокращение зеленых насаждений, га/год
2001
5,1
4,9
3,0
16,7
4,3
6,3
4,6
9,7
3,0
0,5
57,8
2002
2,0
2,9
2,5
6,1
1,2
1,6
2,8
4,0
0,7
0,8
24,6
2003
3,9
2,7
6,0
12,1
0,9
0,7
2,6
6,1
1,6
0,1
36,8
2004
6,4
4,3
5,1
8,0
1,9
2,7
2,1
56,1
1,3
0,2
88,1
2005
6,8
8,2
6,1
7,1
2,7
7,5
5,7
18,3
3,0
2,4
67,9
2006
5,8
11,6
4,3
6,5
4,4
12,2
1,8
22,8
2,7
1,6
73,9
2007
8,5
11,5
12,8
7,7
8,9
10,2
6,3
33,4
3,9
3,1
106,4
2008
7,7
4,4
1,6
3,5
2,2
1,2
1,4
11,6
0,2
0,5
34,3
2009
7,2
11,6
8,2
10,4
5,6
4,5
4,8
14,7
2,5
3,1
72,6
2010
9,8
9,4
6,1
7,1
7,5
1,9
4,7
13,6
1,5
1,5
63,0
2011
4,0
3,0
3,5
5,3
3,6
1,4
2,1
4,2
1,3
7,8
36,3
2012
Прирост зеленых
насаждений (2000-12),
га
Площадь зеленых
насаждений (2012 г.),
га
2,4
3,9
3,8
4,0
1,2
0,4
0,5
7,2
0,1
22,4
46,0
8,1
4,8
3,7
6,9
10,6
20,1
12,0
18,1
2,8
4,4
91,5
3556,6
3161,2
3868,8
8632,1
3602,5
3971,7
4531,5
5263,9
1059,9
1487,0
39135,1
1,7
2,3
1,5
1,0
0,9
0,8
0,6
3,4
1,8
2,6
1,5
% сокращения площади
зеленых насаждений
Динамика площади зеленых насаждений в г. Москва за 2000-2012 гг. (общая площадь)
39900
39800
39700
Площадь зеленых насаждений, га
39600
39500
39400
39300
39200
39100
y = -63,232x + 166251
R² = 0,9904
39000
38900
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
год
2007
2008
2009
2010
2011
2012