Разработка 250м MODIS LAI продукта для мониторинга сельскохозяйственных территорий России

Современные технологии дистанционного зондирования земной поверхности ориентированы, в том числе, на развитие возможностей оценки биофизических параметров растительного покрова, используемых для решения задач сельского хозяйства, экологии, метеорологии и некоторых других приложений. Для получения оценок этих параметров с высокой точностью наряду с традиционными (эмпирическими и статистическими) подходами широкое распространение получили методы, основанные на физических моделях переноса излучения в растительном покрове. В докладе рассматривается алгоритм расчета индекса площади листовой поверхности (LAI) на основе данных измерений отраженного земной поверхностью излучения с помощью сенсора Terra/Aqua-MODIS, имеющего пространственное разрешении 250 м. За основу взят используемый NASA стандартный алгоритм получения LAI данным MODIS пространственного разрешения 1км (Knyazikhin Y. et al.,1998). Технология вычисления LAI основана на анализе данных MODIS в видимом и ближнем ИК спектральных каналах с использованием модельных данных стохастического уравнения переноса фотонов в растительном покрове. Стохастическое уравнение является одним из наиболее оптимальных вариантов для анализа большого объёма спутниковых данных (Shabanov, N.V. et al., 2000). Оно компактно в плане параметризации и требований к вычислительным ресурсам как 1D уравнение, и в тоже время включает стохастическое описание структуры растительной среды как 3D уравнение. Как показывают исследования, 3D эффекты поля солнечного излучения в структурной среде растительного покрова являются существенными и должны быть учтены на разрешении 250 м (Huang, D. et.al,2008). Суточные данные LAI, рассчитанные по описанной выше технологии проходят последующую обработку – формирование временных композитных изображений на интервале семь дней и сглаживание временных рядов данных. В данный момент тестовая версия продукта строится для территории пахотных земель России. В докладе изложены: (а) физические принципы вычисления LAI, (б) особенности алгоритма построения LAI (с) результаты тестирования алгоритма построения LAI и получаемых на его основе продуктов (г) перспективы дальнего развития алгоритма. Обработка спутниковых данных и программная реализация методов были выполнены с использованием ресурсов ЦКП ИКИ-Мониторинг (Лупян Е.А. и др., 2015). Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект №14-17-00389) в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте космических исследований Российской академии наук.