sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.15356/0373-2444-2017-1-110-123sergeogr-545Research ArticleГеоинформационные системы и картографированиеGeoinformation Systems and MappingsГЛОБАЛЬНЫЕ БАЗЫ ДАННЫХ ЗЕМЕЛЬНОГО ПОКРОВА И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ЛАНДШАФТОВGlobal Land Cover Data Bases and their Perspectives for Present-Day Landscapes MappingАлексееваН. Н.AlekseevaN. N.

географический факультет

Faculty of Geography

nalex01@mail.ruКлимановаО. А.KlimanovaO. A.

географический факультет

Faculty of Geography

oxkl@yandex.ruХазиеваЕ. С.KhazievaE. S.

географический факультет

Faculty of Geography

savliz@yandex.ruМосковский государственный университет имени М. В. ЛомоносоваРоссияMoscow State UniversityRussian Federation20172904201701110123Copyright © Алексеева Н.Н., Климанова О.А., Хазиева Е.С., 20172017Алексеева Н.Н., Климанова О.А., Хазиева Е.С.Alekseeva N.N., Klimanova O.A., Khazieva E.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/545

Базы данных о земельном покрове, полученные в результате обработки космических снимков с различных съемочных систем, широко используются в мире для картографирования ландшафтов/экосистем в глобальных и региональных масштабах. Для этих целей проанализированы базы данных: университета Мерилэнда (UMD Land Cover Classification) за 1981-1994 гг., DISCover land cover за 1992-1993 гг., Global Land Cover 2000, GlobCover за 2009 г. и MODIS Land Cover за 2001-2012 гг. На основе попиксельного и поклассового анализа классификаций UMD Land Cover Classification и Global Land Cover 2000 сделан вывод о том, что получение достоверных результатов об изменении состояния земельного покрова возможно только для их отдельных категорий. Для картографирования изменений землепользования современных ландшафтов лучше подходят данные MODIS Land Cover за период 2001-2012 гг., которые могут быть скомбинированы с данными AVHRR, доступными на период 1982-2006 гг. Рассмотрены ограничения и возможности применения указанных баз данных, в том числе для создания динамической классификации современных ландшафтов на основе типологии изменений землепользования за период 1980-2010 гг. Показано, что данные о земельном покрове хорошо отражают преобладающие геоэкологические функции геосистем: средорегулирующие (экосистемные), продукционные, производственные и селитебные, которые могут быть положены в основу новой системы классификации современных ландшафтов

Land cover databases obtained as a result of processing space images from different imaging systems are used around the world for mapping landscapes/ecosystems at global and regional scales. For these purposes, the following databases are analyzed: the University of Maryland’s UMD Land Cover Classification for 1981-1994, DISCover land cover for 1992-1993, Global Land Cover 2000, GlobCover for 2009, and MODIS Land Cover for 2001-2012. On the basis of per pixel and per class analysis of UMD Land Cover Classification and Global Land Cover 2000 it was concluded that to obtain reliable results on the status of the land cover is possible only for certain categories. MODIS Land Cover data for 2001-2012, which may be combined with AVHRR data available for 1982-2006, are better suited for mapping land use changes of contemporary landscapes. The constraints and opportunities for using these databases, including the creation of a dynamic classification of contemporary landscapes on the basis of the typology of land use changes for 1980-2010 are considered. It is shown that the data on land cover reflect the prevailing geoecological functions of geosystems: environment regulatory (ecosystem), productive, industrial and residential, which can be the basis for a new classification system for modern landscapes.

земельный покровсовременные ландшафтыпространственный анализбазы данныхклассификациигармонизация легендмелкомасштабное картографированиеизменение ландшафтовland covercontemporary landscapesspatial analysisdatabasesclassificationsharmonization of legendssmall-scale mappingchanging landscapesReferencesАлексеев Б.А., Калуцкова Н.Н., Миланова Е.В., Солнцев В.Н. Ландшафтный подход к изучению динамики земельного покрова/землепользования//Вестник Моск. гос. ун-та. Сер. геогр. 2006. № 5. С. 36-41.Алексеев Б.А., Калуцкова Н.Н., Миланова Е.В., Солнцев В.Н. Ландшафтный подход к изучению динамики земельного покрова/землепользования//Вестник Моск. гос. ун-та. Сер. геогр. 2006. № 5. С. 36-41.Географические пояса и зональные типы ландшафтов мира (карта)/Под ред. Е.Н. Лукашовой. М.: ГУГК, 1988.Географические пояса и зональные типы ландшафтов мира (карта)/Под ред. Е.Н. Лукашовой. М.: ГУГК, 1988.Геоэкологическое состояние ландшафтов суши//География, общество, окружающая среда. Т. 2. Функционирование и современное состояние ландшафтов. Ч. 2. М.: Изд. дом "Городец", 2004. С. 299-476.Геоэкологическое состояние ландшафтов суши//География, общество, окружающая среда. Т. 2. Функционирование и современное состояние ландшафтов. Ч. 2. М.: Изд. дом "Городец", 2004. С. 299-476.Климанова О.А. Выделение геоэкологических регионов в Африке как составляющая территориального планирования устойчивого развития//Региональная экономика: теория и практика. 2015. № 16. С. 34-45.Климанова О.А. Выделение геоэкологических регионов в Африке как составляющая территориального планирования устойчивого развития//Региональная экономика: теория и практика. 2015. № 16. С. 34-45.Николаев В.А., Копыл И.В., Сысуев В.В. Природно-антропогенные ландшафты (сельскохозяйственные и лесохозяйственные). М.: Географический фак-т Моск. гос. ун-та, 2008. 160 с.Николаев В.А., Копыл И.В., Сысуев В.В. Природно-антропогенные ландшафты (сельскохозяйственные и лесохозяйственные). М.: Географический фак-т Моск. гос. ун-та, 2008. 160 с.Пузаченко Ю.Г., Санковский А.Г., Козлов Д.Н., Сиунова Е.В. Соотношение ландшафтообразующих факторов на уровне биосферы//Ландшафтоведение: теория, методы, региональные исследования, практика: Матер. XI Международ. ландшафтной конф. М.: Географический факультет Моск. гос. ун-та, 2006. С. 71-73.Пузаченко Ю.Г., Санковский А.Г., Козлов Д.Н., Сиунова Е.В. Соотношение ландшафтообразующих факторов на уровне биосферы//Ландшафтоведение: теория, методы, региональные исследования, практика: Матер. XI Международ. ландшафтной конф. М.: Географический факультет Моск. гос. ун-та, 2006. С. 71-73.Трапезникова О.Н. Геоэкологическая концепция агроландшафта//Изв. РГО. 2014. Вып. 1. С. 73-85.Трапезникова О.Н. Геоэкологическая концепция агроландшафта//Изв. РГО. 2014. Вып. 1. С. 73-85.Хазиева Е.С. ГИС моделирование изменений земельного покрова в лесостепной зоне Русской равнины на основе глобальных баз данных//Геодезия и картография. 2015. № 10. С. 43-50.Хазиева Е.С. ГИС моделирование изменений земельного покрова в лесостепной зоне Русской равнины на основе глобальных баз данных//Геодезия и картография. 2015. № 10. С. 43-50.Bartalev S.A., Belward A.S., Erchov D.V., and Isaev A.S. A new SPOT4-VEGETATION derived land cover map of Northern Eurasia//International J. of Remote Sensing. 2003. № 9 (24). P. 1977-1982.Bartalev S.A., Belward A.S., Erchov D.V., and Isaev A.S. A new SPOT4-VEGETATION derived land cover map of Northern Eurasia//International J. of Remote Sensing. 2003. № 9 (24). P. 1977-1982.Bartholome E. and Belward A.S. GLC2000: A new approach to global land cover mapping from Earth Observation data//International J. of Remote Sensing. 2005. V. 26. P. 1959-1977.Bartholome E. and Belward A.S. GLC2000: A new approach to global land cover mapping from Earth Observation data//International J. of Remote Sensing. 2005. V. 26. P. 1959-1977.Cabral A., de Vasconcelos M.J.P., Pereira J.M.C. Bartholome Ё, and Mayaux P. Multitemporal compositing approaches for SPOT-4 VEGETATION data // International J. of Remote Sensing. 2003. V. 24. P. 3343-3350.Cabral A., de Vasconcelos M.J.P., Pereira J.M.C. Bartholome Ё, and Mayaux P. Multitemporal compositing approaches for SPOT-4 VEGETATION data // International J. of Remote Sensing. 2003. V. 24. P. 3343-3350.Giria C, Zhub Z, and Reeda B. A comparative analysis of the Global Land Cover 2000 and MODIS land cover data sets//Remote Sensing of Environment. 2005. № 94. P. 123-132.Giria C, Zhub Z, and Reeda B. A comparative analysis of the Global Land Cover 2000 and MODIS land cover data sets//Remote Sensing of Environment. 2005. № 94. P. 123-132.DISCover land cover http://daac.ornl.gov/. URL: http://glcf.umd.edu/data/lc/(date of access: 20.06.2014).DISCover land cover http://daac.ornl.gov/. URL: http://glcf.umd.edu/data/lc/(date of access: 20.06.2014).Forest Cover Mapping and monitoring with NOAA-AVHRR and other coarse spatial resolution sensors. Forest Resources Assessment Programme. 2000. Working Paper 29.Forest Cover Mapping and monitoring with NOAA-AVHRR and other coarse spatial resolution sensors. Forest Resources Assessment Programme. 2000. Working Paper 29.Freund Y. Boosting a weak learning algorithm by majority//Information and Computation. 1995. № 2 (121). P. 256-285.Freund Y. Boosting a weak learning algorithm by majority//Information and Computation. 1995. № 2 (121). P. 256-285.Friedl M.A., McIver D.K., Hodges J.C.F., Zhang X.Y., Muchoney D., Strahler A.H., Woodcock C.E., Gopal S., Schneider A., Cooper A., Baccini A., Gao F., and Schaaf C. Global land cover mapping from MODIS: Algorithms and early results//Remote Sensing of Environment. 2002. № 1-2 (83). P 287-302.Friedl M.A., McIver D.K., Hodges J.C.F., Zhang X.Y., Muchoney D., Strahler A.H., Woodcock C.E., Gopal S., Schneider A., Cooper A., Baccini A., Gao F., and Schaaf C. Global land cover mapping from MODIS: Algorithms and early results//Remote Sensing of Environment. 2002. № 1-2 (83). P 287-302.GEOSS. The Global Earth Observation System of Systems GEOSS10-Year Implementation Plan. 2005 . URL: http://www.earthobservations. org (date of access: 20.05.2015).GEOSS. The Global Earth Observation System of Systems GEOSS10-Year Implementation Plan. 2005 . URL: http://www.earthobservations. org (date of access: 20.05.2015).Global Land Cover 2000 . URL: http://bioval.jrc.ec.europa.eu/products/glc2000/products.php (date of access: 20.05.2015).Global Land Cover 2000 . URL: http://bioval.jrc.ec.europa.eu/products/glc2000/products.php (date of access: 20.05.2015).GlobCover . URL: http://due.esrin. esa.int/page_globcover.php (date of access: 20.03.2015).GlobCover . URL: http://due.esrin. esa.int/page_globcover.php (date of access: 20.03.2015).Hansen M.C., Defries R.S., Townshend J.R.G., and Sohlberg R. Global land cover classification at 1 km spatial resolution using a classification tree approach//International Journal of Remote Sensing. 2000. № 7 (216). P. 1331-1364.Hansen M.C., Defries R.S., Townshend J.R.G., and Sohlberg R. Global land cover classification at 1 km spatial resolution using a classification tree approach//International Journal of Remote Sensing. 2000. № 7 (216). P. 1331-1364.Herold M., Mayaux P., Woodcock C.E., Baccini A., and Schmullius C. Some challenges in global land cover mapping: An assessment of agreement and accuracy in existing 1 km datasets//Remote Sensing of Environment. 2008. V. 112. P. 2538-2556.Herold M., Mayaux P., Woodcock C.E., Baccini A., and Schmullius C. Some challenges in global land cover mapping: An assessment of agreement and accuracy in existing 1 km datasets//Remote Sensing of Environment. 2008. V. 112. P. 2538-2556.Herold M. and Schmullius C. Report on the Harmonization of Global and Regional Land Cover Products. Workshop report at FAO, Rome, Italy, 14-16 July 2004. GOFC-GOLD report series. V. 20. URL: http://www. fao.org/gtos/gofc-gold/series.html (date of access: 20.05.2015).Herold M. and Schmullius C. Report on the Harmonization of Global and Regional Land Cover Products. Workshop report at FAO, Rome, Italy, 14-16 July 2004. GOFC-GOLD report series. V. 20. URL: http://www. fao.org/gtos/gofc-gold/series.html (date of access: 20.05.2015).Jansen L.J.M. Thematic harmonisation and analysis of Nordic data sets into Land Cover Classification System LCCS terminology/In: G. Groom (Ed.). Developments in strategic land-scape monitoring for the Nordic countries ANP. Copenhagen: Nordic Council of Ministers. 2004. V. 705. P. 91-118.Jansen L.J.M. Thematic harmonisation and analysis of Nordic data sets into Land Cover Classification System LCCS terminology/In: G. Groom (Ed.). Developments in strategic land-scape monitoring for the Nordic countries ANP. Copenhagen: Nordic Council of Ministers. 2004. V. 705. P. 91-118.Latifovic R. and Olthof I. Accuracy assessment using subpixel fractional error matrices of global land cover products derived from satellite data//Remote Sensing of Environment. 2004. V. 90. P. 153-165.Latifovic R. and Olthof I. Accuracy assessment using subpixel fractional error matrices of global land cover products derived from satellite data//Remote Sensing of Environment. 2004. V. 90. P. 153-165.Loveland T.R., Reed B.C., Brown J.F., Ohlen D.O., Zhu Z., Yang L., and Merchant J. W. Development of a global land cover characteristics database and IGBP DISCover from 1 km AVHRR data//International J. of Remote Sensing. 2000. 216-7. P. 1303-1330.Loveland T.R., Reed B.C., Brown J.F., Ohlen D.O., Zhu Z., Yang L., and Merchant J. W. Development of a global land cover characteristics database and IGBP DISCover from 1 km AVHRR data//International J. of Remote Sensing. 2000. 216-7. P. 1303-1330.Milleniun Ecosystems Assessment. Ecosystems and Human Well-being: Synthesis. Washington, DC: Island Press, 2005. 153 p.Milleniun Ecosystems Assessment. Ecosystems and Human Well-being: Synthesis. Washington, DC: Island Press, 2005. 153 p.MODIS Land Cover . URL: http://glcf.umd.edu/data/lc/(date of access: 20.06.2015).MODIS Land Cover . URL: http://glcf.umd.edu/data/lc/(date of access: 20.06.2015).Mucher C.A., Klijn J.A., Wascher D.M., and Schamine'e J.H.J. A new European Landscape Classification (LAN-MAP): A transparent, flexible and user-oriented methodology to distinguish landscapes//Ecol. Indicators. 2010. № 10. P. 87-103.Mucher C.A., Klijn J.A., Wascher D.M., and Schamine'e J.H.J. A new European Landscape Classification (LAN-MAP): A transparent, flexible and user-oriented methodology to distinguish landscapes//Ecol. Indicators. 2010. № 10. P. 87-103.Muchoney D., Strahler A., Hodges J., and LoCastro J. The IGBP DISCover Confidence Sites and the System for Terrestrial Ecosystem Parameterization: Tools for Validating Global Land Cover Data // Photogrammetric, Engineering and Remote Sensing. 1999. № 9 (65). P. 1061-1067.Muchoney D., Strahler A., Hodges J., and LoCastro J. The IGBP DISCover Confidence Sites and the System for Terrestrial Ecosystem Parameterization: Tools for Validating Global Land Cover Data // Photogrammetric, Engineering and Remote Sensing. 1999. № 9 (65). P. 1061-1067.Roy P.S. and Joshi P.K. Tropical Forest Cover Assessment using Wide Field Sensor IRS -1C//NNRMS(B). 2000. № 25. P. 22-29.Roy P.S. and Joshi P.K. Tropical Forest Cover Assessment using Wide Field Sensor IRS -1C//NNRMS(B). 2000. № 25. P. 22-29.Sato H.P. and Tateishi R. Proposal for global land cover guideline legend based on FAO’s LCCS//Asian Journal of Geoinformatics. 2002. V. 3. № 2 (3). P. 35-45.Sato H.P. and Tateishi R. Proposal for global land cover guideline legend based on FAO’s LCCS//Asian Journal of Geoinformatics. 2002. V. 3. № 2 (3). P. 35-45.Sayre R., Dangermond J., Frye C., Vaughan R., Aniello P., Breyer S., Cribbs D., Hopkins D., Nauman R., Derrenbacher W., Wright D., Brown C., Convis C., Smith J., Benson L., Paco VanSistine D., Warner H., Cress J., Danielson J., Hamann S., Cecere T., Reddy A., Burton D., Grosse A., True D., Metzger M., Hartmann J., Moosdorf N., Dürr H., Paganini M., DeFourny P., Arino O., Maynard S., Anderson M., and Comer P. A New Map of Global Ecological Land Units -An Ecophysiographic Stratification Approach. Washington, DC: Association of American Geographers. 2014. 46 p.Sayre R., Dangermond J., Frye C., Vaughan R., Aniello P., Breyer S., Cribbs D., Hopkins D., Nauman R., Derrenbacher W., Wright D., Brown C., Convis C., Smith J., Benson L., Paco VanSistine D., Warner H., Cress J., Danielson J., Hamann S., Cecere T., Reddy A., Burton D., Grosse A., True D., Metzger M., Hartmann J., Moosdorf N., Dürr H., Paganini M., DeFourny P., Arino O., Maynard S., Anderson M., and Comer P. A New Map of Global Ecological Land Units -An Ecophysiographic Stratification Approach. Washington, DC: Association of American Geographers. 2014. 46 p.Smith J.H., Wickham J.D., Stehman S.V., and Yang L. Impacts of patch size and land-cover heterogeneity on thematic image classification accuracy//Photogrammetric Engineering and Remote Sensing. 2002. V. 68. P. 65-70.Smith J.H., Wickham J.D., Stehman S.V., and Yang L. Impacts of patch size and land-cover heterogeneity on thematic image classification accuracy//Photogrammetric Engineering and Remote Sensing. 2002. V. 68. P. 65-70.TEEB. The Economics of Ecosystems and Biodiversity: Mainstreaming the Economics of Nature. A synthesis of the approach, conclusions and recommendations of TEEB. 2010. 49 p.TEEB. The Economics of Ecosystems and Biodiversity: Mainstreaming the Economics of Nature. A synthesis of the approach, conclusions and recommendations of TEEB. 2010. 49 p.Tropek R., Sedldcek O., Beck J., Keil P., Musilovd Z., Simovd I., and Storch D. Comment on "High-resolution global maps of 21st-century forest cover change"//Science. 30 May 2014. V. 344. Issue 6187. 981 p.Tropek R., Sedldcek O., Beck J., Keil P., Musilovd Z., Simovd I., and Storch D. Comment on "High-resolution global maps of 21st-century forest cover change"//Science. 30 May 2014. V. 344. Issue 6187. 981 p.UMD Land Cover Classification . URL: http://glcf.umd.edu/data/landcover/(date of access: 20.04.2015).UMD Land Cover Classification . URL: http://glcf.umd.edu/data/landcover/(date of access: 20.04.2015).Vancutsem C., Defourny P., and Bogaert P. Processing methodology for full exploitation of daily VEGETATION data//GLC2000 "first results" workshop. Ispra. 18-22 March 2002.Vancutsem C., Defourny P., and Bogaert P. Processing methodology for full exploitation of daily VEGETATION data//GLC2000 "first results" workshop. Ispra. 18-22 March 2002.Walker D.A., Gould W.A., Maier H.A., and Reynolds M.K. The Circumpolar Arctic Vegetation Map: AVHRR-derived base maps, environmental controls, and integrated mapping procedures//International J. of Remote Sensing. 2002. V. 23. № 21. P. 4551-4570.Walker D.A., Gould W.A., Maier H.A., and Reynolds M.K. The Circumpolar Arctic Vegetation Map: AVHRR-derived base maps, environmental controls, and integrated mapping procedures//International J. of Remote Sensing. 2002. V. 23. № 21. P. 4551-4570.World Map of Present-Day Landscapes/Milanova E.V., Kushlin A.V., Middleton N.J. (Ed.). Moscow: Soyuzkarta Publishers, 1993.World Map of Present-Day Landscapes/Milanova E.V., Kushlin A.V., Middleton N.J. (Ed.). Moscow: Soyuzkarta Publishers, 1993.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.