Метод оценки высоты молодых деревьев при пространственно неоднородном лесовосстановлении/залесении по данным поляриметрической интерферометрии X-диапазона

В докладе представлены результаты разработки метода оценки высоты лесного подроста на основе данных радиолокационной поляриметрической интерферометрии PolInSAR Х-диапазона. При исследовании была использована серия из 6 съёмок с полной поляризацией (HH, HV, VH, VV) спутникового радиоинтерферометра TerraSAR-TanDEM-X PolInSAR зимнего сезона 2014-2015 г. по полигону Красноярские пашни Кабанского р-на Республики Бурятия. На территории полигона выделены 6 тестовых участков, представляющих собой различные стадии зарастания лесом. Поляриметрический режим интерферометрической съёмки предполагает возможность определять высоты фазовых центров трёх основных типов механизмов рассеяния: 1) поверхностного отражения от подстилающей поверхности и горизонтально ориентированных элементов; 2) двухкратного уголкового отражения от элементов с подходящей геометрией; 3) объёмного рассеяния от совокупности случайным образом ориентированных элементов кроны деревьев.
Статистический анализ распределения высот фазовых центров первого типа показал возможность дифференциации вклада подстилающей поверхности и ярусов растительности для молодого соснового подроста в зимний период времени. При условии стабильных отрицательных температур наблюдается вертикальная структура распределения фазовых центров поверхностного отражения на участках лесного подроста и леса. Форма распределения высот видоизменяется от узкой симметричной одномодальной к асимметричной двухмодальной или многомодальной при переходе от участка без растительности к участкам лесного подроста. Соотношение частей распределения «подстилающей поверхности» и «вегетативной» изменяется в зависимости от высоты и плотности лесной растительности. Для зрелого леса с сомкнутыми кронами форма распределения приближается к нормальному виду, хотя при детальном рассмотрении можно также выделить порядка 10 наиболее часто встречающихся значений высот. На участках подроста статистические характеристики первого модального пика соответствуют подстилающей поверхности, а второго и последующих модальных пиков молодой растительности. Оценки высоты лесного подроста на основе разности модальных величин, диапазона высот (локальных величин разности максимальных и минимальных высот) хорошо согласуются с наземными измерениями.
Исследования выполнены при поддержке гранта РНФ 24-27-20044.