Определение высоты и сомкнутости защитных лесных насаждений по данным дистанционного зондирования Земли

Защитные лесные насаждения (ЗЛН) играют важную роль в предотвращении деградации агроландшафтов, но из-за достижения предельного возраста значительная часть ЗЛН находится в неудовлетворительном состоянии. Существующие методы оценки сомкнутости ЗЛН, часто выступающей в качестве критерия их сохранности, очень трудоёмки, так как основываются на экспертном дешифрировании данных аэрокосмической съёмки сверхвысокого разрешения, использовании топографических карт, планов и полевом обследовании с помощью приборов спутникового геопозиционирования. В докладе представлены возможности определения сомкнутости ЗЛН с помощью бисезонного индекса леса BSFI по данным Sentinel 2 (Шинкаренко и др., 2022), и высоты по лидарным данным ATL08 и материалам аэрофотосъёмки (АФС). На основе анализа плотного облака точек, полученного по материалам АФС, был выделен полог древесно-кустарниковой растительности, после чего значения сомкнутости полога сопоставлены с данными BSFI, а высота - с ATL08. Значения индекса BSFI рассчитаны на основе радиометрически нормализованных ежемесячных композитов NDVI за июнь – август и максимального альбедо годовых зимних композитов за период 2019–2022 гг. Установлена регрессионная зависимость BSFI и сомкнутости, коэффициент детерминации которой составил 0,86, а среднеквадратическая ошибка равна 14,5 % (Шинкаренко, Барталев, 2023). Установлена значимая связь между средними и максимальными значениями высоты полога, определёнными на основе материалов аэросъёмки и с использованием данных лазерного сканирования в сегментах 20×14 м, при их покрытии древесно-кустарниковой растительностью более чем на 50 %. Для средних значений высоты среднеквадратическая ошибка (СКО) составила ±0,7 м, а коэффициент детерминации R2 = 0,85; для максимальных значений высоты эти показатели составили соответственно СКО = ±2,2 м и R2 = 0,83 (Шинкаренко и др., 2023). Использование полученных результатов на практике позволит существенно сократить объём наземных обследований ЗЛН для определения их сохранности.

Работа выполнена в рамках реализации важнейшего инновационного проекта государственного значения "Разработка системы наземного и дистанционного мониторинга пулов углерода и потоков парниковых газов на территории Российской Федерации, обеспечение создания системы учета данных о потоках климатически активных веществ и бюджете углерода в лесах и других наземных экологических системах» (рег. № 123030300031-6). Обработка данных ДЗЗ осуществлялась с использованием ресурсов ЦКП «ИКИ-Мониторинг» (Лупян и др., 2015), развиваемого и поддерживаемого в рамках темы «Мониторинг» (госрегистрация № 122042500031-8).