Исследование возможностей использования данных системы спутникового лазерного сканирования ATLAS/ICESat-2 для оценки высоты и продуктивности лесов.

Высота лесного покрова является его важнейшей биофизической характеристикой, связанной в том числе с его биологической продуктивностью, информация о которой востребована как в научных задачах глобальных биосферных исследований, включая изучение углеродного цикла, так и в прикладных задачах оценки и управления лесными ресурсами. При этом существующие данные о лесах России в масштабах страны не отвечают современным требованиям актуальности и достоверности, а получение информации такого рода методами наземных измерений является чрезвычайно трудоемким. Появление спутниковой лидарной системы ATLAS/ICESat-2 создало предпосылки для развития дистанционных методов получения достоверной и актуальной информации о характеристиках лесов России на основе данных ДЗЗ. Основной целью работы являлся анализ возможностей использования данных лазерного сканирования указанной спутниковой системы для оценки высоты и продуктивности лесного покрова на больших территориях.
В докладе представлены разработанные и программно реализованные методы обработки стандартного продукта данных ATL08 (Neuenschwander et al., 2020) прибора ATLAS для получения информации о вертикальной структуре и пространственном расположении участков лесного покрова в формате, обеспечивающем возможность ее геоинформационного анализа.
Применение указанных методов позволило сформировать уникальный репрезентативный набор данных, содержащий более 75 млн. спутниковых лидарных измерений параметров вертикальной структуры растительного покрова, обеспечивающий возможность получения детальной информации о пространственном распределении высоты лесов на всей территории России.
Приведены результаты валидации полученных спутниковых оценок высоты лесного покрова на основе сравнения с данными наземных измерений характеристик лесов на уровне таксационных выделов, продемонстрировавшие достаточный для практического использования уровень достоверности.
Описан метод оценки продуктивности лесов, восстанавливающихся после пожаров и вырубок, на основе полученной информации о высоте лесного покрова, данных существующих спутниковых геоинформационных продуктов и моделей динамики лесов, и представлены результаты его экспериментальной апробации. В основе описанного метода лежит сопоставление результатов спутниковых измерений высоты участков лесовосстановления (определяемых по данным проекта Global Forest Change (Hansen et al., 2013) и карты растительности России (Егоров и др., 2018)) с модельными оценками высоты на основе таблиц хода роста насаждений (Швиденко и др., 2008).
Обработка данных ДЗЗ в рамках проведенных исследований выполнялась с использованием ресурсов ЦКП «ИКИ-Мониторинг» (Лупян и др., 2019).
Исследование выполнено в рамках проекта РНФ № 19-77-30015 "Разработка методов и технологии комплексного использования данных дистанционного зондирования Земли из космоса для развития системы национального мониторинга бюджета углерода лесов России в условиях глобальных изменений климата". Как основа для выполнения работ были использованы результаты различных научных проектов, в том числе, проекта РФФИ Разработка автоматической информационной технологии глобального картографирования наземных экосистем на основе данных спутниковых наблюдений 2008 - 2009 (08-07-12093-офи).