Информативность спектров деградации природных экосистем при дистанционном зондировании Земли из космоса
Аннотация
На основе спектральной аэрокосмической информации проводится сравнительный анализ яркостных и пространственно-контрастных характеристик деградирующих почвенно-растительных, лесных и водных экосистем. Рассматриваются их имитационные модели, включая модели динамики популяций (биомассы) и распространения загрязнений. Выделены характерные диапазоны параметров устойчивых состояний, определяемых идентифицируемыми характеристиками их спектральных оптических образов. Рассматриваются инварианты яркостей, соответствующие линейным преобразованиям полей излучения относительно условий съемки, для которых определяются функционалы информативности. На базе критериев информативности Шеннона и Фишера формулируется новое понятие спектра деградации экосистемы на основе выделения характерных динамических состояний, связанных с пространственной изменчивостью природной среды и переходами при критических значениях ее параметров между определенным набором образов, в виде фазовых портретов со специфической структурой. Предложен новый алгоритм формирования информационных функционалов калибровки для исследования динамики деградирующих природных экосистем. Отдельно рассмотрены информационные свойства атмосферного канала (фильтра), трансформирующего спектральные яркости и контрасты яркостей природной среды при аэрокосмической съемке Земли из космоса.Литература
Бондур В. Г., Савин А. И. Научные основы создания и диверсификации глобальных аэрокосмических систем // Технология создания и диверсификации аэрокосмических систем. М.: Наука. 2000. С. 496.
Бондур В. Г., Савин А. И. Концепция создания системы мониторинга окружающей среды в экологических и природно-ресурсных целях // Исследование Земли из космоса. 1992. №6. С. 70– 78.
Крапивин В. Ф., Кондратьев К. Я. Глобальные изменения окружающей среды // Экоинформатика. СПб.: Наука. 2002. С. 724.
Смоктий О. И. Теория переноса излучения и проблемы космической геоинформатики // Труды СПИИРАН. 2002. Вып. 1. Т. 2. СПб.: Наука. С. 223–240.
Смоктий О. И., Гусейнов Г. А. Информативность и оптимальные планы дистанционного спектрофотометрирования зеленой поверхности. Л.: ЛИИАН. 1993. Препринт №157. 73 с.
Гусейнов Г. А, Смоктий О. И. Информационные свойства спектральных коэффициентов и вегетационных индексов для калибровки аэрокосмических снимков // Труды СПИИРАН. 2005. Вып. 2. Т. 2. СПб.: Наука. С. 360–367.
Смоктий О. И., Гусейнов Г. А. Информационные инварианты и калибровка спектрального зондирования природной среды из космоса // Труды VIII Междун. Конференции «РИ-2002». СПб.: Наука. 2002. С. 387–394 c.
Кондратьев К. Я., Смоктий О. И., Козодеров В. В. Влияние атмосферы на иследование природных ресурсов из космоса / Под ред. Марчука Г. И. М.: Машиностроение. 1985. 272 с.
Kondratyev K. Ya., Kosoderov V. V., Smokty O. I. Remote Sensing of The Earth from Space: Atmospheric Correction. Heidelberg: Springer-Verlag. 1992. 478 p.
Smokty O. I. Applied Mathematical Problems of Multispectral Satellite Data Atmospheric Correction and Filtration // Proc. The CEReS Inter. symp. on the atmospheric correction of satellite data and its application to global environment. Chiba Univ. 1998. P. 143–150.
Космическое землеведение: информационно-математические основы / Под ред. Садовничего В. А. М.: МГУ. 1998. 571 с.
Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. Т. 2. М.: Мир. 1981. С. 317.
Савиных В. П., Смоктий О. И., Гусейнов Г. А. Информативность и оптимальное планирование оптического аэрокосмического мониторинга. М.: МИИГАиК. 1990. С. 19.
Головко В. А., Козодеров В.В. Радиационный баланс Земли: новые приложения для изучения природных стихийных бедствий из космоса // Исслед. Земли из космоса. М.: Наука. 2000. № 1. С. 26–41.
Хакен Г. Информация и самоорганизация: макроскопический подход к сложным системам. М.: Мир 1991. 241 с.
Козодеров В. В. Информационно-динамические аспекты описания природных явлений по наблюдениям из космоса // Исследование Земли из Космоса. М.: Наука. 2001. № 5. С. 27–44.
Дегтярев Г. М., Иванов-Ростовцев А. Г., Колотило Л. Г., Любченко О. А., Смоктий О. И. Детерминизм процессов самоорганизации и авторезонансные явления в системах с рас- пределенными параметрами. Л.: ЛИИАН. 1991. Препринт №136. 48 с.
Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. М.: Прогресс. 1994. 266 с.
Букатова И. Л., Михайлов Ю. И., Шаров М. Эвоинформатика: теория и практика эволюционного моделирования. М.: Наука. 1991. 205 с.
Шифрин К. С. Оптические методы изучения океанов и водоемов // Дистанционное изучение океанов и внутренних водоемов. М.: Наука. 1979. С. 9–15.
Смоктий О. И. Моделирование полей излучения в задачах космической спектрофотометрии. Л.: Наука. 1986. 348 с.
Смоктий О. И., Фабриков В. А. Методы теории систем и преобразований в оптике. Л.: Наука. 1989. 312 с.
Исследования природной среды с пилотируемых орбитальных станций / Под ред. Кондратьева. Л.: Гидрометеоиздат. 1973. 282 с.
Кондратьев К. Я., Григорьев Ал. А., Покровский О. М. Информационное содержание данных космической индикации параметров среды. Л.: ЛГУ. 1975. 145 с.
Соболев. В. В. Рассеяние света в атмосферах планет. М.: Наука. 1972. 336 с.
King M. D. Sensitivity of Constrained Linear Inversion to The Selection of The Lagrange Multiplier // Journ. of Atmos. Sciences. Vol. 39. 1982. P. 1356–1369.
Успенский А. Б. Обратные задачи математической физики – анализ и планирование экспериментов // Математические методы планирования эксперимента. Новосибирск: Наука. 1981. С. 199–242.
Smokty O. I. The Basic Informational Content Levels for Satellite Ecological Investigation. Proc. Intern. conf. on Informatics and Control (ICI@C’97). Vol. 3. St. Petersburg. 1997. P. 1137-1144.
Cox I., Sheppard Y. Information capacity and resolution in optical system // Journ. Opt. Soc. Amer. Vol. 3, no. 3. 1986. P. 1152–1163.
Бондур В. Г., Савин А. И. Концепция создания системы мониторинга окружающей среды в экологических и природно-ресурсных целях // Исследование Земли из космоса. 1992. №6. С. 70– 78.
Крапивин В. Ф., Кондратьев К. Я. Глобальные изменения окружающей среды // Экоинформатика. СПб.: Наука. 2002. С. 724.
Смоктий О. И. Теория переноса излучения и проблемы космической геоинформатики // Труды СПИИРАН. 2002. Вып. 1. Т. 2. СПб.: Наука. С. 223–240.
Смоктий О. И., Гусейнов Г. А. Информативность и оптимальные планы дистанционного спектрофотометрирования зеленой поверхности. Л.: ЛИИАН. 1993. Препринт №157. 73 с.
Гусейнов Г. А, Смоктий О. И. Информационные свойства спектральных коэффициентов и вегетационных индексов для калибровки аэрокосмических снимков // Труды СПИИРАН. 2005. Вып. 2. Т. 2. СПб.: Наука. С. 360–367.
Смоктий О. И., Гусейнов Г. А. Информационные инварианты и калибровка спектрального зондирования природной среды из космоса // Труды VIII Междун. Конференции «РИ-2002». СПб.: Наука. 2002. С. 387–394 c.
Кондратьев К. Я., Смоктий О. И., Козодеров В. В. Влияние атмосферы на иследование природных ресурсов из космоса / Под ред. Марчука Г. И. М.: Машиностроение. 1985. 272 с.
Kondratyev K. Ya., Kosoderov V. V., Smokty O. I. Remote Sensing of The Earth from Space: Atmospheric Correction. Heidelberg: Springer-Verlag. 1992. 478 p.
Smokty O. I. Applied Mathematical Problems of Multispectral Satellite Data Atmospheric Correction and Filtration // Proc. The CEReS Inter. symp. on the atmospheric correction of satellite data and its application to global environment. Chiba Univ. 1998. P. 143–150.
Космическое землеведение: информационно-математические основы / Под ред. Садовничего В. А. М.: МГУ. 1998. 571 с.
Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. Т. 2. М.: Мир. 1981. С. 317.
Савиных В. П., Смоктий О. И., Гусейнов Г. А. Информативность и оптимальное планирование оптического аэрокосмического мониторинга. М.: МИИГАиК. 1990. С. 19.
Головко В. А., Козодеров В.В. Радиационный баланс Земли: новые приложения для изучения природных стихийных бедствий из космоса // Исслед. Земли из космоса. М.: Наука. 2000. № 1. С. 26–41.
Хакен Г. Информация и самоорганизация: макроскопический подход к сложным системам. М.: Мир 1991. 241 с.
Козодеров В. В. Информационно-динамические аспекты описания природных явлений по наблюдениям из космоса // Исследование Земли из Космоса. М.: Наука. 2001. № 5. С. 27–44.
Дегтярев Г. М., Иванов-Ростовцев А. Г., Колотило Л. Г., Любченко О. А., Смоктий О. И. Детерминизм процессов самоорганизации и авторезонансные явления в системах с рас- пределенными параметрами. Л.: ЛИИАН. 1991. Препринт №136. 48 с.
Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. М.: Прогресс. 1994. 266 с.
Букатова И. Л., Михайлов Ю. И., Шаров М. Эвоинформатика: теория и практика эволюционного моделирования. М.: Наука. 1991. 205 с.
Шифрин К. С. Оптические методы изучения океанов и водоемов // Дистанционное изучение океанов и внутренних водоемов. М.: Наука. 1979. С. 9–15.
Смоктий О. И. Моделирование полей излучения в задачах космической спектрофотометрии. Л.: Наука. 1986. 348 с.
Смоктий О. И., Фабриков В. А. Методы теории систем и преобразований в оптике. Л.: Наука. 1989. 312 с.
Исследования природной среды с пилотируемых орбитальных станций / Под ред. Кондратьева. Л.: Гидрометеоиздат. 1973. 282 с.
Кондратьев К. Я., Григорьев Ал. А., Покровский О. М. Информационное содержание данных космической индикации параметров среды. Л.: ЛГУ. 1975. 145 с.
Соболев. В. В. Рассеяние света в атмосферах планет. М.: Наука. 1972. 336 с.
King M. D. Sensitivity of Constrained Linear Inversion to The Selection of The Lagrange Multiplier // Journ. of Atmos. Sciences. Vol. 39. 1982. P. 1356–1369.
Успенский А. Б. Обратные задачи математической физики – анализ и планирование экспериментов // Математические методы планирования эксперимента. Новосибирск: Наука. 1981. С. 199–242.
Smokty O. I. The Basic Informational Content Levels for Satellite Ecological Investigation. Proc. Intern. conf. on Informatics and Control (ICI@C’97). Vol. 3. St. Petersburg. 1997. P. 1137-1144.
Cox I., Sheppard Y. Information capacity and resolution in optical system // Journ. Opt. Soc. Amer. Vol. 3, no. 3. 1986. P. 1152–1163.
Опубликован
2007-10-01
Как цитировать
Смоктий, & Гусейнов,. (2007). Информативность спектров деградации природных экосистем при дистанционном зондировании Земли из космоса. Труды СПИИРАН, (5), 191-226. https://doi.org/10.15622/sp.5.11
Выпуск
Раздел
Статьи
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:
Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу (Смотри The Effect of Open Access).
