Remote sensing data and geoinformation technologies applied to produce a map series of anthropogenic disturbances in Leningrad Region

Abstract

Выпускная квалификационная работа состоит из введения, четырех глав, состоящих из 14 разделов и 9 подразделов, заключения, списка использованных источников и приложений. Во введении обоснована актуальность выбранной темы, поставлена цель и задачи исследования. Целью ВКР является создание серии карт антропогенных нарушений территории Ленинградской области с использованием данных дистанционного зондирования Земли и геоинформационных технологий. В первой главе «Физико-географическое описание Ленинградской области» рассмотрены административно-территориальное устройство региона, его рельеф, климатические условия, гидрография, почвы и растительность. Во второй главе «Теоретико-методологические основы исследования» рассмотрен интерфейс и функции различных видов облачных платформ и обоснование выбора онлайн-сервиса Google Earth Engine, характеристики снимков и аппаратуры спутников Landsat-7 ETM+ и Landsat-8 OLI, а также преимущества используемых в работе видов производных изображений: индексных, синтезированных и классифицированных. В третьей главе «Алгоритм выявления территорий с антропогенной нарушенностью в Ленинградской области» проведен анализ опыта предыдущих исследований по смежной теме. Описана методика поиска и обработки снимков в таких программах, как Google Earth Engine и ENVI 5.0. Также пояснен выбор наиболее подходящих способов выявления гарей, вырубок, сельскохозяйственных угодий и урбанизированных территорий. В последней четвертой главе «Создание серии карт» описано создание тематических карт в ПО ArcMap 10.8 и проведен анализ получившихся данных. По итогам данной главы сделаны выводы о степени нарушенности каждого муниципального района и Ленинградской области в целом, а также выделен самый нарушенный район – Всеволожский. Рассмотренные виды антропогенных нарушений занимают 28,01 % территории района, что составляет примерно 862,5 кв. км. В заключении приведены основные выводы, полученные в результате проведенного исследования, и описаны перспективы его развития.

The final qualifying work consists of an introduction, 4 chapters consisting of 14 sections and 9 subsections, a conclusion, a list of sources used and appendices. The introduction substantiates the relevance of the chosen topic, sets the purpose and objectives of the study. The purpose of the FQW is to produce a map series of anthropogenic disturbances in Leningrad Region using remote sensing data and geoinformation technologies. In the first chapter "Physical and geographical description of the Leningrad region" the administrative and territorial structure of the region, its relief, climatic conditions, hydrography, soils and vegetation are considered. The second chapter "Theoretical and methodological foundations of research" examines the interface and functions of different types of cloud platforms and the rationale for choosing the Google Earth Engine online service, the characteristics of images and equipment of Landsat-7 ETM+ and Landsat-8 OLI satellites, as well as the advantages of the types of form images used in the work: index, synthesized and classified. In the third chapter, "The algorithm for identifying territories with anthropogenic disturbance in the Leningrad region", an analysis of the experience of previous studies on a related topic is carried out. The method of searching and processing images in programs such as Google Earth Engine and ENVI 5.0 is described. The choice of the most appropriate ways to identify burning areas, forest cuttings, agricultural lands and urbanized territories is also explained. The last fourth chapter "Creating a series of maps" describes the creation of thematic maps in ArcMap 10.8 software and analyzes the resulting data. Based on the results of this chapter, conclusions are drawn about the extent of disturbances of each municipal district and the Leningrad region as a whole, and the most disturbed district is identified – Vsevolozhsky. The considered types of anthropogenic disturbances occupy 28.01 % of the district's territory, which is approximately 862.5 sq. km. In conclusion, the main findings obtained as a result of the conducted research are presented and the prospects of this work are described.