Науки о земле

Российская система национальной (государственной) инвентаризации лесов, действующая с 2007 г., в методическом отношении несовершенна и служит объектом критики и дискуссий. К слабым ее сторонам следует отнести недостаточное внимание, уделяемое дистанционным методам. Возможное направление совершенствования отечественной системы инвентаризации лесов – использование автоматической классификации их характеристик на основе материалов дистанционного зондирования Земли. Одним из перспективных алгоритмов автоматической классификации является метод «ближайшего соседа», или k-NN (k-nearest neighbors) метод, успешно применяемый при проведении инвентаризации лесов в других странах. Он основан на регрессии между спектральными характеристиками пикселов с известными характеристиками лесов и остальных пикселов изображения. Вопросы практического применения этого метода в целях национальной инвентаризации лесов впервые были поставлены и изучены финскими исследователями в 90-х гг. прошлого века. На протяжении двух последних десятилетий в разных странах проведено значительное количество экспериментов в этой области. Цель данного исследования – оценка возможности приме- нения k-NN метода для определения обобщенных характеристик лесов на примере Лодейнопольского лесничества Ленинградской области. Площадь лесничества – 401 866 га, в его состав входят 16 участковых лесничеств. В целях формирования набора тренировочных участков для классификации средствами геоинформационных технологий в пределах лесничества создана регулярная сеть с шагом 1×1 км. В качестве тренировочных участков, расположенных в узлах сети, использовались либо участки круглой формы радиусом 10 м, либо лесотаксационные выделы, которым присваивались лесотаксационные характеристики на основе материалов лесоустройства. Для проведения классификации применялись снимки Landsat-8 (спектральные каналы – GREEN, RED, NIR, SWIR 2). Выполнена автоматическая классификация снимков Landsat-8 по ряду лесотаксационных характеристик – среднему запасу на 1 га, среднему классу бонитета, средней относительной полноте, доле площади хвойных и лиственных насаждений. Результаты классификации k-NN методом сравнивались с материалами лесоустройства. Систематические ошибки оценки запаса, полноты и бонитета для территории Лодейнопольского лесничества составили менее 5 %. Полученные результаты подтверждают перспективность дальнейшего изучения теоретических и практических вопросов применения k-NN метода для определения характеристик лесов. Развитие данного направления может способствовать совершенствованию методики российской государственной инвентаризации лесов. Для цитирования: Черниховский Д.М., Алексеев А.С. Метод определения характеристик лесов на основе материалов дистанционного зондирования Земли, данных лесоустройства и алгоритма k-NN (на примере Лодейнопольского лесничества Ленинградской области) // Лесн. журн. 2019. № 4. С. 45–65. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.45
The Russian system of National (State) Forest Inventory (NFI) valid from 2007 is methodologically imperfect and serves as a target of criticism and discussion. Insufficient attention paid to remote sensing should be attributed to the system’s weaknesses. A possible way of improving the NFI system is the use of automatic classification of forests’ characteristics based on materials of Earth remote sensing. One of the advanced automatic methods for forest remote sensing materials classification is k-NN or k-nearest neighbors algorithm, which have been successively used in the NFIs in other countries. It is based on regression between the spectral response characteristics of pixels with known forest characteristics and remaining pixels of the image. Questions of practical application of this method for the purposes of NFI were first raised and studied by Finnish researchers in the 1990s. Over the past two decades, a considerable amount of research in this area has been carried out in different countries. The purpose of our research is to assess the feasibility of using the k-NN method for determining the generalized characteristics of forests on the example of the Lodeynopol’skoe forest district in Leningrad region. The forest district area is 401,866 ha. It consists of 16 forest sub-districts. A regular network was created at a pitch of 1×1 km in order to form a set of trial plots for the classification by the means of GIS-technologies within the forest district. Round-shaped plots with a radius of 10 m or forest inventory compartments were used as trial plots located in the network nodes. Forest description for both types of plots was taken from the forest management data. Landsat-8 images were used for the classification (spectral channels: GREEN, RED, NIR, SWIR 2). The Landsat-8 images were automatically classified according to a number of forest inventory characteristics: average growing stock per 1 ha; middle class of bonitet; average relative density; share of coniferous and deciduous plantations area. The results of the k-NN classification were compared with the forest management materials. Systematic errors in the assessment of growing stocks, completeness and bonitet for the territory of Lodeynopol’skoe forest district made up less than 5 %. The obtained results confirm the potential of further study of conceptual and practical issues of the k-NN method application for determining forest characteristics. The development of this direction can contribute to the improvement of the Russian State Forest Inventory methodology. For citation: Chernikhovskii D.M., Alekseev A.S. The Method for etermining Forest Characteristics Based on Earth Remote Sensing Materials, Forest Management Data and the k-NN Algorithm (Case Study of Lodeynopol’skoe Forest District of Leningrad Region). Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 4, pp. 45–65. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.45

Монография посвящена исследованию места и роли Древнерусского государства в евразийской системе коммуникаций. Она обобщает и развивает результаты многолетних изысканий авторов в области истории трансконтинентальных и локальных путей Восточной Европы (с прилегающими областями, от Скандинавии до Византии и Ближнего Востока), исторической географии Руси и Восточной Европы, древнерусского, древнескандинавского и восточного источниковедения. Рассмотрение истории Древней Руси через призму ее связей с внешним миром в широком историко-географическом, источниковом и историографическом контексте свидетельствует об органичном включении Древней Руси в систему торговых и иных, некоммерческих связей между странами Европы и Азии.

В статье проведен анализ, дана оценка и определены пространственно-временные тенденции изменения структуры и эффективности землепользования крестьянскими (фермерскими) хозяйствами и индивидуальными предпринимателями муниципальных образований Брянской области на основе анализа комплекса натуральных и стоимостных данных, выявлены ограничивающие факторы и определены основные направления повышения эффективности использования сельскохозяйственных угодий в аграрной сфере региона.

Статья посвящена проблемам математико-картографического моделирования плотности застройки городской среды как важнейшего показателя, используемого в градостроительной практике. Исследование проводилось на примере территории Пролетарского района г.о. Саранск. Моделирование выполнено в ArcGIS 10.0 на основе созданных электронных слоев и пространственных баз данных. В качестве статистических данных использовались характеристика жилого фонда административного района. Картографической основой послужили карта функциональных зон Генерального плана г. о. Саранск и геоизображения сервиса Яндекс.Карты (программа SAS.Planet). В результате реализации этапов математико-картографического моделирования спроектирована карта плотности застройки Пролетарского района г.о. Саранск. Проведено экспериментальное исследование, направленное на выбор оптимального размера ячейки для регулярной сетки при построении картографической модели. В ходе анализа полученных результатов выявлено, что плотность застройки изучаемой территории соответствует нормативным показателям .

В методических указаниях приводятся необходимые справочные материалы и задания по практике по получению первичных профессиональных умений и навыков по геодезии, требования к содержанию и оформлению отчета по ним.

Рассмотрены теоретические основы и методологические подходы к проведению научно-исследовательских и изобретательских работ в области обеспечения техносферной и экологической безопасности на различных уровнях.

В учебном пособие рассмотрено понятие техногенной среды и сформулированы основные пути экологизации техносферы в условиях интенсивного развития промышленного производства. Особое внимание уделено вопросам распространения загрязняющих веществ в атмосфере и гидросфере. Показаны основные методы снижения негативного влияния на гидросферу, атмосферу и почву.

В учебном пособии рассмотрены вопросы экологической безопасности как части международных отношений. Уделяется внимание методологическим подходам и основным принципам разработки систем обеспечения экологической безопасности на всех уровнях. Рассматриваются современные концептуально-методологические концепции устойчивого развития, управления экологической безопасностью, определены место и роль экологической безопасности в теориях международных отношений. Затрагиваются вопросы современных подходов к решению основных экологических проблем международным и российским сообществом. Учебное пособие содержит контрольные вопросы по рассматриваемым темам.

Учебник содержит сведения о Земле как развивающейся геологической системе, методах изучения её строения, состава и истории в планетарном масштабе, о наиболее распространённых экзогенных и эндогенных процессах, их проявлении на разных уровнях организации геологической среды, отражении в осадках и горных породах; в обобщённом виде приводится информация о тектонических и геодинамических процессах.

В учебнике рассматриваются природные условия Евразии, Северной и Южной Америки, Африки, Австралии и Океании. Характеризуются уникальные природные объекты, входящие в список объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО по туристско-рекреационным зонам и туристским районам мира, в том числе по странам ближнего зарубежья и России.

В монографии в теоретико-методологическом и прикладном аспектах проведено исследование динамики социально-экономических процессов ряда районов Ростовской области, в частности на территориях, попадающих под влияние Багаевского гидроузла, выявлены важнейшие взаимосвязи между строительством гидротехнического сооружения и социально-эколого-кономической ситуацией в Семикаракорском, Усть-Донецком, Октябрьском и Багаевском районах. Представлена оценка уровня социального и экономического состояния территорий, на которых реализуется проект строительства гидроузла, в сравнении с общими тенденциями регионального развития, а также выделены характерные для данных территорий проблемы социально-экономического содержания.

В учебном пособии рассматриваются основные понятия, исторические аспекты становления и развития, цели и задачи современной экологической токсикологии, механизмы и особенности токсических эффектов химических загрязнителей на популяции организмов и биоценозы, входящие в состав экологических систем. Представлены данные об источниках и поведении ксенобиотиков и других экополлютантов в окружающей среде, их дрейфе, аккумуляции, биоконцентрировании, трансформации, детоксикации и экскреции в различных биологических системах; о реакциях на воздействие приоритетных экотоксикантов на популяционном уровне. Изложены подходы к оценке токсичности экополлютантов, рассматриваются принципы экотоксикологического нормирования.

В монографии рассматривается ряд особенностей почв геохимических ландшафтов Нижнего Дона. Приводятся данные о распространенности и распределении 12 химических элементов в почвах основных ландшафтов Нижнего Дона, установлены основные закономерности их накопления и миграции, связанные с изменением природных и техногенных условий. Показаны региональные особенности в формировании соединений тяжелых металлов в почвах пойменных и дельтовых ландшафтов Нижнего Дона и дана им экологическая оценка.

В учебном пособии освещаются вопросы оценки качества поверхностных вод, рассматриваются основные источники загрязнения и методы химического анализа поверхностных вод. Представлены различные методы оценки качества воды по гидрохимическим, гидробиологическим и экотоксикологическим показателям, а также критерии пригодности воды для питьевых и хозяйственных целей. Полученные магистрантами знания могут быть использованы при разработке и осуществлении мероприятий по охране вод, обеспечению их экологической безопасности и рациональному использованию водных ресурсов.

Монография посвящена исследованию закономерностей распределения уровней концентраций ряда приоритетных тяжелых металлов в воде, взвешенном веществе, донных отложениях Азовского моря и почвах его бассейна. Проведен анализ и обобщение данных по температуре воды, солености, содержанию кислорода, значениям Eh и pH в поверхностном и придонном слое воды на станциях мониторинга в периоды ветровой активности и стагнации водных масс. Полученные результаты могут быть положены в основу разработки стратегии мониторинга за загрязнением акватории Азовского моря с учетом гидрометеорологической обстановки.

В учебном пособии освещается применение инструментальных высокотехнологичных методов рентгеновского синхротронного излучения для исследования почв и растений. Особое внимание уделяется возможностям практического применения новейших методов рентгеноспектральной диагностики для исследования почвенных и растительных объектов на молекулярном и атомарном уровне.

Учебное пособие содержит сведения о теоретических и практических аспектах гидрохимии. Цель дисциплины – получение студентами системы знаний о химическом составе природных вод, процессах, протекающих в них и определяющих химический состав вод и его трансформацию; об основных факторах формирования различных типов поверхностных вод; а также получение информации, необходимой для осуществления мероприятий по охране вод, обеспечению их экологической безопасности и рациональному использованию водных ресурсов.

В учебном пособии рассмотрены природные и культурно-исторические туристские ресурсы Республики Адыгея. Раскрыты предпосылки развития различных видов туризма, показана специфика туристской инфраструктуры.

В монографии представлены результаты авторских исследований проблемы формирования комплексного стратегического плана устойчивого развития урбанизированных территорий на основе концепции социо-эколого-экономического риска, возникающего вследствие объективных противоречий и необходимости согласования интересов городских субъектов в процессе реализации программных мероприятий на различных уровнях муниципального управления.

Лабораторный практикум направлен на формирование профессиональных компетенций в области физической географии материков и океанов, а также закрепление теоретического (лекционного) материала. Общий обзор природы материков сделан по их группам: отдельно для Северных материков (Евразия и Северная Америка) и Южных (Южная Америка, Африка, Австралия и Антарктида). Показаны как общие природные свойства, обусловленные сходством географического положения и общностью истории развития, так и специфические для каждого материка и физико-географических регионов в его составе черты природы. Курс призван сформировать знания и умения для преподавания физической географии материков и океанов, выработать и закрепить взгляд будущего учителя на природу как на целостную систему, в которой происходит комплекс взаимосвязанных и взаимообусловленных процессов и явлений природы, находящихся в непрерывном развитии и взаимодействии с развитием общества.

В методических указаниях приводятся необходимые справочные материалы и задания по исполнительской практике, требования к содержанию и оформлению отчета о них.

Учебник подготовлен в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по дисциплине «Концепции современного естествознания». Представлена широкая панорама естественно-научных концепций в их историческом развитии, имеющих важное мировоззренческое и методическое значение. Освещены различные процессы и явления в живой и неживой природе, принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем.

Изложены основные теоретико-методические положения науки, изучение которых опирается на экономико-географический анализ России и ее региональное развитие в современных экономических условиях. Рассматриваются закономерности, принципы и факторы размещения природных ресурсов и производительных сил Российской Федерации, отраслевая и территориальная структура хозяйства, анализируются экономические связи. Освещено территориальное размещение промышленности, сельского хозяйства, транспорта, внешние экономические связи и территориальная организация хозяйства России.

Учебник состоит из четырех разделов. В первом разделе рассматриваются живые системы на всех уровнях их организации. Основное внимание уделяется надорганизменным уровням организации живых систем во всем единстве и неразрывности многочисленных связей, закономерностям их проявления (общая экология). Второй раздел посвящен экологии биосферы (глобальная экология), третий — экологии человека. В четвертом разделе анализируются экологические проблемы современности, причины возникновения и способы снижения их воздействия на природную среду и предотвращения экологического кризиса (прикладная экология).

Учебник написан в соответствии с требованиями федеральных государственных образовательных стандартов для экономических и социально-гуманитарных направлений подготовки. В нем изложены основные понятия и законы экологии; проблемы окружающей среды и основные принципы природопользования. Рассмотрены основные источники и загрязняющие вещества атмосферы, гидросферы и литосферы, проблемы сохранения среды обитания, ее влияние на здоровье человека. Представлены государственные, правовые и социальные аспекты охраны окружающей среды, основы экологического мониторинга. Учебник дополнен основными понятиями, терминами и тестами.

Монография посвящена актуальным проблемам обеспечения экологической безопасности среды, окружающей человека в современном мире. Особое место в ней занимают разделы по оценке уровня загрязнения окружающей среды, по созданию чистых городов и их влиянию на здоровье нации, по эколого-ориентированному развитию современного градостроения в целях обеспечения здоровья человека. Монография является продолжением исследований авторов по наиболее актуальным проблемам экологии. Отдельные результаты этих исследований опубликованы в работах: «Продовольственная безопасность, экология и здоровье нации»; «Управление экологической безопасностью социально-экономического развития России»; «Экологическое состояние и перспективы развития России: теоретико-правовые основы и практико-методический инструментарий».

В учебном пособии рассмотрены и анализируются следующие аспекты экологического менеджмента: государственная политика в области охраны окружающей среды и использования природных ресурсов России; экономические механизмы управления охраной окружающей среды; институциональные основы рыночных методов управления; международный аспект экологической и научно-технической политики при решении экологических проблем; взаимодействие бизнеса и окружающей среды как проблема экологически ориентированного менеджмента; финансирование природоохранной деятельности в странах Центральной и Восточной Европы и России; концептуальные основы экологического менеджмента на предприятиях (компаниях, фирмах); экологический аудит и экологическая отчетность; торговля и окружающая среда и т. д.

В учебнике, подготовленном в соответствии с требованиями федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования, рассмотрены теоретические положения организации и организационно-экономические особенности землеустроительной и кадастровой деятельности. Большое внимание уделено содержанию, качеству и эффективности землеустроительных и кадастровых работ, современным методам планирования и организации землеустроительного и кадастрового производства. Раскрыты принципы и формы оплаты труда в землеустроительной и кадастровой деятельности, а также основы управления землеустроительным и кадастровым производством.

В учебнике изложены основные темы дисциплины «Оценка стоимости предприятия (бизнеса)» в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования Российской Федерации. Приведены основные методы оценки стоимости имущества предприятия (бизнеса), его нематериальных активов, человеческого капитала и др.

В учебном пособии даны основные характеристики и структура топливно-энергетического комплекса; классифицированы топливно-энергетические ресурсы; представлены технологические основы производства, распределения ресурсов в ТЭК и основы формирования себестоимости и ценообразования в ТЭК. Изучение пособия сформирует необходимые базовые знания и навыки в области экономики топливно-энергетического комплекса.

В учебном пособии раскрываются основные понятия и термины цифровой картографии, приводится принципиальная последовательность создания цифровых карт, подробно характеризуется технология проектирования карт, дается краткий обзор программного обеспечения, которое используется в различных работах по созданию карт. Особое внимание уделено теоретическим и практическим аспектам работы с пространственными данными, составлению на их основе карт и подготовке материалов к публикации. Важно, что в учебном пособии отражены как традиционные подходы к проектированию и составлению карт университетской школы картографии, так и актуальные методики, позволяющие более эффективно создавать цифровые карты.

Учебник написан в соответствии с федеральными государственными образовательными стандартами для экономических, социальных и гуманитарных направлений подготовки. Рассмотрены вопросы обеспечения безопасности жизнедеятельности человека в производственной, природной и жилой среде, безопасности и экологичности технических систем, организации защиты населения и территорий в чрезвычайных ситуациях, а также управления и правового регулирования безопасности жизнедеятельности.

Пособие разработано в соответствии с программой дисциплины и ФГОС ВО. Содержит вопросы подготовки скважинной продукции, включая расчеты свойств нефти и газа, исследование термодинамических свойств углеводородных систем, подбор оборудования на установках подготовки.

Пособие составлено в соответствии с программой дисциплины «Экономика и управление нефтегазовым производством», содержит задания и методику выполнения практических работ. Предназначено для магистров, обучающихся по направлению 21.04.01 Нефтегазовое дело.

Практикум включает методические рекомендации к практическим занятиям, задания и вопросы к темам. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 05.03.02 География, профили подготовки: «Физическая география и ландшафтоведение», «Рекреационная география и туризм».

Монография знакомит читателей с имеющимися наработками в области расчетов обсадных колонн, в том числе и поврежденных. В работе акцентируется внимание на принимаемых при расчетах допущениях и расчетных схемах, обращается внимание на то, что отдельными задачами при их получении могут являться установление природы, величины и схемы приложения нагрузок к конструкции, а также механизма ее разрушения.

В пособии представлены лекции, в которых рассматривается эволюция природных углеродистых соединений от живого вещества до горючих полезных ископаемых, пути и механизмы превращения биологических систем в геологические объекты, определяются основные признаки, по которым происходит разделение исходного органического вещества (ОВ) для образования твердых, жидких и газообразных горючих ископаемых, стадии преобразования ОВ, кратко излагаются особенности состава каустобиолитов, основные генетические типы рассеянного органического вещества, рассматриваются условия залегания скоплений УВ, рассматриваются теоретические основы генерации, миграции и аккумуляции углеводородов в виде залежей и месторождений с целью выработки геологических критериев, контролирующих пространственное распространение скоплений нефти и газа на Земле.

Пособие представляет курс лекций, составленный в соответствии с ОП подготовки академических бакалавров и рабочей программой дисциплины. Включает разделы «Физико-механические свойства горных пород», «Породоразрушающий инструмент», «Закономерности работы породоразрушающего инструмента», «Бурильная колонна», «Искривление скважин в процессе их бурения», «Специфика технологии различных способов бурения».

Пособие составлено в соответствии с требованиями ФГОС ВО, представляет собой курс лекций, включает теоретический аспект изучаемых тем в рамках учебной дисциплины, вопросы и задания для самоконтроля.

Пособие составлено в соответствии с ОП и рабочей программой. Представляет материалы девяти практических занятий, включает разделы «Бурение нефтяных и газовых скважин», «Буровые промывочные и тампонажные растворы».

Пособие представляет собой курс лекций для ознакомления будущих горных инженеров-геофизиков с аналитическими исследованиями как методами решения проблем освоения месторождений нефти и газа.

В пособии, составленном в соответствии с требованиями ФГОС ВО, изложен методический материал, необходимый для выполнения заданий, и конкретные рекомендации по выполнению практических занятий, а также рекомендуемая литература, планируемые результаты и критерии оценивания.

Практикум составлен в соответствии с требованиями ФГОС ВО к подготовке выпускника для получения квалификации «бакалавр». Предназначен для студентов, обучающихся по направлению подготовки 05.03.06 - Экология и природопользование, по профилю «Природопользование».

Пособие представляет курс лекций, составленный в соответствии с ФГОС ВО, с рабочим учебным планом и программой дисциплины. В нем студентам предложен учебный материал о теоретических основах 3D-моделирования геологического строения залежей углеводородов.

В пособии приведены общие сведения о месторождениях полезных ископаемых и площадях их распространения, обобщены данные по вещественному составу, морфологии и условиям залегания тел полезных ископаемых. Дана современная генетическая классификация месторождений, описаны процессы условия их образования, охарактеризованы различные месторождения эндогенной, эндогенно-экзогенной и экзогенной серии.

Пособие представляет лабораторный практикум, в котором приведены общие сведения о структуре и содержании инженерной геологии, которая изучает особенности взаимодействия горных пород с различными сооружениями нефтегазовой промышленности для рационального выбора строительной площадки или трассы. Дана подробная характеристика видов горных пород и их свойств, геодинамических процессов, влияющих на устойчивость зданий и сооружений.

Пособие составлено в соответствии с рабочей программой дисциплины и представляет практикум, включающий разделы «Основы теории организации производства», «Организация производственных процессов на предприятии» и «Управление предприятием».

Пособие содержит теоретический и методический материалы изучаемого курса, а также вопросы и задания для самопроверки и рекомендуемую литературу.

Пособие составлено в соответствии с ФГОС ВО, с рабочим учебным планом и программой дисциплины, представляет курс лекций, раскрывающий особенности разработки нефтяных и газовых залежей, геолого-эксплуатационную характеристику режимов разработки нефтяных и газовых залежей, системы разработки залежей углеводородов в зависимости от геолого-физических особенностей месторождений, методы контроля, анализа и управления процессом разработки нефтяных и газовых месторождений.

Пособие составлено в соответствии с ОП подготовки и рабочей программой одноименной дисциплины и включает материал по выполнению лабораторных работ. Предназначено для бакалавров, обучающихся по направлению подготовки 21.03.01 Нефтегазовое дело, профиль подготовки «Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти».