Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)
Архив конференций
Дополнительная информация
Подписка/отписка
на рассылку новостей

Шестнадцатая Всероссийская Открытая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

XVI.F.439

Исследование влияния метеоявлений на радиолокационные изображения растительных покровов Подмосковья

Захаров А.И. (1), Саворский В.П. (2), Захарова Л.Н. (2)
(1) ФИРЭ им. В. А. Котельникова РАН, Фрязино, Россия
(2) ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Фрязино, Московская обл., Россия
Информационная эффективность данных дистанционного зондирования со спутников для решения широкого круга задач мониторинга лесов сейчас не вызывает сомнений у большинства ученых и специалистов в этой области. Сохранение и рациональное использование лесных угодий является необходимым условием обеспечения экологической безопасности и устойчивого развития как на региональном, так и на федеральном уровне [1]. Данная работа посвящена решению одной из наиболее актуальных проблем мониторинга растительных покровов — картированию лесов, анализу их состояния и мониторингу процессов обезлесивания.
В исследовании сезонных изменений растительных покровов Подмосковья использованы данные радиолокатора PALSAR, установленного на борту японского космического аппарата ALOS, за период с июня 2006 года по октябрь 2010. Проанализированы 28 снимков, полученных в разное время года и при разных метеорологических условиях. Данные о температуре воздуха, облачности и осадках получены из открытого интернет-архива погоды [2]. В пределах тестового участка находятся ненарушенные лесные массивы, участки лесоповала после ураганного вывала леса, а также участки елового леса, пораженного жучком-типографом. В зоне съемки находятся также урбанизированные территории, безлесные территории с различным режимом землепользования и водоемы.
Прослежены закономерности изменения удельной эффективной площади рассеяния (УЭПР) растительных покровов в течение вегетационного периода в 2007-2009 гг., а также в аномально жаркий и сухой период летом 2010 года. Обнаружена зависимость динамики УЭПР в течение вегетационного периода от преимущественного видового состава леса (сосна, берёза), а также отмечено заметное снижение УЭПР во время зимних морозов для всех типов леса. Отмечено стойкое различие в уровне УЭПР между сосновым и берёзовым лесом. Подтверждена возможность использования радиолокационных данных для детектирования и мониторинга районов лесных вырубок, а также изменения состояния леса вследствие поражения насекомыми-вредителями: высыхающий лес имеет тенденцию к постепенному снижению УЭПР. Помимо известной зависимости УЭПР от температуры в зимнее время года [3,4], выявлены различия в зависимости этой величины от толщины снежного покрова. Корреляция УЭПР леса и поля с температурой воздуха зимой весьма высока (коэффициент корреляции Пирсона составляет 0.9), при этом имеется заметно меньшая обратная корреляция с глубиной снежного покрова (-0.5). повреждённый лес продемонстрировал худшую (по сравнению со здоровым лесом и полем) корреляцию УЭПР с температурой (0.6) и лучшую ― со снегом (-0.8).
Таким образом, данные РСА L-диапазона позволяют проводить надёжную классификацию типов растительных покровов, однако при классификации и оценке биофизических свойств леса следует учитывать сезонность наблюдений и метеоусловия в день съёмки, а также климатическую обстановку в регионе в целом. Показано, что по данным длинной серии радиолокационных наблюдений Земли в L-диапазоне возможно надежное разделение таких типов подстилающей поверхности как поле, лес и повреждённые участки леса. Для классификации этих 3 типов подстилающих покровов необходимо использовать временную серию снимков, что позволяет классифицировать каждый пиксел изображения по временному ходу его УЭПР. Такой способ классификации позволяет получать детальные карты классов с разрешением, немного уступающим исходному радиолокационному изображению.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (научный проект №16-29-09615 офи-м).

Ключевые слова: радиолокатор с синтезированной апертурой, коэффициент обратного рассеяния, удельная эффективная площадь рассеяния
Литература:
  1. [1] Швиденко А. З., Нильссон С. Экологические проблемы перехода к устойчивому управлению лесами России // Устойчивое лесопользование, №1, 2003, C. 6-9.
  2. [2] http://www.rp5.ru
  3. [3] R. Kwok, E. Rignot, J. Way, A. Freeman and J. Holt: Polarization Signatures of Frozen and Thawed Forests of Varying Environment State IEEE Trans. on Geosci and. Remote Sens., Vol. 32, No. 2, pp. 371-381, 1994.
  4. [4] L. Zakharova: Seasonal variations of land cover polarimetric properties on ALOS PALSAR images Proceedings of European Conference on Synthetic Aperture Radar (EUSAR), Aachen, Germany, 7-10 June 2010., Vol. 1, pp.264-278, 2006.

Презентация доклада

Дистанционное зондирование растительных и почвенных покровов

407