Геоморфологические аспекты исследования растительного покрова на основе лазерной альтиметрии: на примере Западного Кавказа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.25, кандидат географических наук Ризаев, Игорь Геннадьевич

• Ризаев, Игорь Геннадьевич
• кандидат географических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат географических наук Ризаев, Игорь Геннадьевич

Введение.

1. Информационно-методические основы исследования.

1.1. Растительный покров и рельеф: состояние проблемы и изученность.

1.2. Район исследования.

1.3. Воздушная лазерная альтиметрия как прикладной метод исследования рельефа и растительного покрова.г.

1.3.1. Общая характеристика воздушной лазерной альтиметрии.

1.3.2. Методика создания цифровой модели рельефа по лазерно-локационным данным.

1.3.3. Методика создания цифровой модели растительного покрова по лазерно-локационным данным.

1.4. Исходные данные исследования.

1.5. Программное обеспечение.

2. Морфометрический анализ рельефа.

2.1. Основные морфометрические характеристики рельефа.

2.1.1. Гипсометрический анализ.

2.1.2. Крутизна земной поверхности.

2.1.3. Экспозиция склонов.

2.2. Расширенный анализ морфологической структуры рельефа.

2.2.1. Кривизна земной поверхности.

2.2.2. Фрактальная размерность земной поверхности.

3. Растительный покров как рельефоид.

3.1. Характеристика растительности на исследуемой территории.

3.2. Дистанционные методы в исследовании растительности.

3.2.1. Исследование лесной растительности методом лазерной альтиметрии.

3.3. Разработка технологии трехмерного моделирования лесной растительности в геоинформационной среде.

3.4. Автоматизированная сегментация крон деревьев по данным лазерного сканирования.

4. Рельеф как фактор пространственного распределения растительного покрова.

4.1. Влияние высоты местности на растительный покров.

4.2. Крутизна земной поверхности и растительный покров.

4.3. Фактор экспозиции склонов.

4.4. Кривизна земной поверхности и растительный покров.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Геоморфологические аспекты исследования растительного покрова на основе лазерной альтиметрии: на примере Западного Кавказа»

Обоснование и актуальность исследования. Геоморфологический аспект изучения растительности чаще всего подразумевает фитогенный морфоли-тогенез, в котором растительность выступает непосредственным или косвенным агентом рельефообразования. Однако геоморфологические составляющие исследования растительного покрова гораздо шире. Некоторые из них связаны с современной технологией цифрового моделирования рельефа / местности на основе данных дистанционного зондирования. Так, растительный покров (в англоязычной литературе «сапору») по существу представляет собой внешнюю оболочку земной поверхности или «наложенные объекты» (Encyclopedia., 2008), т.е. некий естественный «рельефоид» (Геоинформатика., 1999). К такому объекту вполне применимы приемы морфологического описания и анализа поверхности с последующим расчетом таксационных показателей. Кроме того, рельеф через морфометрические переменные выступает фактором дифференциации растительности; достоверная оценка этого фактора возможна при квалифицированном описании морфологии земной поверхности.

Цифровые модели рельефа / местности в настоящее время активно вовлекаются в геоморфологические исследования, особенно в сфере морфометрии. Разрешение цифровых моделей рельефа (ЦМР), построенных по материалам лазерного сканирования, позволяет исследовать микро- и нанорельеф, что предопределяет и масштабный уровень изучения растительного покрова. Организация мониторинга леса на основе лазерного сканирования (с пространственным разрешением до одного дерева) представляет несомненный интерес для лесохозяйственных и экологических служб. Интенсивное освоение горных территорий, и, как следствие, нарушение растительного покрова, обусловливает необходимость совершенствования контроля за состоянием растительности в горах.

Актуальность морфометрического исследования рельефа имеет ряд выраженных научных и прикладных аспектов. Достаточно указать на роль цифровых моделей рельефа в геоморфологических исследованиях, использование которых позволяет «вынести за скобки» неоднозначность толкования и субъективность анализа земной поверхности. В прикладном смысле морфометриче-ские исследования рельефа предоставляют ценный картографический материал при строительстве и проектировании Олимпийской инфраструктуры.

Наконец, следует отметить весьма слабую изученность растительного покрова в связи с микрорельефом при весьма высоком эвристическом потенциале исходных данных дистанционного зондирования и продуктивности методов геоинформационного анализа. До сих пор такие подходы остаются недостаточно разработанными.

Объекты исследования - микрорельеф экспериментальных полигонов в бассейнах рек Пшехи и Мзымты (Западный Кавказ), выступающий фактором формирования растительного покрова, и собственно растительный покров как рельефоид. Предмет исследования — влияние микрорельефа на пространственную дифференциацию растительного покрова в горах.

Цель работы - по материалам лазерной альтиметрии обосновать предлагаемые методологические подходы исследования и дать оценку влияния мор-фометрических показателей земной поверхности на пространственную структуру растительного покрова в горных условиях.

Достижение цели исследования обусловило постановку и решение следующих задач:

1. Обосновать и усовершенствовать методику построения цифровых моделей микрорельефа и растительного покрова на основе лазерной альтиметрии и геоинформационного моделирования.

2. Произвести экспериментальную апробацию предлагаемой методики.

3. Построить высокоточные цифровые модели рельефа и растительного покрова экспериментальных полигонов.

4. Картографировать морфометрические показатели и выполнить морфометри-ческий анализ рельефа экспериментальных полигонов.

5. На базе приемов морфологического анализа разработать алгоритмы автоматизированной идентификации структурных элементов растительного покрова.

6. Описать пространственную структуру растительного покрова на экспериментальных полигонах.

7. Выявить связи между территориальной структурой растительного покрова и морфологией земной поверхности (высота местности, крутизна, экспозиция склонов, кривизна поверхности).

Исходные данные - материалы воздушной лазерной альтиметрии и аэрофотосъемки в верховьях рек Пшехи и Мзымты (Западный Кавказ). Съемка выполнена 19 октября 2007 г. ЗАО «НИПИ «ИнжГео» (Краснодар). Данные съемки представлены 45 аэрофотоснимками и массивом точек лазерного отражения (более 55 млн.). При выборе районов исследования учитывались их геоморфологическая и ландшафтная репрезентативность, высотно-зональная представительность, а также близость к охраняемым территориям (Кавказский биосферный заповедник, Сочинский национальный парк).

Дополнительные данные, использованные в работе - глобальные цифровые модели рельефа экспериментальных полигонов, полученные на основе стереоскопической (ASTER GDEM - Global Digital Elevation Model) и радарной (SRTM — Shuttle Radar Topography Mission) спутниковых съемок.

Лично автором выполнены обработка исходных материалов съемки и построение цифровых моделей, разработаны алгоритмы автоматизированного картографирования растительности и морфометрических показателей рельефа, проведены статистический анализ и интерпретация данных, составлено 35 карт.

При разработке методико-теоретических основ диссертации особое значение имел опыт отечественных (И.М. Данилин, Е.М. Медведев, С.Р. Мельников, Ю.Ф. Книжников, В.И. Кравцова, О.В. Тутубалина и др.) и зарубежных (J. Нуурра, М.А. Lefsky, М. Maltamo, J. Pitkanen, Е. Nsesset, R. Nelson, A. Persson и др.) исследований растительности и ландшафтов, опирающихся на технологии дистанционного зондирования, включая лазерную альтиметрию. Теоретической базой в области цифрового моделирования рельефа и геоморфологического анализа послужили труды отечественных (А.И. Спиридонов, Г.И. Рычагов, Ю.Г. Симонов, А.Н. Ласточкин, Г.Ф. Уфимцев, П.А. Шарый, И.В. Флорин-ский, Г.С. Ананьев и др.) и зарубежных (I.S. Evans, Т. Hengl, R.J. Pike, J. Wood, M. Young, D.G. Tarboton, I.D. Moor, L.W. Zevenbergen, P. Gessler, Z. Li и др.) геоморфологов. В области картографирования и геоинформационного моделирования использовался ценный опыт российских ученых (A.M. Берлянт, А.В. Кошкарев, И.К. Лурье, Б.А. Новаковский и др.).

На концепцию диссертации оказали влияние идеи В.Н. Сукачева, Ф.Н. Милькова, С.И. Болысова, а также ряда зарубежных исследователей (A.R. Kruckeberg, W.N. McNab, L.A. Naylor, H.A. Viles, J.A. Howard и др.).

В работе использован комплекс полевых (лазерное сканирование, аэрофотосъемка) и камеральных методов. При описании свойств рельефа автор опирался на приемы геоморфометрии. В процессе обработки и анализа материалов применены методы геоинформационного картографирования, 3D-моделирования, геостатистики, приемы статистического и корреляционного анализа, фрактального анализа поверхностей. Обработка и анализ данных выполнены в программах TerraS can, TerraModeler, TerraPhoto (Terrasolid, Финляндия), ArcGIS (ESRI Inc., США), LandSerf (J. Wood, Великобритания), SAGA (Германия), MicroDEM (США), SCRM (Castlink Geomatics, Канада).

Научная новизна диссертации, обусловленная реализацией современных геоинформационных подходов к моделированию и анализу микрорельефа и растительного покрова в горах, заключается в следующем:

1. Предложена концепция исследования растительного покрова как рельефоида (т.е. средствами морфометрического анализа).

2. Впервые выполнен детальный анализ морфологической структуры растительного покрова в горах, основанный на материалах воздушного лазерного сканирования.

3. Разработаны и применены алгоритмы автоматизированного картографирования растительности на основе генерализации и фильтрации массивов ла-зерно-локационных данных.

4. Дана количественная оценка влияния морфометрических переменных горного микрорельефа на пространственную дифференциацию растительного покрова.

В целом в работе представлены оригинальные приемы анализа растительности по данным лазерной альтиметрии, сосредоточенные на геоморфологических аспектах исследования растительного покрова.

На защиту выносятся следующие разработки и результаты:

1. Комплексная методика геоинформационного моделирования рельефа и растительного покрова по материалам воздушной лазерной альтиметрии.

2. Алгоритмы автоматизированной обработки данных лазерного сканирования для целей описания пространственной структуры растительного покрова.

3. Модели и морфометрические карты рельефа, отражающие микромасштабную морфологическую структуру земной поверхности в горах Западного Кавказа.

4. Оценка морфологической структуры растительного покрова на территории экспериментальных полигонов в бассейнах рек Пшехи и Мзымты.

5. Интерпретация влияния микрорельефа (через морфометрические характеристики земной поверхности) на пространственную дифференциацию растительного покрова в горах.

Практическая значимость результатов диссертационного исследования определяется разработкой методики ГИС-моделирования, обеспечивающей комплексный анализ горного микрорельефа и растительного покрова. Развиваемые в работе подходы закладывают принципиально новую основу для оценки влияния фактора рельефа на пространственную структуру растительного покрова в микромасштабе. Решены задачи автоматизированной классификации структурных элементов растительного покрова. Все перечисленное демонстрирует возможности технологии воздушной лазерной альтиметрии и комплексной обработки материалов съемки для организации мониторинга леса в труднодоступной горной местности.

Полученные методические результаты, разработанные приемы обработки данных дистанционного зондирования используются в учебных курсах «геоинформационные системы», «геоинформационное картографирование», «дистанционные методы зондирования Земли», «фотограмметрия» на специальностях «прикладная информатика в географии» и «экология и природопользование» КубГУ.

Апробация работы и публикации. Диссертация написана на основе исследований автора в 2006-2010 гг., а также материалов, полученных в сотрудничестве с ЗАО «НИПИ «ИнжГео» (Краснодар).

Основные теоретические положения и практические результаты исследования докладывались на международной конференции ИнтерКарто/ИнтерГИС 15 «Устойчивое развитие территорий: теория ГИС и практический опыт», Пермь-Гент, 2009; LXII Герценовских чтениях «География: проблемы науки и образования», Санкт-Петербург, 2009; научно-практической конференции «Вопросы гидрометеорологических инструментальных наблюдений в горах Северного Кавказа: состояние и перспективы», Терскол, 2009; международной конференции в области геодезии, геоинформационных технологий и управления земельными ресурсами INTERGEO 2009, Карлсруэ, Германия; краевом конкурсе «Олимп науки Кубани - 2009», а также на регулярных заседаниях кафедры геоинформатики КубГУ.

По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 1 в издании, включённом в перечень ВАК.

Благодарности. Автор искренне благодарен своему научному руководителю заведующему кафедрой геоинформатики КубГУ А.В. Погорелову за неоценимую помощь в работе, сотрудникам кафедры геоинформатики Е.Г. Лов-цову, Д.А. Комарову, Е.Н. Киселеву, А.Н. Пелиной, Е.В. Куркиной, Е.С. Бойко, С.П. Лозовому, за плодотворное обсуждение и поддержку, Ж.А. Думит за технические консультации.

Отдельную признательность автор выражает сотрудникам ЗАО «НИПИ «ИнжГео» и ООО «АэроТех» (Краснодар) за предоставленные материалы и помощь в проведении изысканий.

Заключение диссертации по теме «Геоморфология и эволюционная география», Ризаев, Игорь Геннадьевич

Заключение

Приведем наиболее важные научно-методические и практические результаты выполненного исследования:

1. На основе технологии воздушной лазерной альтиметрии и ГИС-моделирования по материалам исследований трех экспериментальных полигонов в верховьях рек Мзымты и Пшехи усовершенствована методика построения цифровых моделей рельефа и растительного покрова, включающая процедуры фильтрации и генерализации лазерных отражений. Методика позволяет картографировать растительный покров в виде совокупности квазиоднородных ареалов (структурных элементов) с установлением площадного ценза. Разработан метод автоматизированной сегментации крон деревьев, опирающийся на морфологический анализ цифровых моделей.

2. Предложена и реализована концепция исследования растительного покрова, опирающаяся на современную технологию цифрового моделирования рельефа / местности. В рамках концепции растительный покров рассматривается как естественный рельефоид - внешняя оболочка земной поверхности, к которой применимы приемы морфологического описания рельефа.

3. С использованием разработанной методики построены высокоточные цифровые модели «истинной земли» и растительного покрова экспериментальных полигонов, послужившие основой для создания комплекта морфометрических и корреляционных карт.

4. В результате комплексного морфометрического анализа земной поверхности полигонов получены детальные сведения об особенностях горного микрорельефа в показателях гипсометрии, крутизны и экспозиции склонов, кривизны, фрактальной размерности земной поверхности и др. Построенные морфометрические карты позволили оценить влияние соответствующих характеристик на пространственное распределение растительного покрова, т.е. количественно оценить вклад рельефа.

5. Установлены мезо- и микромасштабные закономерности пространственной структуры высоты растительного покрова в связи с морфометриче-скими переменными рельефа (высота, крутизна, экспозиция, кривизна поверхности).

6. Описаны высотные эффекты изменения высоты растительного покрова Нуcg. На полигоне Фишт в лесной зоне в интервале 1050-1600 м средние высоты растительного покрова изменяются в пределах 18,2-22,6 м. Величины стандартного отклонения высоты растительного покрова монотонно уменьшаются к верхней границе леса. На полигоне Аибга максимум изменчивости (о=13,1 м) приходится на высотную ступень 1360-1535 м вблизи верхней границы лесной зоны, т.е. экотона. В диапазоне высот 1600-2000 м наблюдается скачкообразное уменьшение средней высоты растительного покрова до 4,7-3,9 м при максимальной высоте отдельных деревьев до 30-32 м.

7. Весьма своеобразно влияние крутизны склонов SI на высоту растительного покрова #vcg. Общим свойством распределения растительности в связи с крутизной земной поверхности SI в границах лесной зоны является в целом слабая реакция высоты растительности на изменения крутизны. В интервале £/=50.87° наблюдается заметное уменьшение средней высоты растительности. Значение St>40° следует считать порогом, за пределами которого чувствительность растительности к крутизне склонов качественно возрастает. Вблизи границы лесной зоны, в условиях экотона, реакция растительности на увеличение крутизны склонов усиливается.

В лесной зоне наибольшие средние значения высоты растительного покрова отмечаются на участках земной поверхности с углами наклона 25-35°, которые следует считать экологически наиболее благоприятными для анализируемой лесной растительности. Примечательно, что экстремально высокие деревья (57-62 м) способны произрастать на склонах крутизной более 40°.

Выше границы леса (ступень 1900-2000 м) с увеличением угла наклона поверхности высота растительности (кустарников) возрастает. Это вызвано влиянием снежного покрова: на склонах повышенной крутизны снег не способен накапливаться и тем самым уничтожать (при обрушении) или угнетать (при оползании) субальпийскую растительность.

Корреляционные карты, отражающие локальную структуру корреляции #veg и 57, показывают высокую территориальную неоднородность и большой диапазон парных коэффициентов корреляции (от -0,85 до 0,91). Это свидетельствует о неоднозначности реакции высоты растительного покрова на изменения угла наклона поверхности.

8. Фактор экспозиции склонов, оцениваемый по моделям с пространственным разрешением 30 м, достаточно действенный. Наибольшие средние высоты растительного покрова тяготеют к микросклонам южной, юго-восточной и восточной экспозиции. На микросклонах северной и северозападной экспозиции отмечены наименьшие средние значения #veg. Роль экспозиции в мезомасштабе не менее значима: на южном склоне хребта Псехако высота растительного покрова в целом на 30-40% выше, чем на северном ме-зосклоне.

Итак, главным результатом работы является обоснование предложенных методов в изучении рельефа и растительности как «рельефоида», а также установление влияния морфологии земной поверхности на пространственную структуру растительного покрова в горах Западного Кавказа. Проведенная работа является первым опытом количественной оценки влияния рельефа на растительный покров на основе лазерной альтиметрии.

Список литературы диссертационного исследования кандидат географических наук Ризаев, Игорь Геннадьевич, 2010 год

1. Акатов В.В., Голгофская К.Ю., Горчарук Л.Г., Дуров В.В., Кипиани В.В., Кудактин А.Н., Немцев А.С., Придня М.В., Тильба П.А., Топилина В.Г. Кавказский заповедник // Заповедники СССР. Заповедники Кавказа. М.: Мысль, 1990. 365 с.

2. Анисимов В.И., Битюков Н.А. Физическая география города-курорта Сочи. Сочи: СГУТиКД, 2008. 291 с.

3. Берлянт A.M. Картографический словарь. М.: Научный мир, 2005. 424 с.

4. Берлянт A.M., Мусин О.Р., Собчук Т.В. Картографическая генерализация и теория фракталов. М. 1998. 136 с.

5. Болысов С.И. Биогенное рельефообразование на суше. Том 2. Зональность. М.: ГЕОС, 2007. 466 с.

6. Болысов С.И. Эволюция биогенного рельефообразования. М.: ГЕОС, 2006. 270 с.

7. Буш Е.А. Ботанико-географический очерк Кавказа. М.-Л.: Изд. АН СССР, 1935. 192 с.

8. Гаджиев В.Д. Сезонные изменения высокогорной растительности восточной части Большого Кавказа в пределах Азерб. ССР // Проблемы ботаники. Фрунзе: Илим, 1967. Т. 9. С. 26-33.

9. Галушко А.И. Флора Северного Кавказа. Ростов-на-Дону: Эль-Фа, 1978. 350 с.

10. Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов / Под ред. A.M. Берлянта и А.В. Кошкарева. М.: ГИС-Ассоциация, 1999. 204 с.

11. Геоморфология: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Под. ред. А.Н. Ласточкина и Д.В. Лопатина. М.: Академия, 2005. 528 с.

12. Горышкина Т.К. Экология растений. М.: Высшая школа, 1979. 368 с.

13. Гроссгейм А.А. Анализ флоры Кавказа. Баку: Изд. Азер. Акад. Наук СССР, 1936. 259 с.

14. Гроссгейм А.А. Сосновский Д.И. Опыт ботанико-географического районирования Кавказского края // Изв. Тбил. Гос. Политех. Унив., 1928. №3. С. 1-59.

15. Гулисашвили В.З. Наследственные особенности субтропических древесных пород и их значение для вопроса происхождения субтропической древесной растительности // Тр. МОИП отд. биол. М., 1960. Т. 3. С. 7994.

16. Гулисашвили В.З., Махатадзе Л.Б., Прилипко Л.И. Растительность Кавказа. М.: Наука, 1975. 224 с.

17. Данилин И.М. Морфологическая классификации и определение запаса и фитомассы древостоев по данным воздушного лазерного сканирования // Лесная таксация и лесоустройство. 2003. №1 (32). С. 30-36.

18. Данилин И.М., Медведев Е.М. Оценка структуры и состояния лесного покрова на основе лазерного сканирования и цифровой аэро- и космической съемки // География и природные ресурсы. 2005. №3. С. 109-113.

19. Данилин И.М., Медведев Е.М., Мельников С.Р. Лазерная локация Земли и леса. Учеб. пособие. Красноярск: Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, 2005. 182 с.

20. Динамическая геоморфология: Учебное пособие. / Под ред. Г.С. Ананьева, Ю.Г. Симонова, А.И. Спиридонова. М.: Изд. МГУ, 1992. 448 с.

21. Долуханов А.Г. Закономерности географического разнообразия растительности у верхних пределов леса в горах Закавказья // Растительность высокогорий и вопросы ее хозяйственного использования. М: Наука, 1966.

22. Дьяконов К.Н. Современные методы географических исследований: Кн. для учителя / К.Н. Дьяконов, Н.С. Касимов, B.C. Тикунов. М.: Просвещение: АО «Учеб. лит.», 1996. 207 с.

23. Дэвис В.М. Геоморфологические очерки. М.: Изд-во иностр. лит., 1962. 455 с.

24. Исаев А.С., Князева С.В., Пузаченко М.Ю., Черненькова Т.В. Использование спутниковых данных для мониторинга биоразнообразия лесов // Исследование Земли из космоса. М.: Академиздатцентр «Наука» РАН, 2009. №2. С. 55-66.

25. Казанский Б.А. Гипсометрический анализ континентов по цифровым данным//Геоморфология. 2005. №1. С. 60-67.

26. Кафанов А.И. Континуальность и дискретность геомериды: биономический и биотический аспекты // Журнал общей биологии. 2005. Т. 66. С. 25-54.

27. Киенко Ю.П. Основы космического природоведения: Уч. для вузов. М.: Картгеоцентр Геодезиздат, 1999. 285 с.

28. Кизевальтер Д.С., Раскатов Г.И, Рыжова А.А. Геоморфология и четвертичная геология (геоморфология и генетические типы отложений). М.: Недра, 1981.215 с.

29. Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И., Тутубалина О.В. Аэрокосмические методы географических исследований. М.: Академия, 2004. 336 с.

30. Кожевников А.В. Материалы по экологии буковых лесов Западного Закавказья Сов. бот. 1935. № 5. С. 98-119.

31. Колаковский А.А. Растительный мир Колхиды. М.: Изд-во МГУ, 1961. 561 с.

32. Кошкарев А.В. Цифровое моделирование рельефа / В кн. Морфология рельефа. М.: Научный мир, 2004. С. 103-122.

33. Кузнецов Н.И. Принципы деления Кавказа на ботанико-географические провинции//Зам. АН, сер. УШ. Физ-мат. отд., 24, 1. М., 1909. 171 с.

34. Куркина Е.В. Рельеф как фактор формирования структуры лесных сообществ (Тебердинский биосферный заповедник) // Географические исследования Краснодарского края: сб. науч. тр. Вып. 2. Краснодар. 2007. С. 149-157.

35. Ласточкин А.Н. Основные составляющие морфологических исследований в геоморфологических и смежных науках / В кн. Морфология рельефа. М.: Научный мир, 2004. С. 24-46.

36. Лурье И.К. Основы геоинформатики и создание ГИС / Дистанционное зондирование и географические информационные системы. Часть 1. Под ред. A.M. Берлянта. М., 2002. 140 с.

37. МакКой Д., Джонстон К. ArcGIS Spatial Analyst. Руководство пользователя. ESRI. М.: DATA+, 2001. 216 с.

38. Мартынов А.Н. и др. Основы лесного хозяйства и таксации леса / А.Н.Мартынов, Е.С.Мельников, В.Ф. Ковязин, А.С. Аникин, В.Н. Минаев, Н.В. Беляева. СПб.: ООО Изд-во «Лань», 2008. 372 с.

39. Медведев Е.М. В поисках «Истинной земли» // Геопрофи. М., 2004а. №3. С. 25-26.

40. Медведев Е.М. В поисках «Истинной земли» // Геопрофи. М., 20046. №4. С. 19-21.

41. Медведев Е.М., Данилин И.М., Мельников С.Р. Лазерная локация земли и леса: уч. пособие, 2-е изд., перераб. и доп. М.: Геолидар, Геокосмос; Красноярск: Институт леса им. Сукачева СО РАН, 2007. 229 с.

42. Мильков Ф.Н. Воздействие рельефа на растительность и животный мир. (Биогеоморфологические очерки). М.: Географгиз, 1953. 164 с.

43. Мищенко Ю.А., Мищенко С.А. Технология оптимизации цифровой модели рельефа, полученной по данным воздушного лазерного сканирования // Информация и космос. 2007. №1. С. 32-36.

44. Морозов А.Д. Введение в теорию фракталов. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2002. 160 с.

45. Новаковский Б.А., Симонов Ю.Г., Тульская Н.И. Эколого-геоморфологическое картографирование Московской области. М.: Научный мир, 2005. 72 с.

46. Оншценко В.В. Салпагаров А.Д. Геоэкологические признаки и предпосылки сезонного развития растительности Северо-Западного Кавказа (на примере Тебердинского заповедника) // Тр. ТГБЗ.,-вып. 32. М.: НИА-Природа, 2002. 186 с.

47. Погорелов А.В., Бойко Е.С., Ризаев И.Г. Применение воздушного лазерного сканирования для моделирования поля снежного покрова на горных склонах // Пространственные данные. 2007. № 4. С. 34-38.

48. Погорелов А.В., Думит Ж.А. Гипсометрический анализ поверхности бассейна р. Кубани // Географические исследования Краснодарского края: сб. науч. тр. Вып. 3. Краснодар. 2008. С. 7-23.

49. Погорелов А.В., Думит Ж.А. Рельеф бассейна р. Кубани: морфологический анализ. М.: ГЕОС, 2009. 207 с.

50. Пузаченко Ю.Г. Приложение теории фракталов к изучению структуры ландшафтов //Изв. РАН, сер. геогр. 1997. №2. С. 24-40.

51. Ризаев И.Г. Исследование растительного покрова на горном склоне по данным воздушного лазерного сканирования // Географические исследования Краснодарского края: сб. науч. тр. Вып. 3. Краснодар. 2008а. С. 75-81.

52. Ризаев И.Г. Опыт использования лазерно-локационного метода съемки при инженерных изысканиях на территории Краснодарского края //

53. Вестник Краснодарского регионального отделения Русского географического общества. Вып. 5. Краснодар. 20086. С. 183-189.

54. Ризаев И.Г., Мищенко С.А. Представление данных лазерного сканирования при инженерных изысканиях // Геопрофи. 2006. №5. С. 45-48.

55. Ризаев И.Г., Мищенко Ю.А., Мищенко С.А. Технология пространственного моделирования растительного покрова на основе данных лазерно-локационной съемки //Геопрофи. 2007. №1. С. 22-26.

56. Ризаев И.Г., Погорелов А.В. К вопросу автоматизированной сегментации крон деревьев по материалам лазерного сканирования (бассейн р. Мзымты) // Географические исследования Краснодарского края: сб. науч. тр. Вып. 4. Краснодар. 2009. С. 261-267.

57. Ризаев И.Г., Погорелов А.В. Технология комплексного геоинформационного моделирования местности на основе воздушной лазерной локации (район г. Сочи) // Географические исследования Краснодарского края: сб. науч. тр. Вып. 2. Краснодар. 2007. С. 158—165.

58. Родионова Ж.Ф., Дехтярева К.И. Гипсометрические особенности Луны и планет земной группы // Проблемы комплексного исследования Луны. М.: Изд-воМГУ, 1986. С. 56-71.

59. Рычагов Г.И. Общая геоморфология: учебник. 3-е изд., перераб. и доп. /Г.И. Рычагов. М.: Наука, 2006. 416 с.

60. Симонов Ю.Г. Геоморфология: Методология фундаментальных исследований. СПб.: Питер, 2005. 427 с.

61. Симонов Ю.Г. Морфометрический анализ рельефа. Смоленск: СГУ, 1998. 272 с.

62. Симонов Ю.Г. Объяснительная морфометрия рельефа. М.: ГЕОС, 1999. 263 с.

63. Солодухин В.И., Жуков А .Я., Мажугин И.Н. Возможности лазерной аэрофотосъемки профилей леса // Лесн. хоз-во, 1977. № 10. С. 53-58.

64. Спиридонов А.И. Геоморфологическое картографирование. М.: Недра, 1975. 184 с.

65. Столяров Д.П., Солодухин В.И. О лазерной таксации леса // Лесн. журн., 1987. №5. С. 8-15.

66. Сукачев В.Н. Растительные сообщества (Введение в фитосоциологию), 4-е доп. изд. Л.-М.: Книга, 1928. 232 с.

67. Тумаджанов И.И. Опыт дробного геоботанического районирования северного склона Большого Кавказа (на примере Карачая). Тбилиси. 1963. 240 с.

68. Уфимцев Г.Ф. Горы и горообразование. // География и природные ресурсы. Иркутск: Институт земной коры СО РАН. 2006а. №2. С. 13-20.

69. Уфимцев Г.Ф. Земная поверхность и ее рельеф. Тихоокеанская геология. 20066. Т. 25. № 1. С. 47-54.

70. Федер Е. Фракталы. М.: Мир, 1991. 254 с.

71. Чемеков Ю.Ф., Ганешин Г.С., Соловьев В.В. и др. Методическое руководство по геоморфологическим исследованиям. JL: Недра, 1972. 384 с.

72. Чижова В.П., Широков А.Б. Сочинский национальный парк. Забайкальский национальный парк // Национальные парки и заказники. Серия «Заповедники СССР». М.: Мысль-АБФ, 1996. С. 54-69; 102-117.

73. Шарый П.А. Топографический метод вторых производных // Геометрия структур земной поверхности. Пущино: Пущинский НЦ АН СССР, 1991. С. 30-60.

74. Шифферс Е.В. Растительность Северного Кавказа и его природные кормовые угодья. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1953. 399 с.

75. Ahl D.E., Gower S.T., Burrows S.N., et al. Monitoring spring canopy phenology of a deciduous broadleaf forest using MODIS // Remote Sensing of Environment. 2006. V. 104 (1). P. 88-95.

76. Aldred A.H., Bonnor G.M. Application of airborne lasers to forest surveys. Information Report PI-X-51, Canadian Forestry Service, Petawawa National Forestry Institute. 1985. 62 p.

77. ASTER Global Digital Elevation Model (GDEM) // URL: http ://www. ersdac. or.jp/GDEM/E/index.html

78. Austin M.P., Cunningham R.B., Good R.B. Altitudinal distribution of several eucalypt species in relation to other environmental factors in southern New South Wales//Austral Ecology. 1983. V. 8 (2). P. 169-180.

79. Barilotti A., Crosilla F., Sepic F. Curvature analysis of LiDAR data for single tree species classification in Alpine latitude forests. Laser scanning 2009, IAPRS, V. ХХХУШ, Part 3/W8, Paris, France, September 1-2, 2009. P. 129135.

80. Becek K. Investigation of elevation bias of the SRTM C- and X-band digital elevation models // The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. V. XXXVII. Part Bl. Beijing 2008. P. 105-110.

81. Bridge S.R.J., Johnson E.A. Geomorphic principles of terrain organization and vegetation gradients // Journal of Vegetation Science. 2000. V. 11. P. 5770.

82. Burrough P.A., McDonnell R.A. Principles of Geographical Information Systems. New York: Oxford University Press, 1998. 190 p.

83. Butler D.R. Zoogeomorphology: Animals as Geomorphic Agents. Cambridge: Cambridge University Press, 1995. 239 p.

84. Castilla G., Hay G.J., Ruiz-Gallardo J.R. Size-constrained region merging (SCRM): an automated delineation tool for assisted photointerpretation // Photogrammetric Engineering and Remote Sensing. 2008. V. 74 (4). P. 409419.

85. CGIAR-CSI SRTM 90m DEM Digital Elevation Database // URL: http://srtm.csi.cgiar.org.

86. Collis R.T.H. Lidar: A new atmospheric probe // Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 1966. V. 92 (392). P. 220-230.

87. Currie D., Shaw V., Bercha F. Integration of laser range finder and multispec-tral video data for forest measurements / In Proceedings of IGARSS'89 Conference, July 4, 10-14, Vancouver, Canada, 1989. P. 2382-2384.

88. Dirnbock Т., Hobbs R.J., Lambeck R.J., Caccetta P.A. Vegetation distribution in relation to topographically driven processes in south-western Australia // Applied Vegetation Science 2002. V. 5 (1). P. 147-158.

89. Duong V.H., Lindenbergh R., Pfeifer N., Vosselman G. Single and two epoch analysis of ICESat full waveform data over forested areas // International Journal of Remote Sensing. 2008. V. 29, No. 5. P. 1453-1473.

90. Eastman J.R. Single-Pass Measurement of the Fractional Dimensionality of Digitized Cartographic Lines / Canadian Cartographic Association, Annual Meeting, June 1985.

91. Encyclopedia of Geomorphology. Volume 1 // edited by A.S. Goudie. Taylor & Francis Group. 2006. 1156 p.

92. Encyclopedia of GIS // Shashi Shekhar, Hui Xiong (Eds). NY.: Springer, 2008. 1370 p.

93. Erikson M. Segmentation of individual tree crowns in color aerial photographs using region growing supported by fuzzy rules // Canadian Journal of Forest Research. 2003. V. 33 (8). P. 1557-1563.

94. Evans I.S. An integrated system of terrain analysis and slope mapping / Final report on grant DA-ERO-591-73-G0040, Statistical characterization of altitude matrices by computer. University of Durham, England. 1979. 192 p.

95. Evans I.S. An integrated system of terrain analysis for slope mapping // Zeit-schrift fur Geomorphologie. 1980. V. 36. P. 274-295.

96. Evans I.S. General geomorphometry, derivatives of altitude, and descriptive statistics. In: Chorley, R.J. (Ed.) / Spatial Analysis in Geomorphology. London: Methuen & Co., Ltd., 1972. Chap. 2. P. 17-90.

97. Evans I.S., Cox N.J. Relations between land surface properties: altitude, slope and curvature. In: S. Hergarten and H.J. Neugebauer, editors / Process Modeling and Landform Evolution. Berlin: Springer Verlag, 1999. P. 13-45.

98. Florinsky I.V. Derivation of topographic variables from a digital elevation model given by a spheroidal trapezoidal grid // International Journal of Geographical Information Science. 1998. V. 12. P. 829-852.

99. Florinsky I.V. Quantitative topographic methods of fault morphology recognition // Geomorphology. 1996. V. 16. P. 103-119.

100. Florinsky I.V., Kuryakova G.A. Influence of topography on some vegetation cover properties // Catena. 1996. V. 27. P. 123-141.

101. Franklin J. Predictive vegetation mapping: geographic modelling of biospatial patterns in relation to environmental gradients // Progress in Physical Geography. 1995. V. 19 (4). P. 474-499.

102. Gallant J.C., Read A. Enhancing the SRTM Data for Australia // Geomor-phometry 2009 Conference Proceedings In: Geomorphometry 2009 / Edited by R. Purves, S. Gruber, R. Straumann and T.Hengl. Zurich: University of Zurich, 2009. P. 149-154.

103. Geomorphometry: Concepts, Software, Applications // Edited by T. Hengl and H.I. Reuter. Elsevier, Oxford. 2009. 765 p.

104. Gessler P.E., Moore I.D., McKenzie N.J., Ryan, P.J. Soil-landscape modelling and spatial prediction of soil attributes // International Journal of Geographical Information Systems. 1995. Vol. 9 (4). P. 421-^132.

105. Glenn N.F., Streutker D.R., Chadwick D.J., Thackray G.D., Dorsch S.J. Analysis ofLiDAR-derived topographic information for characterizing and differentiating landslide morphology and activity // Geomorphology. 2006. № 73. P. 131-148;

106. Hengl Т., Gruber S., Shrestha D.P. Digital Terrain Analysis in ILWIS: lecture note. Enschede: ITC, 2003. 56 p.

107. Hirano A., Welch R., Lang H. Mapping from ASTER stereo image data: DEM validation and accuracy assessment // ISPRS Journal of Photogramme-try and Remote Sensing. 2003. V. 57, № 5. P. 356-370.

108. Hofton M.A., Rocchio L.E., Blair J.B., Dubayah R. Validation of Vegetation Canopy Lidar sub-canopy topography measurements for a dense tropical forest// Journal of Geodynamics. 2002. V. 34. P. 491-502.

109. Horn B.K.P. Hill shading and the reflectance map // Proceedings of the IEEE. 1981. V. 69, №1. P. 14-47.

110. Howard J.A., Mitchell C.W. Phytogeomorphology. New York: John Wiley, 1985. 222 p.

111. Jenness J.S. Manual: Surface Area and Ratio for ArcGIS // URL: http://www.jenness.com/downloads/Surface%20Area%20and%20Ratio%20fo r%20ArcGIS.pdf

112. Korkalainen Т., Lauren A., Using phytogeomorphology, cartography and GIS to explain forest site productivity expressed as tree height in southern and central Finland // Geomorphology. 2006. V. 74 (1-4). P. 271-284.

113. Kruckeberg A.R. Geology and Plant Life: The Effects of Landforms and Rock Types on Plants. Seattle: University of Washington Press, 2002. 362 p.

114. Langbein W.B. et al. Topographic characteristics of drainage basins // United States Geological Survey, Water-Supply Paper. 1947. V. 968-C. P. 125-158.

115. Laser scanning for the environmental sciences / edited by G.L. Heritage, A.R.G. Large. UK: Blackwell, 2009. 278 p.

116. Lassueur Т., Joost S., Randin C.F. Very high resolution digital elevation models: Do they improve models of plant species distribution? // Ecological Modelling. 2006. № 198. P. 139-153.

117. Lauwerier H.A. Fractals images of chaos. London: Penguin Books, 1991. 209 p.

118. Lefsky M.A., Cohen W.B., Acker S.A., Parker G.G., Spies T.A., Harding D. Lidar Remote Sensing of the Canopy Structure and Biophysical Properties of Douglas-Fir Western Hemlock Forests // Remote Sens. Environ. 1999. № 70. P. 339-361.

119. Lefsky M.A., Keller M., Pang Y., Plinio B. de Camargo, Hunter M.O. Revised method for forest canopy height estimation from Geoscience Laser Altimeter System waveforms // Journal of Applied Remote Sensing. 2007. V. 1, 013537. 18 p.

120. Li Z., Zhu Q., Gold C. Digital terrain modeling: principles and methodology. CRC Press. USA. 2005. 318 p.

121. Lim K., Treitz P., Wulder M., St-Onge В., Flood M. LiDAR remote sensing of forest structure // Progress in Physical Geography. 2003. V. 27, № 1. P. 88-106.

122. Luo W., Stoddard P.R. Comparative Hypsometric Analysis of Earth, Venus and Mars: Evidence for Extraterrestrial Plate Tectonics? // 33rd Annual Lunar and Planetary Science Conference, March 11-15, 2002, Houston, Texas, abstract No. 1512.

123. Maclean G., Krabill W. Gross-merchantable timber volume estimation using an airborne lidar system // Canadian Journal of Remote Sensing. 1986. V. 12. P. 7-18.

124. Maltamo M., Mustonen К., Hyyppa J., Pitkanen J., Yu X. The accuracy of estimating individual tree variables with airborne laser scanning in boreal nature reserve // Canadian Journal of Forest Research. 2004. V. 34, Jf° 9. P. 17911801.

125. Mandelbrot B. The fractal geometry of nature. New York: W.H. Freeman and Company, 1982. 457 p.

126. Mandelbrot B.B. Fractals: Form, Chance and Dimension. San Fransisco: W.H. Freeman and Company, 1977.

127. McBratney A.B., Santos M.L.M., Minasny B. On digital soil mapping // Geo-derma / IEEE Transactions on Geoscience Remote Sens. 2003. V. 117 (1-2). P. 3-52.

128. McKenzie N.J., Ryan P.J. Spatial prediction of soil properties using environmental correlation // Geoderma. 1999. V. 89 (1-2). P. 67-94.

129. McNab W.N. Terrain Shape Index: quantifying effect of minor landforms on tree height // Forest Science. 1989. V. 35, № 1. P. 91-104.

130. Mei C., Durrieu S. Tree crown delineation from digital elevation models and high resolution imagery // Proceeding of the ISPRS working group VIII/2, Laser-scanners for forest and landscape assessment, Frieburg, Germany 03-06 October 2004. P. 218-223.

131. Moore I.D, O'Loughlin E.M., Burch G.J. A contour-based topographic model for hydrological and ecological applications // Earth Surface Processes and Landforms. 1988. V. 13 (4). P. 305-320.

132. Moore I.D., Gessler P.E., Nielsen G.A., Peterson G.A. Soil attribute prediction using terrain analysis // Soil Science Society of America Journal. 1993a. V. 57. P. 443-452.

133. Moore I.D., Grayson R.B., Ladson A.R. Digital Terrain Modelling: a review of hydrological, geomorphological, and biological applications // Hydrological Processes. 1991. V. 5. P. 3-30.

134. Moore I.D., Norton T.W., Williams J.E. Modelling environmental heterogeneity in forested landscapes // Journal of Hydrology. 1993b. V. 150 (2-4). P. 717-747.

135. Nassset E., Gobakken Т., et al. Laser scanning of forest resources: The Nordic experience // Scandinavian Journal of Forest Research. 2004. V. 19 (6). P. 482-499.

136. Naylor L.A., Viles H.A., Carter N.E.A. Biogeomorphology revisited: looking towards the future // Geomorphology. 2002. V. 47. P. 3-14.

137. Nelson R., Krabill W., Maclean G. Determining forest canopy characteristics using airborne laser data // Remote Sensing of Environment. 1984. V. 15. P. 201-212.

138. Nelson R., Krabill W., Tonelli J. Estimating forest biomass and volume using airborne laser data // Remote Sensing of Environment. 1988. V. 24. P. 247267.

139. Nelson R., Short A., et al. Measuring biomass and carbon in Delaware using an airborne profiling LIDAR // Scandinavian Journal of Forest Research. 2004. V. 19(6). P. 500-511.

140. O'Loughlin E.M. Saturation regions in catchments and their relations to soil and topographic properties // Journal of Hydrology. 1981. V. 53. P. 229-246.

141. Optech Incorporated official website // URL: http://www.optech.ca

142. Pekkarinen A. A method for the segmentation of very high spatial resolution images of forested landscapes // International journal of remote sensing. 2002. V. 23 (14). P. 2817-2836.

143. Pennock D.J., Zebarth B.J., de Jong E. Landform classification and soil distribution in hummocky terrain, Sasketchewan, Canada // Geoderma. 1987. V. 40. P. 297-315.

144. Persson A., Holmgren J., SOderman U. Detecting and measuring individual trees using an airborne laser scanner // Photogrammetric Engineering & Remote Sensing. 2002. V. 68, № 9. P. 925-932.

145. Pike R.J. Geomorphometry — diversity in quantitative surface analysis // Progress in Physical Geography. 2000. V. 24 (1). P. 1-20.

146. Quinn P., Beven K., Chevallier P., Planchon O. The prediction of hillslope flow paths for distributed hydrological modelling using digital terrain models //Hydrological Processes. 1991. V. 5. P. 59-79.

147. Rabus В., Eineder M., Roth A., Bamler R. The shuttle radar topography mission a new class of digital elevation models acquired by spaceborne radar // ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. 2003. V. 57 (4). P. 241-262.

148. Roiko-Jokela P. Maaston korkeus puuntuotantoon vaikuttavana tekijana Poh-jois-Suomessa: The effect of altitude on the forest yield in northern Finland // Folia Forestalia. 1980. V. 452. P. 1-21.

149. Ryherd S., Woodcock C. Combining spectral and texture data in the segmentation of remotely sensed images // Photogrammetric Engineering and Remote Sensing. 1996 V. 62 (2). P. 181-194.

150. Sato H.P., Sekiguchi T. Mapping of topography and vegetation in Shirakami mountains «world heritage natural resources» in Japan // XXII International Cartographic Conference, 9-16 july, A Coruna, Spain, 2005. 8 p.

151. Shary P.A. Land surface in gravity points classification by a complete system of curvatures //Mathematical Geology. 1995. V. 27, №3. P. 373-390.

152. Shary P.A., SharayaL.S., Mitusov A.V. Fundamental quantitative methods of land surface analysis // Geoderma, 2002. V. 107, № 1-2, P. 1-32.

153. Sithole G., Vosselman G. Filtering of airborne laser scanner data based on segmented point clouds // Proc. ISPRS Workshop Laser scanning 2005, En-schede: IAPRS. 2005. V. 36, Part 3/W19. P. 66-71.

154. Soille P. Morphological image analysis: principles and applications. 2nd edition. Heidelberg: Springer-Verlag, 2003. 391 p.

155. St-Onge В., Vega C., Fournier R.A., Hu Y. Mapping canopy height using a combination of digital stereo-photogrammetry and lidar // International Journal of Remote Sensing. 2008. V. 29 (11). P. 3343-3364.

156. Strahler A.N. Hypsometric (area-altitude) analysis or erosional topography // Geological Society of America Bulletin. 1952. V. 63. P. 1117-1142.

157. Straub B.M. Automatic extraction of trees from aerial images and surface models // ISPRS Archives, V. XXXIV, Part 3/W8, Munich, 17-19 Sept. 2003. P. 157-164.

158. Swanson F.J., Kratz Т.К., Caine N., Woodmansee R.G. Landform Effects on Ecosystem Patterns and Processes // Bioscience. 1988. V. 38, No. 2. P. 9298.

159. Tajchman, 1981. On computing topographic characteristics of a mountain catchment // Canadian J. Forest Res. 1981. V.ll. P. 768-774.

160. Takaoka S., Sasa K. Landform effects on tree size in reestablished forests after fires // Geographical reports of Tokyo Metropolitan University. 1995. V. 30. P. 69-79.

161. Tarboton D.G. A new method for the determination of flow directions and up-slope areas in grid digital elevation models // Water Ressources Research. 1997. V.33, No.2. P. 309-319.

162. Terrain Analysis Principles and Applications // Edited by J.P. Wilson, J.C. Gallant. New York: Wiley, 2000. 479 p.

163. TerraScan User's Guide // URL: http://www.terrasolid.fi/sys-tem/files/tscanl .pdf

164. Topographic laser ranging and scanning: principles and processing / edited by Jie Shan and Charles K. Toth., CRC Press (Taylor & Francis Group). 2008. 590 p.

165. Travis M.R., Eisner G.H., Iverson W.D., Johnson C.G. VIEWIT: computation of seen areas, slope, and aspect for land-use planning // USDA F.S. Gen. Tech. Rep. PSW-11/1975, Berkeley, California, U.S.A. 1975. 70 p.