Методика оценки деградации древесно-кустарниковой растительности по проективному покрытию

При предварительном визуальном анализе изображения насаждения выделяют и обозначают контурами всю область (4, рисунок 1) и отдельно взятые массивы (5, рисунок 1). Анализ распределения пикселей в выделенной области, соответствующей общей площади выбранного массива, осуществляется по гистограмме (рисунок 2) и включает определение среднего фототона всей области (Fср), вычисление общего количества пикселей в выделенной области (nн), вычислении количества пикселей приходящихся на каждый тон (ni).

Гистограмма показывает количество пикселей (ось ординат), приходящихся на каждый тон (ось абсцисс).

Контурное выделение полога отдельного ряда (рисунок 3), или рядов с сомкнутыми кронами по максимальной ширине кроны (сmax) позволяет построить гистограмму и определить количество пикселей (nпн) и средний фототон (Fпн) для полога ряда (рядов) деревьев (рисунок 4).

Рисунок 2. Гистограмма соответствующая общей площади выбранного массива

Рисунок 3. Контурное выделение полога отдельного ряда

Рисунок 4. Гистограмма соответствующая полога ряда

В качестве эталона фототона (Fэ), служащего для установления уровня деградации "Норма" и последующей оценкой экологического состояния лесонасаждения по гистограмме выбирается значение фототона, определяемого по пику в левой части диаграммы (рисунок 2).

Рисунок 5. Выделение эталонной части насаждения

Рисунок 6. Гистограмма эталонной части насаждения

Уточнение значения эталонного диапазона фототона осуществляется по специально отбираемому участку полога древостоя с наибольшей равномерностью и минимальным диапазоном расхождения значений (рисунок 5, 6), причем в качестве эталона принимается диапазон от минимального (левого) до максимального (правого) значения. При этом эти значения диапазона фототона принимаются как соответствующие недеградированному состоянию полога ("Норма"), то есть как эталон.

Гистограммы позволяют определить количество пикселей приходящихся на каждый тон. Сравнивая гистограммы распределения пикселей для всей площади древесно-кустарниковой растительности и для отдельного массива можно отметить, что распределение пикселей в левой части гистограммы изображения (рисунок 2), практически совпадает по форме с распределением пикселей на гистограмме ряда насаждения (рисунок 4), а правая часть гистограммы изображения (рисунок 2), соответствует участкам поверхности между массивами с различной степенью проективного покрытия травянистой растительностью.

Степень деградации насаждения можно определить по относительной плотности полога древостоя χпн, выражающую отношение суммарной площади крон деревьев в насаждении (т.е. только площади полога) (Sпн) к площади всего массива (Sн).

χпн= Sпн/ Sн (1)

Пиксельный анализ изображения по гистограмме позволяет выразить площади через произведение площади единичного пикселя Si на ni -количество пикселей, приходящихся на выбранную площадь,

χпн= Sпн/ Sн; (2)

или, через количество пикселей

χпн = nпн/nн (3)

где nпн – количество пикселей, приходящихся на площадь полога, nпн – количество пикселей, приходящихся на площадь всего насаждения.