Развитие метода выявления пройденных огнем площадей и оценки степени повреждений лесов с использованием свойств межгодового разностного нормализованного индекса водного стресса

Воздействие огня, в зависимости от интенсивности пожара и типов экосистемы, может приводить к гибели или изменению физиологических характеристик растительности, что, в частности, выражается в снижении влагосодержания и концентрации хлорофилла в зеленых фракциях растений. При этом также изменяется и спектральное отражение поврежденных участков в диапазонах длин волн, в которых происходит наиболее интенсивное поглощение оптического излучения молекулами хлорофилла и воды. Эти особенности лежат в основе использования спектрального вегетационного индекса SWVI (Short Wave Vegetation Index), вычисляемого по данным ближнего ИК и среднего ИК спектральных диапазонов. Методы выявления пройденных огнем площадей, опирающиеся на межгодовую изменчивость индекса SWVI, связанную с последствиями пожаров, достаточно широко используются в мониторинге лесов. Однако основным их недостатком является неравномерная чувствительность к повреждениям в течение вегетационного сезона. Так, например, в ранний весенний и поздний осенний период различие в значениях индекса слабо поврежденной и не начавшей свой вегетационный рост растительности минимально. Частично данный недостаток метода можно учесть, уделив отдельное внимание допожарным опорным значениям индекса, используя в качестве основы, не данные предшествующего года, а осредненное значение ряда лет. Также это дает отклонение от среднего значения, которое характеризует естественную многолетнюю динамику растительности. Несмотря на значительное улучшение детектируемости пройденных огнем площадей, данный метод также не способен выявить ряд повреждений огнем, пришедшихся на края вегетационного сезона, поскольку значения нормальных отклонений слишком велики по сравнению с межгодовой разностью значений индексов SWVI, которая может быть вызвана последствиями пожаров.
Развитие метода, позволяющее устранить описанные недостатки, основано на использовании свойств межгодового разностного нормализованного индекса водного стресса. Его отличие от индекса SWVI заключается в том, что межгодовая разность значений нормализуется на величину, характеризующую допожарное состояние растительности, что выравнивает чувствительность к изменениям в течение года и позволяет предъявлять более мягкие условия при последующем жестом или адаптивном пороговом детектировании поврежденных огнем участков. Более того исследование чувствительности данного индекса позволило выявить взаимосвязь между его значениями и силой повреждения растительности огнем, что открывает возможность оценки состояния лесов после пожара.