<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">vfuzeml</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. Vestnik of North-Eastern Federal University. Серия «Науки о Земле». Earth Sciences</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Vestnik of North-Eastern Federal University Series "Earth Sciences"</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="epub">2587-8751</issn><publisher><publisher-name>Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.25587/SVFU.2021.24.4.013</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">vfuzeml-102</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>КАРТОГРАФИЯ И ГИС</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕСНЫХ МАССИВОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕГМЕНТАЦИИ И КЛАСТЕРНОГО АНАЛИЗА СНИМКОВ LANDSAT</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>COMPARATIVE CHARACTERISTICS OF FOREST MASSIVES USING SEGMENTATION AND CLUSTER ANALYSIS OF LANDSAT IMAGES</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Рожков</surname><given-names>Ю. Ф.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Rozhkov</surname><given-names>Y. F.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">olekmazap-nauka@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>ФГБУ «Государственный природный заповедник «Олекминский»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Olekminsky State Nature Reserve</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2021</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>25</day><month>04</month><year>2022</year></pub-date><volume>0</volume><issue>4</issue><fpage>33</fpage><lpage>43</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Рожков Ю.Ф., 2022</copyright-statement><copyright-year>2022</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Рожков Ю.Ф.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Rozhkov Y.F.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.vnzsvfu.ru/jour/article/view/102">https://www.vnzsvfu.ru/jour/article/view/102</self-uri><abstract><p>Для целей мониторинга состояния лесных экосистем наиболее эффективно использование возможностей дистанционных методов. На мультиспектральных космических снимках Landsat территории государственного природного заповедника «Олекминский» выделены фрагменты площадью 990 2 км (масштаб 1:10000) . Затем были сохранены полигоны по четырем уровням детализации-4, 16, 64, 256 с масштабами 1:5000, 1:2500, 1:1250, 1:675. При дешифрировании проводилась неуправляемая классификации полигонов методом ISODATA (Iterative Self-Organizing Data Analysis Technigue) на 2,10 классов. Были построены кривые распределения значений индекса лесистости для полигонов 4 уровня сегментации (детализации). Характер кривых близок к нормальному распределению, но кривая для полигона Север более пологая, что говорит о более равномерном распределении индекса лесистости по всем диапазонам значений. По результатам классификации на 10 классов была проведена статобработка с расчетом показателей разности и подобия полигонов - дисперсии генеральной совокупности и теста Фишера (F-тест). Выделены наиболее похожие пары полигонов на разных уровнях сегментации. Рассмотрены результаты изменения дисперсии генеральной совокупности и F-теста на разных уровнях сегментации. Описаны правила перехода между четырьмя уровнями самоподобия (скейлинг) мультифрактальных структур. Было показано, что дисперсия тетрады каждого уровня изменяется на постоянную величину при переходе между уровнями детализации независимо от значений дисперсии в пределах тетрады. Величина переходных коэффициентов при переходе между уровнями сегментации (детализации) является разностью между средними значениями дисперсий каждого из уровней. Величина переходных коэффициентов при переходе между уровнями сегментации определяется разностью между дисперсиями текущего и предыдущего уровня сегментации.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>For the purpose of monitoring the state of forest ecosystems, it is most effective to use the capabilities 2 of remote sensing methods. Fragments with an area of 990 km (scale 1:10,000) were identi ed on the LANDSAT multispectral satellite images of the territory of the Olyokminsky State Nature Reserve. Then polygons were saved at four levels of detail - 4, 16, 64, 256 with scales of 1:5,000, 1:2,500, 1:1,250, 1:675. When decrypting, an uncontrolled classi cation of polygons was carried out using the ISODATA method (Iterative Self-Organizing Data Analysis Technigue) into 2, 10 classes. Distribution curves of the forest cover index values for polygons of the 4th level of segmentation (detail) were built. The nature of the curves was close to the normal distribution, but the curve for the North polygon was  atter, which indicates a more even distribution of the forest cover index over all ranges of values. According to the results of the classi cation into 10 classes, statistic processing was carried out with the calculation of indicators of the difference and similarity of polygons: the variance of the general population and the Fisher test (F-test). There were highlighted the most similar pairs of polygons at different levels of segmentation. The results of changes in the variance of the general population and the F-test at different levels of segmentation are considered. The rules for the transition between four levels of self-similarity (scaling) of multifractal structures are described. It was shown that the variance of the tetrad of each level changes by a constant value when moving between the levels of detail, regardless of the variance values within the tetrad. The value of the transition coef cients in the transition between the levels of segmentation (detail) is the difference between the average values of the variances of each of the levels. The value of the transition coef cients during the transition between the segmentation levels is determined by the difference between the variances of the current and the previous segmentation level.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>дешифрирование космических снимков</kwd><kwd>сегментация изображений</kwd><kwd>классификация Isodata</kwd><kwd>индекс лесистости</kwd><kwd>уровни самоподобия (скейлинга)</kwd><kwd>мультифрактальные структуры</kwd><kwd>дисперсия</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>F-тест</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мониторинг биологического разнообразия лесов России: методология и методы / под ред. А.С. Исаева. - М.: Наука, 2008. - 453 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Мониторинг биологического разнообразия лесов России: методология и методы / под ред. А.С. Исаева. - М.: Наука, 2008. - 453 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Исаев А.С. Использование спутниковых данных для мониторинга биоразнообразия лесов / А.С. Исаев, С.В. Князева, М.Ю. Пузаченко и др. // Исследование Земли из космоса.- 2009. - № 2. - С. 1-12.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Исаев А.С. Использование спутниковых данных для мониторинга биоразнообразия лесов / А.С. Исаев, С.В. Князева, М.Ю. Пузаченко и др. // Исследование Земли из космоса.- 2009. - № 2. - С. 1-12.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Толкач И.В. Методы основных таксационно-дешифровочных показателей на цифровых снимках / И.В. Толкач // Труды БГТУ. -2012. - №1. - С-63-65.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Толкач И.В. Методы основных таксационно-дешифровочных показателей на цифровых снимках / И.В. Толкач // Труды БГТУ. -2012. - №1. - С-63-65.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Исаев А.С. Моделирование лесоообразовательного процесса: Феноменологический подход / А.С. Исаев, В.Г. Суховольский, Р.Г. Хлеборос и др. // Лесоведение. - 2005. - №1. - С 3-11.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Исаев А.С. Моделирование лесоообразовательного процесса: Феноменологический подход / А.С. Исаев, В.Г. Суховольский, Р.Г. Хлеборос и др. // Лесоведение. - 2005. - №1. - С 3-11.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Козодеров В.В., Кондранин Т.В. Методы оценки состояния почвенно-растительного покрова по данным оптических систем дистанционного аэрокосмического зондирования.- М: МФТИ, 2008.- 222 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Козодеров В.В., Кондранин Т.В. Методы оценки состояния почвенно-растительного покрова по данным оптических систем дистанционного аэрокосмического зондирования.- М: МФТИ, 2008.- 222 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Методика лесного стереоскопического дешифрирования аэро- и космических снимков. - Санкт-Петербург: Леспроект, 2015. - 23 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Методика лесного стереоскопического дешифрирования аэро- и космических снимков. - Санкт-Петербург: Леспроект, 2015. - 23 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Малышева Н.В. Дешифрирование древесной растительности на сверх детальных изображений. - М.: ФГБОУ ВПО МГУЛ, 2014. - 40 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Малышева Н.В. Дешифрирование древесной растительности на сверх детальных изображений. - М.: ФГБОУ ВПО МГУЛ, 2014. - 40 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Терехин Э.А. Сезонная динамика проективного покрытия растительности агроэкосистем на основе спектральной спутниковой информации / Э.А. Терехин // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2019. - том 16, № 4. - С. 111-123.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Терехин Э.А. Сезонная динамика проективного покрытия растительности агроэкосистем на основе спектральной спутниковой информации / Э.А. Терехин // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2019. - том 16, № 4. - С. 111-123.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Иванов Е.С. Некоторые приложения сегментации снимков ДЗЗ / Е.С. Иванов // Cовременные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2016. - том 13, № 1. - С. 105-116.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Иванов Е.С. Некоторые приложения сегментации снимков ДЗЗ / Е.С. Иванов // Cовременные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2016. - том 13, № 1. - С. 105-116.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Макаренко Н.Г., Мультифрактальная сегментация данных дистанционного зондирования / Н.Г. Макаренко, О.А. Круглун, И.Н. Макаренко и др. // Исследование Земли из космоса. - 2008. - № 3. - С. 18-26.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Макаренко Н.Г., Мультифрактальная сегментация данных дистанционного зондирования / Н.Г. Макаренко, О.А. Круглун, И.Н. Макаренко и др. // Исследование Земли из космоса. - 2008. - № 3. - С. 18-26.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бутусов О.Б. Мультифрактальная сегментация ландшафтов на космическом изображении / О.Б. Бутусов, Н.И. Редикульцева, О.П. Никифорова // Международный научно-исследовательский журнал. - 2017. - № 12 (66). Ч. 2. - C. 196-203. doi: https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.66.216/</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бутусов О.Б. Мультифрактальная сегментация ландшафтов на космическом изображении / О.Б. Бутусов, Н.И. Редикульцева, О.П. Никифорова // Международный научно-исследовательский журнал. - 2017. - № 12 (66). Ч. 2. - C. 196-203. doi: https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.66.216/</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шовенгердт Р.А. Дистанционное зондирование. Модели и методы обработки изображений. - М/: Техносфера, 2010. - 560 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Шовенгердт Р.А. Дистанционное зондирование. Модели и методы обработки изображений. - М/: Техносфера, 2010. - 560 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шумаков Ф.Т., Классификация космических снимков с использованием методов кластерного анализа / Ф.Т. Шумаков, В.А. Толстохатько, А.Ю. Малец // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2011. - Вып. 3/4(51). - С. 58-62.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Шумаков Ф.Т., Классификация космических снимков с использованием методов кластерного анализа / Ф.Т. Шумаков, В.А. Толстохатько, А.Ю. Малец // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2011. - Вып. 3/4(51). - С. 58-62.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рожков Ю.Ф. Оценка возможности использования показателя симметрии распределения пикселей в мониторинге состояния лесов при дешифрировании космических снимков среднего и высокого разрешения / Ю.Ф. Рожков, М.Ю. Кондакова // Nature Conservation Research. Заповедная наука. - 2016. - Вып. 1(1). - С. 98-107. doi: 10.24189/ncr.2016.008</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Рожков Ю.Ф. Оценка возможности использования показателя симметрии распределения пикселей в мониторинге состояния лесов при дешифрировании космических снимков среднего и высокого разрешения / Ю.Ф. Рожков, М.Ю. Кондакова // Nature Conservation Research. Заповедная наука. - 2016. - Вып. 1(1). - С. 98-107. doi: 10.24189/ncr.2016.008</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Fu G., Zhao H., Li C., Shi L. Segmentation for High-Resolution Optical Remote Sensing Imagery Using Improved Quadtree and Region Adjacency Graph Technique // Remote Sens. - 2013. - No. 5. - P. 3259-3279. doi:10.3390/rs5073259.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fu G., Zhao H., Li C., Shi L. Segmentation for High-Resolution Optical Remote Sensing Imagery Using Improved Quadtree and Region Adjacency Graph Technique // Remote Sens. - 2013. - No. 5. - P. 3259-3279. doi:10.3390/rs5073259.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рожков Ю.Ф. Мониторинг состояния лесных экосистем с использованием космических снимков высокого и сверхвысокого разрешения / Ю.Ф. Рожков // Вестник СВФУ. Серия «Науки о Земле». - 2019. № 4(16). С.71-81. doi: 10.25587/SVFU.2020.16.49741</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Рожков Ю.Ф. Мониторинг состояния лесных экосистем с использованием космических снимков высокого и сверхвысокого разрешения / Ю.Ф. Рожков // Вестник СВФУ. Серия «Науки о Земле». - 2019. № 4(16). С.71-81. doi: 10.25587/SVFU.2020.16.49741</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И., Тутубалина О.В. Аэрокосмические методы географических исследований. - М.: Академия, 2004. - 336 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И., Тутубалина О.В. Аэрокосмические методы географических исследований. - М.: Академия, 2004. - 336 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рожков Ю.Ф. Оценка нарушенности лесных экосистем и их восстановления после пожаров в Олекминском заповеднике (Россия) по космическим снимкам Landsat / Ю.Ф. Рожков, М.Ю. Кондакова // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. - 2021. - том 26, № 2. - С. 94-107.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Рожков Ю.Ф. Оценка нарушенности лесных экосистем и их восстановления после пожаров в Олекминском заповеднике (Россия) по космическим снимкам Landsat / Ю.Ф. Рожков, М.Ю. Кондакова // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. - 2021. - том 26, № 2. - С. 94-107.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рожков Ю.Ф. Оценка структурных характеристик лесных экосистем с использованием дешифрирования космических снимков высокого и сверхвысокого разрешений / Ю.Ф. Рожков, М.Ю. Кондакова // Вестник СВФУ.- 2018. - № 1(63). - С. 38-51. doi: 10.25587/ SVFU.2018.63.10539.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Рожков Ю.Ф. Оценка структурных характеристик лесных экосистем с использованием дешифрирования космических снимков высокого и сверхвысокого разрешений / Ю.Ф. Рожков, М.Ю. Кондакова // Вестник СВФУ.- 2018. - № 1(63). - С. 38-51. doi: 10.25587/ SVFU.2018.63.10539.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мандельброт Б.Б. Фрактальная геометрия природы. - М: Институт компьютерных исследований, 2002. - 656 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Мандельброт Б.Б. Фрактальная геометрия природы. - М: Институт компьютерных исследований, 2002. - 656 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mandelbrot B.B. The fractal geometry of trees and other natural phenomena / Buffon Bicentenary Symposium on Geometrical Probability, ed. R.Miles&amp;J.Serra. Lecture Notes in Biomathematics. - 1978. - Vol. 23. - P. 235-249.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mandelbrot B.B. The fractal geometry of trees and other natural phenomena / Buffon Bicentenary Symposium on Geometrical Probability, ed. R.Miles&amp;J.Serra. Lecture Notes in Biomathematics. - 1978. - Vol. 23. - P. 235-249.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
