Уточнение оценок показателей горизонтальной структуры древесного полога по спутниковым данным высокого пространственного разрешения Sentinel-2

Количественная оценка структурных характеристик лесного покрова на основе обработки спутниковых данных является одним из направлений исследований, проводимых в Институте космических исследований РАН. Ранее были разработаны методы оценки показателей горизонтальной структуры лесов (ГСЛ), таких как проективное покрытие древесного полога леса, лесистость и сомкнутость крон лесов, по данным среднего пространственного разрешение MODIS с наличием снега на земной поверхности (Ховратович, Барталев 2020). Важными преимуществами используемых спутниковых данных являются развитые алгоритмы предобработки данных, на основе которых строятся качественные однородные композитные изображения на выбранные территории, пространственное разрешение, позволяющее проводить обработку на уровне страны при имеющихся вычислительных мощностях, и временной охват съемки, дающий возможность анализировать временную динамику исследуемых характеристик за последние двадцать лет. На основании предложенных методов были построены временные ряды оценок показателей ГСЛ на территорию страны с 2001 по 2020 годы. Для оценки проективного покрытия древесного полога леса и лесистости территории в качестве опорных данных использованы данные Tree Cover 2010 на основе съемки Landsat (Hansen et al. 2013). Построенные продукты имели ряд недостатков, связанных с недостаточной точностью оценки редких лиственничных лесов, кедрового стланика и кустарников в данных, используемых для обучения.
Настоящая работа посвящена уточнению временных рядов оценок ГСЛ с помощью созданного в ИКИ РАН композитного изображения, полученного в период наличия снежного покрова на земной поверхности по спутниковым данным Sentinel-2 с пространственным разрешением 30 м за 2019 год. В ходе проведенных исследований на основе данных Тree Cover 2010 и спутниковых данных Sentinel-2 в красном спектральном канале была построена пространственно-распределенная выборка значений проективного покрытия древесного полога леса, которая была использована в качестве входных данных при построении временных рядов оценок ГСЛ. На основе обновленной обучающей выборки и разработанных ранее методов оценки ГСЛ были восстановлены временные ряды оценок показателей горизонтальной структуры лесов за двадцать лет. Также проведен анализ построенных временных серий данных и оценка их согласованности с другими результатами картографирования лесов нашей страны.
Исследование выполнено в рамках проекта РНФ № 19-77-30015. Обработка данных ДЗЗ проводилась с использованием ресурсов ЦКП «ИКИ-Мониторинг» (Лупян и др., 2019), развиваемого и поддерживаемого в рамках темы «Мониторинг» (госрегистрация № 01.20.0.2.00164).