Построение карт состояния лесных массивов по данным дистанционного зондирования Земли

Интенсивное освоение территорий горнодобывающей промышленностью оказывает существенное воздействие на лесные экосистемы, приводя к изменению структуры растительного покрова, снижению устойчивости природных комплексов и деградации биоты. В связи с этим актуальной задачей является разработка оперативных методов оценки состояния лесных массивов на значительных территориях.
Целью исследования является разработка и апробация методики построения карт состояния лесных массивов по данным дистанционного зондирования Земли. В отличие от подходов, основанных преимущественно на использовании обобщённых показателей растительности, предложенная методика предусматривает разделение лесного покрова на хвойные, лиственные и смешанные леса с последующей оценкой их состояния.
В качестве исходных данных использовались спутниковые снимки Sentinel-2, полученные в два характерных периода: максимальной вегетации растений и в конце листопада до выпадения снега. Дополнительно применялись данные Global Forest Canopy Height 2019 для предварительного выделения лесных территорий.
Классификация типов леса проводилась на основе вегетационных показателей двух временных периодов с использованием метода Оцу для определения пороговых значений. По их совместному положению осуществлялось выделение хвойных, лиственных и смешанных лесных массивов.
Оценка состояния лесной растительности выполнялась на основе индекса листовой поверхности LAI. Для определения зависимости LAI от спектральных характеристик растительного покрова рассматривались четыре вегетационных индекса: NDVI, SAVI, ARVI и SARVI. Опорные значения LAI получены с использованием программного комплекса ESA SNAP, после чего для различных типов леса строились эмпирические экспоненциальные регрессионные зависимости. Такой подход позволяет существенно снизить вычислительные и временные затраты при обработке больших объёмов спутниковых данных.
Результатом исследования является методика построения карты состояния лесных массивов, отражающей уровень покрытия территории листовой поверхностью. Полученная информация может использоваться для предварительной оценки состояния биоценоза и выявления участков, требующих более детального экологического анализа.