Метод оценки запасов стволовой древесины на основе комплексной обработки данных спутниковых наблюдений и учета лесного фонда

Важным условием успешного ведения лесного хозяйства является наличие актуальной информации о состоянии и динамике древесных ресурсов территории активного лесопользования. В настоящее время в мире широко исследуются возможности количественной оценки высоты, диаметра, объема стволовой древесины по данным спутниковых систем в комбинации с наземными измерениями.
В рамках исследований по оценке запасов лесных горючих материалов (Сочилова, Ершов 2009) на основе комплексного анализа карт наземных экосистем, полученных по спутниковым данным низкого (1 км) и среднего (250 м) пространственного разрешения (Bartalev et. al, 2002; Барталев и др., 2011), и материалов государственного учета лесного фонда (ГУЛФ) была создана карта запасов стволовой древесины. Оценка точности этой карты показала, что минимально допустимый масштаб ее применения составляет 20 - 25 км, соответствующий задачам континентального уровня.
За последние годы накоплен огромный архив данных серии спутников Landsat с разрешением 30 м, который содержит многократное покрытие практически всей поверхности Земли, включая территорию России. Поэтому возможность по изображениям Landsat определения количественных характеристик лесов и построение карт на региональном уровне становятся актуальной задачей.
Исследования по оценке взаимосвязи запасов стволовой древесины с данными Landsat (Сочилова, Ершов 2012) показали принципиальную возможность построения карт запасов на уровне субъектов и областей. В качестве исходной информации использовались данные лесоустройства на уровне выделов и зимние изображения в красном спектральном канале тематического картографа. Точность полученного продукта можно считать удовлетворительной, так как ошибка определения запаса составляет 10-20% в зависимости от породной структуры лесов. В докладе приводятся результаты расчетов и примеры карт такого масштаба на один из регионов центральной Сибири.
Однако, построение подобных карт на всю территорию России – труднореализуемая задача из-за отсутствия актуализированной повыдельной таксационной информации. Поэтому в рамках настоящей работы исследовалась возможность комбинирования спутниковых продуктов высоко (Landsat и повыдельная информация) и среднего пространственного разрешения (Modis и ГУЛФ на уровне лесхозов). Это позволит в перспективе создать продукт высокого разрешения, обеспеченный на разных территориях данными о запасах с известной точностью и детальностью.
Для уточнения карты запасов стволовой древесины с разрешением 230 м используется зимняя мозаика Modis с целью восстановления регрессионных зависимостей между спектральными яркостями и характеристиками по данным ГУЛФ. Проводится сравнительный анализ взаимосвязи спектральных яркостей Modis и данных ГУЛФ с одной стороны и спектральных яркостей Landsat и данных лесоустройству на выделах с другой стороны. Этот анализ позволяет оценить и сопоставить точность двух продуктов, а также применять значения запасов древесины среднего разрешения для калибровки спутниковых данных высокого пространственного разрешения на территориях, не обеспеченных актуализированными таксационными данными на уровне выделов.

Литература.
1. Барталев С.А., Егоров В.А., Ершов Д.В., Исаев А.С., Лупян Е.А., Плотников Д.Е., Уваров И.А. Спутниковое картографирование растительного покрова России по данным спектрорадиометра MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса: Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов. Сборник научных статей. 2011. Т.8. Том 8. Номер 4. – М.: ООО «ДоМира», 2011. - С. 285-302.
2. Сочилова Е.Н., Ершов Д.В., Коровин Г.Н. Методы создания карт запасов лесных горючих материалов низкого пространственного разрешения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Сборник научных статей. Выпуск 6. Том II. 2009. C. 441-449.
3. Сочилова Е.Н., Ершов Д.В. Анализ возможности определения запасов древесных пород по спутниковым данным Landsat ETM // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. T.9.N3.C. 277-282.
4. S.A. BARTALEV, A.S. BELWARD, D.V. ERCHOV, A.S. ISAEV 2002, A new SPOT4-VEGETATION derived Land Cover Map of Northern Eurasia, International Journal of Remote Sensing, Reference No: RES 103841 and associated cover (reference RES 107158)