Мониторинг усыханий хвойных насаждений по данным космической съемки

По данным лесопатологического мониторинга за 2015–2020 гг. в Республике Беларусь в результате воздействия неблагоприятных природно-климатических факторов, лесных пожаров, болезней и вредителей леса ежегодно погибало порядка 30,6 тыс. га. лесных насаждений с общим запасом порядка 6,8 млн м3 древесины.
Самой сложной для выявления категорией повреждений считаются усыхания, вызванные болезнями и вредителями, особенно незначительные очаги площадью 0,1 га, которые бессистемно возникают в лесном фонде и являются актуальной проблемой для территории Республики Беларусь. Для их обнаружения использовался комплексный подход, учитывающий лесоводственно-таксационные характеристики насаждений и данные дистанционного зондирования Земли. В результате исследований установлено, что наибольшее влияние на биологическую устойчивость хвойных лесных насаждений, а также на интенсивность их усыханий, оказывает состав насаждения. На основании статистического анализа предложена шкала классификации хвойных лесных насаждений для выделения учетных категорий оценки повреждений лесных насаждений на основании доли участия хвойной породы в составе насаждения. С целью выявления поврежденных хвойных лесных насаждений по материалам космической съемки проводился комплекс исследований по оценке информативности различных спектральных индексов, в результате которого выбран коротковолновый вегетационный индекс SWVI, показавший наилучший результат.
Разработка алгоритма и проведение экспериментальных расчетов выполнялись на платформе геоинформационной системы QGIS. Разработанный по результатам исследований алгоритм выявления поврежденных лесных насаждений предусматривает использование спектрального индекса SWVI и разновременных данных космической съемки. Оценка значений данного индекса и его динамики проводится по сетке квадратов 30 на 30 м., разбитой на землях лесного фонда. В результате работы программного компонента создается векторный полигональный слой, который отражает местоположение участков поврежденных лесных насаждений.
Для верификации разработанного алгоритма были проведены полевые натурные обследования выявленных потенциальных мест повреждений хвойных лесных насаждений, которые показали высокую точность обнаружения участков поврежденных хвойных лесных насаждений (95 %), что свидетельствует о работоспособности алгоритма и возможности его использования в практике лесного хозяйства.