Материалы 21-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 13–17 ноября 2023 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XXI.F.507

Исследование воздействия луговых пожаров на растительный покров природных сообществ на основе изменения спектральных индексов NBR и NDVI

Тихонов Д.Н. (1,2), Карпачевский А.М. (1), Королева Т.В. (1)
(1) МГУ имени М.В. Ломоносова Географический факультет, Москва, Россия
(2) Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, Москва, Россия
Природные пожары являются одним из ведущих факторов воздействия на природную среду. Изучению пожаров с применением данных дистанционного зондирования Земли уделяется большое внимание в научном сообществе по всему миру (French et al, 2008, Pacheco, 2021). Однако и в мире, и, в особенности, в России подавляющая часть данных работ посвящена изучению лесных пожаров. В то же время луговые пожары являются не менее важной проблемой, которая на данный момент изучена недостаточно.
Целью данной работы было исследование влияния луговых пожаров на изменение состояния растительных сообществ, в т.ч. на территории ООПТ, с использованием многовременных спутниковых снимков среднего пространственного разрешения Sentinel-2. Для подбора и анализа снимков использовалась облачная платформа Google Earth Engine.
В работе подробно изучались 9 пожаров, проходивших на территории 4 регионов юга Западной Сибири (Курганской, Новосибирской, Омской и Челябинской областей) в период с 2019 по 2021 год. Для каждого пожара были подобраны атмосферно-корректированные снимки на диапазон дат [1 года до пожара; 2 года после пожара] с маскированием облачности. На изучаемых пирогенно-трансформированных территориях было выделено по 10 квадратных площадок размером 350*350 метров. Аналогично было выделено по столько же площадок на примыкающей негоревшей территории. Для всех выделенных участков были рассчитаны значения нормализованного индекса гари (NBR) и вегетационного индекса (NDVI). Для изучения воздействия пожаров на состояние луговой растительности оценивалось изменение значений данных спектральных индексов, для учета собственной динамики состояния растительности сопоставлялись разности значений индексов для горевших и негоревших участков.
В результате статистического анализа вычисленных разностей значений индексов было обнаружено, что в целом уже через год после пожара нельзя выявить статистически значимые различия в растительном покрове горевших и негоревших участков по обоим спектральным индексам. При анализе отдельных регионов выяснилось, что в Омской и Новосибирской области наблюдается меньшая скорость восстановления растительного покрова на основе индекса NBR. Так, в Новосибирской области даже через два года после пожара наблюдаются статистически значимые различия в индексе NBR. С индексом NDVI ситуация обратная – в Челябинской области, расположенной западнее всех, последствия пожаров наблюдаются и через два года.
Работа выполнена в рамках проекта РНФ № 22-27-00329 «Моделирование отклика луговых экосистем на пирогенное воздействие в контролируемых условиях»

Ключевые слова: Луговые пожары, Sentinel-2, спектральные индексы, NDVI, NBR
Литература:
  1. French N. H. F., Kasischke, E. S., Hall, R. J., Murphy, K. A., Verbyla, D. L., Hoy, E. E., Allen, J. L. Using Landsat data to assess fire and burn severity in the North American boreal forest region: an overview and summary of results //International Journal of Wildland Fire. – 2008. – Т. 17. – №. 4. – P. 443-462.
  2. Pacheco A. P. Junior, J. A. D. S., Ruiz-Armenteros, A. M., & Henriques, R. F. F. Assessment of k-nearest neighbor and Random Forest classifiers for mapping forest fire areas in central Portugal using Landsat-8, Sentinel-2, and Terra imagery //Remote Sensing. – 2021. – Т. 13. – №. 7. – P. 1345.

Презентация доклада



Ссылка для цитирования: Тихонов Д.Н., Карпачевский А.М., Королева Т.В. Исследование воздействия луговых пожаров на растительный покров природных сообществ на основе изменения спектральных индексов NBR и NDVI // Материалы 21-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2023. C. 407. DOI 10.21046/21DZZconf-2023a

Дистанционное зондирование растительных и почвенных покровов

407