В наши дни в условиях большой востребованности экологических исследований при проведении ОВОС все большее значение начинает принимать оперативность принятия ре-шений при подготовке экологической документации. Одним из эффективнейших способов получения оперативной информации выступают данные дистанционного зондирования Земли (ДДЗЗ). Однако к настоящему времени, несмотря на активное внимание к ним со стороны многих специалистов, остается еще достаточно много открытых вопросов. В ча-стности все еще преобладает процесс ручного дешифрирования, занимающего достаточно большие временные периоды, что значительно снижает оперативность получения и обра-ботки экологической информации. В связи с этим на современном этапе развития экологи-ческих исследований встает вопрос об автоматизации процессов экологического дешифри-рования снимков посредством применения современных программных комплексов по об-работке ДДЗЗ. Одним из таких программных комплексов является модульная система ERDAS Imagine.

Целью данной работы является отработка технологии автоматизированного дешифри-рования многозональных космических фотоснимков (КФС), для получения оперативной информации о природно-экологических особенностях территории, с использованием про-граммного комплекса (ПК) ERDAS Imagine. В работе предпринята задача поиска примене-ния ДДЗЗ при решении конкретных экологических задач. Одной из таких задач является зонирование территории по экологическим ограничениям природопользования на началь-ных этапах освоения, попытка проведения которого была сделана в настоящей работе.
В качестве полигона для достижения поставленной цели выбран многозональный КФС ASTER за 2000г, покрывающий территорию НГКМ Заполярное (Ямало-Ненецкий АО). Весь процесс автоматизированного дешифрирования проводился в программном ком-плексе ERDAS Imagine 8.5. Контроль результатов дешифрирования проводился на основе ранее проведенной инвентаризации ландшафтной структуры на основе ландшафтной кар-ты месторождения Заполярное (автор - Кузьменко А.Н.).
Построение серии карт зонирования территории по экологическим ограничениям при-родопользования в ПК ERDAS Imagine проводится в три этапа.

1 этап - ландшафтное дешифрирование КФС и создание отклассифицированного изо-бражения. Дешифрирование в ERDAS Imagine носит название "классификация". Классификация производится в модуле Subpixel Classifier и может проводиться двумя способами.

Первый способ - автономная классификация (Unsupervised Classification). Этот способ классификации основан на кластерном анализе. Задается количество классов (близких по спектральным характеристикам) без выделения эталонных участков. Второй способ - классификация по эталонам или классификация с обучением (Supervised Classification). Эта классификация проводиться с помощью создания набора эталонов фотоизображений природных комплексов. Создание набора подразумевает под собой выделение однород-ных по спектральным характеристикам участков (эталонов) на снимке. Нами использовалась только классификация по эталонам, как наиболее подходящая для большого количества классов.
В данной работе в процессе создания серии карт зонирования территории по экологическим ограничениям природопользования на первом этапе первоначально был создан 151 эталон на 49 урочищ. При выделении такого количества эталонов программа хорошо рас-познавала антропогенные объекты, гидросеть и склоновые участки. Недостаток в выделе-нии такого большого количества эталонов заключается в том, что программа в процессе прохождения классификации плохо выделяла доминантные урочища редколесий и долин-ных склонов, распознавая и выделяя на их участках урочища, которые на самом деле яв-ляются редкими или уникальными (единичными).
С целью более четкого выделения доминантных и субдоминантных урочищ был создан второй набор эталонов в количестве 76 штук, который охватывал только 9 доминантных и субдоминантных урочищ: 1) плоскоместные кочковатые поверхности слабодренирован-ных суглинисто-супесчанных равнин, покрытые смешанными березово-лиственничными кустарничково-лишайниково-моховыми редколесьями (красный спектр); 2) плоские и слабонаклонные, мелкобугристые поверхности водораздельных равнин, занятые листвен-ничными кустарничково-лишайниково-моховыми редколесьями с примесью березы (тем-но-красный спектр); 3) пологоволнистые склоны водоразделов с сочетанием ровных, с пятнами-медальонами поверхностей, покрытые лиственничными и березово-лиственничными кустарничково-лишайниковыми редколесьями (темно-зеленый спектр); 4) плоскокочковатые заболоченные поверхности надпойменных террас, покрытые травя-но-моховыми группировками в сочетании с фрагментами торфяников (зеленый спектр); 5) пологоволнистые поверхности водораздельно-приречных равнин супесчанно-песчанното состава, занятые мелкобугристыми и кочковатыми кустарничково-травяно-мохово-лишайниковыми тундрами, местами с угнетенной лиственницей (светло-синий спектр); 6) плоскоместные слаборасчлененные заболоченными понижениями поверхности водораз-дельных равнин, занятые кустарничково-мохово-лишайниковыми тундрами в сочетании с травяно-моховыми болотами по полосам стока (спектр белый и светло-красный); 7) поло-говолнистые ровные и западинно-бугристые поверхности преимущественно суглинистого состава, покрытые редкостойными березово-лиственничными кустарничково-лишайниковыми лесами (зеленый спектр); 8) поверхности долинных склонов в значитель-ной степени расчлененные оврагами, балками, ложбинами, занятые лиственничными ле-сами и елово-березово-лиственничными кустарничково-мохово-лишайниковыми редко-лесьями (спектр от светло-синего до светло-красного); 9) наклонные, западинно-бугристые поверхности долинных склонов в комплексе с елово-березово-лиственничными редколесьями и рединами зарослей кустарника, заболоченных мочажин и небольших по-лос стока (светло-красный спектр). Кроме урочищ в этот набор эталонов были включены антропогенные объекты и гидрография.
После прохождения классификации достаточно точно были выделены два доминант-ных урочища редколесий (по выше указанной нумерации - номера 1 и 2), а также долин-но-склоновые урочища (номера 8 и 9), но заметно ухудшилось качество выделения антро-погенных объектов и гидрографии.

2 этап - построение серии тематических карт экологического содержания. На этом этапе на основе двух заранее полученных отклассифицированных изображений были соз-даны четыре тематических карты для территории месторождения Заполярное: карта лесов, карта эрозионно-опасных участков, карта водоохранных зон и карта инфраструктуры (ан-тропогенных объектов) и гидрографии.

Карта лесов создавалась с помощью отклассифицированого изображения, полученного по 76 эталонам. На этой карте изображены только леса и редколесья доминантных и суб-доминантных урочищ: смешанные березово-лиственничные кустарничково-лишайниково-моховые редколесья; лиственничные кустарничково-лишайниково-моховые редколесья с примесью березы; лиственничные березово-лиственничные кустарничково-лишайниковые редколесья; редкостойные березово-лиственничные кустарничково-лишайниковые леса; березово-лиственничные кустарниково-лишайниковые и кустарничково-лишайниковые и мохово-лишайниковые редколесья.

Построение карты происходило следующим образом: на 76-эталонном отклассифици-рованном изображении классы для каждого из редколесных урочищ с помощью редактора атрибутов растра обозначались одним определенным цветом. Для обогащения и наглядно-сти карты были выделены одним цветом все антропогенные объекты. Территории, не принадлежащие к отклассифицированным объектам, были изображены в белом цвете. Та-ким образом, получилось приближенное к реальному картографическое изображение рас-пределения доминантных редколесных урочищ по территории месторождения. Нужно от-метить, что в классы доминантных лесных урочищ были специально включены урочища более мелкие по площади (редкие), но в общем занимающие достаточно большую терри-торию. Объединенные в более крупные классы с доминантными редкие урочища облада-ют сходными с доминантными урочищами спектральными характеристиками. После про-изведения выше описанных операций для получения чистовой карты лесов была произве-дена перекодировка классов в таблице атрибутов растра, где разделенные классы, принад-лежащие к одному редколесному урочищу, были объединены в один класс. После переко-дировки классов на основе заранее полученного Clump-изображения была проведена ге-нерализация (функция Eliminate) карты лесов с поглощением двух или одного свободных пикселов.

Карта эрозионно-опасных участков создавалась во многом аналогично карте лесов на основе 76-эталонного отклассифицированного изображения. Выделение эрозионно-опасных участков производилось путем выделения наиболее крупных по площади уро-чищ, на которых располагаются эти участки. На карте были выделены следующие эрози-онно-опасные участки: плоскокочковатые поверхности надпойменных террас; поверхно-сти долинных склонов в значительной степени расчлененные оврагами, балками и ложби-нами; наклонные западинно-бугристые поверхности долинных склонов с заболоченными мочажинами и небольшими полосами стока. Построение карты производилось по анало-гии с построением карты лесов, но генерализация производилась с поглощением трех и менее пикселов. По точности отображаемых данных карта эрозионно-опасных участков могла получиться менее точной, по сравнению с картой лесов. Здесь в некоторые эрози-онно-опасные участки программой могли быть включены участки маленьких по площади урочищ, которые на самом деле не являются
эрозионно-опасными, но обладают сходными с эрозионно-опасными участками спек-тральными характеристиками.
Карта водоохранных зон была создана по той же технологии, что и две предыдущие карты, но отличием ее является то, что для ее создания применялось 151-эталонное от-классифицированное изображение, поскольку именно на этом изображении наиболее чет-ко отображены урочища, включающие в себя водоохранные зоны или полностью являю-щиеся ими. Из всех урочищ для создания карты были отобраны те, которые включают в себя три следующие группы водоохранных зон: водоохранные зоны в бассейнах малых рек и ручьев, водоохранные зоны в пределах плоскокочковатых террас, водоохранные зо-ны в пределах пойм рек средних и крупных порядков, а также озерных понижений. Наи-более точно на карте выделилась последняя группа водоохранных зон, т.к. используемый спектр (темно-красный у пойм и темно-зеленый и темно-красный у приозерных пониже-ний) имеет принадлежность почти исключительно только к этим урочищам. Самое неточ-ное отображение у первой группы водоохранных зон: программа не смогла распознать эти водоохранные зоны четко вдоль долин малых рек и ручьев и о наличии на том или ином участке таких водоохранных зон можно судить лишь по сгущению пикселов.
В ходе работы карта водоохранных зон при прохождении генерализации даже с поглощением двух пикселов теряла свою наглядность, поэтому при создании карты пришлось пренебречь этой процедурой.

Карта инфраструктуры (антропогенных объектов) и гидрографии по технологии создания ни чем не отличалась от трех предыдущих тематических карт (использовалось 151-эталонное изображение), более того, построение карты упрощается тем, что и антропогенные объекты и гидрография ни как не типизируются, все они (отдельно инфраструктура и отдельно гидрография) отображаются как однородные участки (одним цветом), т.к. на КФС эти объекты имеют почти одинаковые спектральные яркости (антропогенные объекты - от светло-голубого до светло-зеленого; гидрография - от темно-зеленого до черного).
При построении этой карты пришлось отказаться от проведения процедуры генерализации, т.к. это очень уменьшало точность контуров картографируемых объектов.

3 этап - наложение друг на друга полученных тематических карт в виде отдельных слоев и получение на этой основе карт ограничений природопользования. На этом этапе происходит непосредственное создание серии карт зонирования территории по экологиче-ским ограничениям природопользования. В нашем случае создание карты ограничений природопользования теоретически должно производиться путем наложения друг на друга заранее созданных на 2-м этапе тематических карт (слоев), но технически наложить друг на друга три слоя так, чтобы каждый из слоев отчетливо просматривался на фоне двух других, практически невозможно. В связи с этим, вместо одной карты ограничений при-родопользования автор был вынужден построить три карты зонирования территории по экологическим ограничениям природопользования, каждая из которых строилась путем наложения только двух слоев друг на друга. В итоге были получены не сами карты огра-ничений природопользования, а лишь карты сопоставления различных тематических дан-ных. Серия полученных карт представляет собой прототип карты зонирования территории по экологическим ограничениям природопользования, но по визуальному сопоставлению расположения тех или иных участков на этих картах можно выделять наиболее уязвимые, с точки зрения ограничений природопользования, территории.
В серию карт зонирования территории по экологическим ограничениям природополь-зования вошли следующие карты: карта сопоставления лесов и водоохранных зон, карта сопоставления лесов и эрозионно-опасных участков и карта сопоставления водоохранных зон и эрозионно-опасных участков. К сожалению, из-за пестроты лесов месторождения Заполярное, наложение этой карты на две других оказалось полученной карты нецелесо-образным из-за сложности визуального восприятия карт сопоставления. В связи с этим с карты лесов была создана дублирующая копия, на которой все леса были обозначены од-ним цветом. На полученную одноцветную карту лесов в дальнейшем и накладывались карты эрозионно-опасных участков и водоохранных зон. Точно также и по той же причи-не, для создания карты сопоставления эрозионно-опасных участков и водоохранных зон, были созданы одноцветные карты эрозионно-опасных участков и водоохранных зон.
Наложение созданных тематических слоев (карт) друг на друга для окончательного получения серии карт зонирования территории по экологическим ограничениям природо-пользования производилось в системе ArcMap. В картах сопоставления для того, что был виден нижний слой, верхний с помощью функции Transparency на 50% делался прозрач-ным. В таком виде и сохранялись итоговые карты сопоставления тематических данных.

Все карты были созданы в масштабе 1:100000.

В результате выполненной работы был сделан следующий вывод: программный ком-плекс ERDAS Imagine в полной мере применим для экологического дешифрирования и картографирования масштаба от 1:100000 до 1:500000, что показывает созданная в про-цессе работы серия экологических карт на территорию месторождения Заполярное.
Результаты этой работы являются начальной базой для проведения дальнейших более обширных исследований возможностей автоматического дешифрирования КФС на терри-торию Тюменской области в ПК ERDAS Imagine.