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)

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

Участие в конкурсе молодых ученых Участие в Школе молодых 

XX.F.439

Анализ достоверности оценки высоты лесов по данным ICESat-2 с уровнем пространственной детальности 20х14 м на основе сравнения с результатами наземных измерений

Богодухов М.А. (1,2), Барталев С.А. (1,2), Жарко В.О. (1,2)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(2) Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, Москва, Россия
Для мониторинга лесов на больших территориях используются данные, полученные с использованием методов Дистанционного Зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса. Высота лесного покрова является одной из его ключевых характеристик и используется для решения различных прикладных и научных задач, в частности связанных с оценкой бюджета углерода лесов России. Оценка вертикальной структуры растительности на больших территориях может выполняться при использовании непосредственных спутниковых лидарных (Lidar – Light Detection and Ranging, обнаружение и определение дальности с помощью света) измерений объектов земной поверхности.

Стандартный продукт ATL08 данных ATLAS/ICESat-2 предоставляет информацию о распределении высоты лесного покрова на участках земной поверхности размером 100×14 м (Neuenschwander et al., 2021). В одном из последних обновлений набора данных разработчики добавили дополнительную информацию о высоте лесного покрова в пределах сегментов 20×14 м. Поскольку технология оценки высоты в данных ATL08 основана на детектировании отдельных отраженных фотонов и анализе формируемого ими облака точек, повышение пространственной детальности может привести к снижению точности в силу уменьшения размера сегмента и соответственно количества фотонов, доступного для оценки характеристик распределения высот растительности. С другой стороны, увеличение общего количества сегментов и их относительно небольшой размер позволяют более эффективно исследовать участки лесного покрова различной формы/размера и характеризовать неоднородность высоты в их пределах, а также уменьшить влияние краевых эффектов при совместном использовании с данными ДЗЗ растрового формата.

В рамках выполненных исследований проведена предварительная обработка данных ATL08, направленная на преобразование исходных данных о высоте лесов на уровне сегментов 20х14 м и ее неопределенности из иерархического формата (Hierarchical Data Format, HDF5) в точечный векторный формат (point – shapefile) для дальнейшего геоинформационного анализа, а также извлечение вспомогательной информации об условиях проведения лидарных измерений: атмосферное влияние, наличие снежного покрова на земной поверхности, время (день/ночь) и дата измерения, а также тип используемого лазерного луча прибора ATLAS (сильный/слабый). Выполнен анализ влияния вышеуказанных факторов на точность оценки высоты лесного покрова на территории России на основе сравнения с данными наземных измерений.
Полученные результаты демонстрируют возможность достижения согласованности лидарных оценок высоты лесов для сегментов 20х14 м и данных наземных измерений на уровне RMSE 0,5 и позволяют определять критерии выбора наиболее достоверных лидарных измерений для дальнейшего анализа.
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 № 122042500031-8).

Ключевые слова: ICESat-2, ATLAS, ATL08, Высота леса, ДЗЗ
Литература:
  1. Neuenschwander, A. L., K. L. Pitts, B. P. Jelley, J. Robbins, B. Klotz, S. C. Popescu, R. F. Nelson, D. Harding, D. Pederson, and R. Sheridan. 2021. ATLAS/ICESat-2 L3A Land and Vegetation Height, Version 5. [Data set: ATL08]. Boulder, Colorado USA. NASA National Snow and Ice Data Center Distributed Active Archive Center. doi: https://doi.org/10.5067/ATLAS/ATL08.005. [2022-08-10].
  2. Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Кашницкий А.В., Балашов И.В., Барталев С.А., Константинова А.М., Кобец Д.А., Мазуров А.А., Марченков В.В., Матвеев А.М., Радченко М.В., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С.151-170. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170.

Презентация доклада

Видео доклада

Дистанционное зондирование растительных и почвенных покровов

288