Методология работы
INFES; представляет собой задачу логистики и интеграции разнородной собранной информации, для которой необходимо разработать операционную стратегию, позволяющую получить максимум информации с учетом ее качества, максимально избегая человеческих ошибок. Обучение ключевой и операционной команды является ключевым моментом в успешном развитии INF в рамках планирования, которое позволяет эффективно развивать и систематизировать деятельность на местах и в офисе.
В этом разделе в общих чертах будут обсуждаться системы, которые будут использоваться для сбора необходимой информации для создания ожидаемых продуктов.
Различные методы управления дистанционными датчиками (спутниковые изображения), фотограмметрии, фотоинтерпретации, выборки, синдромной картографии и обработки, которые будут использоваться в отношении инвентаризации леса, зависят от характеристик каждой инвентаризации. Однако многие элементы общей системы проектирования будут общими для всех уровней инвентаризации.
Национальная инвентаризация лесов Сальвадора (INFES) будет разработана на основе рекомендуемых стандартов для разработки управленческих инвентаризаций лесов и будет включать следующие этапы
Этап I. Планирование и дизайн инвентаризации леса.
Эту инвентаризацию леса можно определить как совместную работу с информацией, касающейся местоположения, собственности, характера и продуктивности лесов, а также их возможной эволюции, чтобы предоставить как государству, так и компании частная, своевременная и необходимая информация для принятия правильных решений по рациональному использованию лесных ресурсов страны. Компоненты, составляющие фазу I, следующие:
Компонент №1 Состав команды
Команда главных технических специалистов, назначенных для проекта, состоит из избранной группы профессионалов с большим опытом работы в области лесного хозяйства, специализирующихся в области ГИС, фотоинтерпретации, планиметрической реституции, стратификации и фотоинтерпретации лесов, а также солидных знаний о методах отбора проб и отличные навыки и умения управлять лесоизмерительным оборудованием.
Состав команды будет:
Один руководитель проекта
Три фото переводчика
Компонент № 2 Обучение
На этом этапе обучение отдает приоритет укреплению знаний о дазометрии, фотоинтерпретации и географических информационных системах. Будет использоваться методология «обучения на практике», поэтому обучение будет проводиться непосредственно на местах.
В соответствии с тем, что установлено в техническом задании, помимо персонала, выполняющего инвентаризацию, будут обучены три технических члена персонала лесной службы и три техника из учреждений, связанных с лесохозяйственной деятельностью, или в общей сложности шесть технических специалистов.
Компонент № 3 Поиск существующей информации
Будет собран наибольший объем существующей информации, чтобы адекватно поддержать низкий уровень и избежать дублирования усилий в тех случаях, когда уже есть результаты, применимые к этой работе.
Среди информации, которую нужно искать, у нас есть:
- Изображения существующих спутников; аэрофотоснимки с 1979 года по настоящее время; карты землепользования; карты наземных и водных экосистем; топографические карты в масштабе 1:25 000; цифровая базовая карта Сальвадора; карта растительного покрова Эль Сальвадор; гидрологические карты; карты pedologíca; карты агрологические.
Компонент № 4 Типизация и стратификация
Типизация и стратификация - это инструменты; которые стремятся снизить статистическую погрешность во время сбора информации в полевых условиях при условии гомогенизации полевой выборки. Этот компонент можно считать наиболее важным офисным мероприятием, используя вторичную информацию (карта растительного покрова) и фотоинтерпретацию (анализ аэрофотосъемки).
Подкомпонент № 4.1 Типизация
Карта лесного покрова, разработанная Министерством окружающей среды и природных ресурсов (MARN), соответствует классификации, используемой Департаментом лесного хозяйства ФАО для классификации лесов на глобальном, региональном и национальном уровнях.
Типы лесов, представленные на карте покрытия:
Подкомпонент № 4.2. стратификация
Правильно определив каждый тип леса, перейдем к стратификации по типу леса. Вертикальная структура является наиболее часто используемым методом стратификации, учитывая, что вертикальная стратификация зависит от характеристик составляющих ее видов и условий микросреды, присутствующих на разных высотах профиля.
Эти различия в микросреде позволяют видам с разными потребностями в энергии располагаться на уровнях, которые лучше всего отвечают их потребностям. В дополнение к вертикальной структуре, плотность населения деревьев, составляющих лесную массу, будет еще одним фактором, который будет использоваться для процесса стратификации.
Стратификация очень важна для получения большей точности при оценке средних данных о структуре леса. Стратификация определяет лесные участки, которые различаются по биофизическим характеристикам и / или флористическому составу и структуре растительности. Инвентарные участки в разных слоях должны больше отличаться друг от друга, чем участки в одном и том же слое.
Важно иметь четкое описание пластов с легко узнаваемыми характеристиками в самом лесу. Таким образом, можно проверить в полевых условиях, что стратификация будет первоначально проводиться на основе фотографий или спутниковых снимков.
Согласно предыдущей посылке, INFES будет использовать систему вертикальной стратификации, используя следующую классификацию:
1. Высокий лес
1.1. Густой лес
1.2. Полуплотный Высокий лес
1.3. Альто Рало или Открытый лес
2. Средний лес
1.1. Среднегустой лес
1.2. Средний полупустой лес
1.3. Средне редкий или открытый лес
3. Невысокий лес
3.1. Малая густота леса
3.2. Низкий полугустой лес
3.3. Низкий лес или открытый
Компонент № 5 Подготовка базовой карты
Используя планиметрические методы реституции, для разработки базовой карты леса результаты стратификационных работ будут перенесены на соответствующие базовые карты; растительного покрова Сальвадора, топографические карты в масштабе 1:25 000 и цифровая базовая карта Сальвадора.
НСЗ имеет самые современные технологии и полную географическую информационную систему (ГИС). В этом исследовании технические и человеческие ресурсы, необходимые для рекомендаций и разработки различных работ, включенных в это методологическое предложение, будут предоставлены в распоряжение группы-исполнителей.
К услугам «Национальной инвентаризации лесов Сальвадора», помимо материалов и средств, которые уже имеются у НСЗ, будут помещены те соглашения, которые считаются необходимыми для выполнения для нормального развития работ, описанных ниже:
Чтобы сформулировать этот диагноз, важно подготовить Базовую картографию лесных ресурсов и тематическую картографию, которая отражает понимание и объем ожидаемых продуктов.
Для картографической разработки будет использоваться программное обеспечение ГИС «ArcView» и его приложения, которые были приобретены для использования в исследовании и будут доставлены подрядчику по завершении инвентаризации.
Исследование начнется с имеющейся картографии, которая включает квадранты IGN в масштабе 1:25 000, аэрофотоснимки, спутниковые изображения, существующие в MARN, и спутниковые изображения, существующие в других учреждениях. Кроме того, он будет использовать новые изображения, которые будут получены во время разработки инвентаризации: панхроматический режим IRS, разрешение 5 метров с масштабом 70 x 70 см.
Что касается базовой картографии, предусматривается использование топографических квадратов Сальвадора в масштабе 1: 25 000 в цифровом формате, как планиметрическом, так и альтиметрическом; Карта растительности Сальвадора, недавно подготовленная MARN, будет наложена на эту картографию, чтобы служить отправной точкой для типизации лесов.
Для поддержки полевых работ и проверки данных технология GPS с метрической и субметрической точностью будет использоваться для географической привязки спутниковых изображений, слоев и выборочных участков.
Цифровое покрытие будет представлять собой то, что мы называем «базовой топографической картографией», и сгенерированная базовая и тематическая информация будет наложена на эту основу для проверки.
С помощью этой информации необходимые карты будут интерпретированы, оцифрованы и разработаны с точностью до масштаба 1: 25 000 на уровне департаментов и 1: 300 000 для страны.
Компонент № 6 Система отбора проб.
В исходной методологии, представленной НСЗ, рассматривается предварительная стадия выборки, в которой нет необходимости, если используется модель выборки, основанная на адекватной типизации и стратификации. Затраты на этап предварительной выборки повысят общие затраты на этап инвентаризации с учетом фактора времени, поскольку необходимо проводить этап предварительной выборки для каждого слоя, определенного на этапе кабинета, в литературе по измерениям в лесном хозяйстве указывается, что этап предварительной выборки Они проводятся в основном в лесах определенных размеров (надлежащим образом разграниченные леса с известной площадью), а также методологические стандарты национальных инвентаризаций лесов не рассматривают этап предварительного отбора проб как часть последующих этапов.
Желательно, чтобы НСЗ сосредоточились на разработке этапа кабинета для достижения адекватной стратификации и модели системы выборки, соответствующей национальной действительности.
Процесс стратификации состоит из разделения популяции на субпопуляции или страты, которые отбираются независимо, так что оценки могут быть сделаны по стратам и общей оценке ее параметров.
Эти слои могут соответствовать разным типам леса, ограниченным на аэрофотоснимках и спутниковых снимках. Типы леса могут различаться в зависимости от видового состава, управления или степени вмешательства, структуры, состояния развития и т. Д.
Слои могут быть составлены на основе обычной картографии путем разделения лесной территории в соответствии с параметрами окружающей среды, такими как высота, экспозиция и т. Д. Слои не обязательно должны быть непрерывными. Пласт может состоять из нескольких однородных единиц (насаждений) одного класса, не имеющих географической преемственности. Минимальный размер площадей или насаждений, составляющих пласт, может варьироваться от долей гектара до сотен гектаров, в зависимости, среди прочего, от типа используемой системы инвентаризации.
В некоторых случаях обширные поверхности подразделяются в зависимости от общих границ, собственности и т. Д. Этот процесс нельзя назвать стратификацией, а скорее спецификацией независимых единиц инвентаризации.
Согласно PRETO (1992), при принятии процедуры стратификации необходимо учитывать следующие критерии:
- Выделение слоев возможно только в том случае, если границы между насаждениями являются резкими; предпочтительно использовать относительно широкие классы четко различающихся параметров на изображениях, которые интерпретируются, а также в полевых условиях. Очень подробные классификации могут быть неэффективными, поскольку динамика лесов делает ограничения обнаруживаемыми только на самых последних изображениях. С другой стороны, эффект стратификации не становится намного более эффективным при создании классов с очень узкими диапазонами. Можно показать, что лучшая переменная стратификации - это та же самая внутренняя переменная. Следовательно, удобно установить страты на основе параметров, которые при объединении их значений порождают классы, сильно связанные с уровнями, принятыми переменной итераций в генеральной совокупности.
Стратификация путем классификации фотопунктов без делимитации во многих случаях может быть лучшим вариантом по нескольким причинам:
- Фотоинтерпретация на небольших участках более точна, чем разграничение больших площадей, особенно когда характеристики леса сильно зависят от условий окружающей среды (естественный лес), а это очень разнообразно. Вариативность параметров, интерпретируемых на фотограммах, меньше, чем у параметры, используемые в традиционной фотоинтерпретации для определения границ слоев.Постоянная сеть фотограмм позволяет лучше контролировать эволюцию кровли с помощью многократных фотоинтерпретаций.
Эффект стратификации заключается в уменьшении ошибки оценки для популяции в результате более низкой вариабельности между индивидами в пределах страты по сравнению с вариацией между индивидами в популяции без стратификации. Чем меньше вариация в пределах страт, тем эффективнее стратифицированная оценка. Способ распределения единиц по разным стратам также включает уменьшение ошибок.
Высокая стоимость доступа к национальным кадастрам часто приводит к концентрации полевой выборки. Оптимальная степень концентрации зависит отчасти от структурных характеристик леса и отчасти от соотношения между стоимостью доступа к точке в районе и стоимостью измерения каждой единицы (участка) поблизости от указанной точки., Наиболее распространенная процедура стратифицированной выборки - это конгломерат, который состоит из разделения на блоки, составляющие единицы первого этапа. В выборке случайно выбранных блоков определенное количество блоков (участков), составляющих блоки второго этапа, также случайно расположено. В настоящее время блоки или единицы первого этапа имеют одинаковый размер, как и размер выборки второго этапа в выбранных блоках.
Принципы работы систем основаны на:
- Перед распределением выборки популяция делится на L слоев или субпопуляций, граничные размеры которых точно известны. Поскольку Yh - общий слой h, общая численность населения составляет:
- В каждой страте h случайным образом распределяется независимая выборка размера nh, и в каждой единице выборки оцениваются один или несколько атрибутов (yh, zh,…..). На основе выборки оценивается общая совокупность в каждой страте (Yh) таким образом, что на практике его можно считать несмещенным, по крайней мере, для практических целей и с известной дисперсией SYh (или ошибкой оценки), также несмещенной.
Затем у нас есть переменные Y1, Y2, …….Yh, ………..YL, все они независимые случайные величины, с их оценочными дисперсиями:
Соответствующие оценки методологии начинаются с объективной оценки всего населения следующим образом:
В зависимости от процедуры оценки выборки можно оценить другие характеристики совокупности, такие как средние значения на единицу выборки или глобальные итоги на единицу площади.
У каждого оценщика Yh есть дисперсия V (Yh), значение которой зависит от используемого плана выборки. Поскольку дисперсия суммы независимых случайных величин равна сумме их дисперсий, дисперсия оценочной общей совокупности выглядит следующим образом:
Ошибка оценки начинается с:
Беспристрастные оценки дисперсии
Несмещенная оценка ошибки оценки генеральной совокупности:
Предел недоверия предполагает, что вся стратифицированная популяция имеет тенденцию к нормальному распределению, конфиденциальные пределы для уровня достоверности 1 - а.
Значение t зависит от уровня достоверности и степеней свободы. Это, в свою очередь, зависит от того, можно ли считать дисперсию в стратах однородной или нет. Обычно предполагается n - L степеней свободы.
Начиная со статистического анализа для стратифицированного метода, анализ проводится на уровне конгломерата. Учитывая популяцию (лесная территория), она делится на N блоков (внутри пласта), все одинакового размера. Каждый блок, в свою очередь, объединен M единиц (участков), также постоянного размера.
На первом этапе случайным образом выбираются n блоков. Внутри каждого выбранного блока находится m единиц (участков) выборки. В каждой единице j каждого блока i оценивается атрибут yij.
Общая популяция y выглядит следующим образом:
Где средняя численность населения на единицу составляет:
Ниже приводится объективная оценка средней численности населения на единицу второй стадии (участков).
куда
yi - среднее значение в первичном блоке (блоке) i:
Общая численность населения оценивается, также беспристрастно, следующим образом:
Общую дисперсию можно разделить на две аддитивные составляющие:
Рисунок № 2
«Метод стратифицированной кластерной выборки»
Источник: собственная разработка (Мелгар, М. 2002).
Рисунок № 3
«Ход процесса INFES»
Компонент № 6 Предварительный тур
После разработки различных начальных этапов кабинета будет проведена предварительная экскурсия с командой по инвентаризации с основной целью проверки типизации, стратификации и разработанной системы выборки; а также определение потребностей в материально-технических и человеческих ресурсах, необходимых на этапе II.
Предварительный тур не должен превышать 15 (пятнадцать) дней и должен быть правильно спланирован, чтобы оптимизировать ресурсы, которые будут вложены в процесс. Важно учитывать, что предварительный тур является частью стандартной методологии, используемой TFAP и обычной инвентаризацией, и ее игнорирование может ограничить действия, которые могут улучшить качество работы, которую предстоит разработать.
