Высота крон деревьев в Алматы с использованием R

В этом проекте я измерил высоту крон деревьев в Алматы 🌳. Визуализация была разработана с использованием языка программирования R и следующих библиотек: chmloader, terra, sf, maptiles, classInt, tidyverse, tidyterra, leaflet и htmlwidgets.

Контекст: Чем темнее зеленый цвет на карте, тем выше кроны деревьев. Высота крон — это высота верхнего слоя растительности в лесу или другой экосистеме, обычно измеряемая от земли до верхушек деревьев или других растений. Это важный показатель в лесном хозяйстве, экологии и исследованиях окружающей среды, так как он может служить индикатором возраста, состояния и структуры леса.

Значение измерения высоты деревьев

Измерение высоты деревьев важно по нескольким причинам:

Оценка здоровья растений: Позволяет выявлять заболевания, стрессовые условия или повреждения.
Определение возрастной структуры: Индицирует возраст деревьев, что важно для оценки их состояния и потребностей в уходе.
Оценка экосистемной роли: Связана с способностью деревьев к углеродному захвату, созданию тени и обеспечению животным укрытия.
Планирование урбанистической среды: Позволяет оценивать зеленые насаждения и их вклад в городскую среду.
Мониторинг изменений в ландшафте: Отслеживание роста и здоровья деревьев для устойчивого управления лесными и городскими зелеными зонами.

Объяснение кода

Полный код проекта доступен на GitHub. Ниже приведено краткое объяснение основных частей кода, использованных в этом проекте:

1. Загрузка данных

Код начинается с загрузки необходимых библиотек и данных. Библиотека `chmloader` используется для загрузки данных модели высоты крон (CHM), которая предоставляет информацию о высоте деревьев. Библиотека `terra` используется для обработки пространственных данных, а `sf` применяется для работы с пространственными объектами.

        library(chmloader)
        library(terra)
        library(sf)
        # Загрузка модели высоты крон (CHM)
        chm <- rast("path_to_chm_data.tif")

2. Подготовка данных

После загрузки данных CHM код обрабатывает их с использованием пакета `terra`. Данные CHM перепроецируются для соответствия координатной системе базовых карт, и применяются специфические пространственные преобразования для подготовки данных к визуализации.

        # Перепроецирование данных CHM
        chm_reproj <- project(chm, "EPSG:4326")
        
        # Подготовка данных для картографирования
        chm_clipped <- crop(chm_reproj, extent_of_area)
        chm_masked <- mask(chm_clipped, mask_shapefile)

3. Визуализация данных

Визуализация создается с использованием библиотек `tidyterra`, `maptiles` и `leaflet`. Эти библиотеки позволяют интегрировать данные о высоте крон с базовыми картами, создавая интерактивное и информативное отображение высоты деревьев по всему Алматы. Более темные зеленые цвета обозначают более высокие кроны деревьев.

        # Создание карты с помощью leaflet
        leaflet() %>%
          addProviderTiles(providers$CartoDB.Positron) %>%
          addRasterImage(chm_masked, colors = height_color_palette, opacity = 0.8) %>%
          addLegend("topright", pal = height_color_palette, values = values(chm_masked),
                    title = "Высота крон (м)")

4. Настройка карты

Карту можно дополнительно настроить с помощью различных слоев, цветовых палитр и интерактивных элементов. Код также позволяет добавлять маркеры, метки и другие элементы карты для выделения определенных областей интереса или предоставления дополнительного контекста.

Заключение

Этот проект демонстрирует процесс измерения и визуализации высоты крон в городской среде, такой как Алматы. Используя R и различные библиотеки для пространственного анализа, мы можем получить ценные сведения о зеленой инфраструктуре города и ее роли в городской экосистеме. Для получения более подробной информации и полного кода посетите проект на GitHub.