В докладе описано развитие разработанных в ИКИ РАН методов обработки данных спутниковых наблюдений системой MODIS, а также материалов наземных обследований лесов, для формирования временных рядов ежегодных карт преобладающих древесных пород в лесах России.
Для построения признаков распознавания преобладающих пород насаждений используются восстановленные временные ряды интерполированных данных ежедневных измерений спектрально-отражательных характеристик земного покрова на основе совместной обработки результатов спутниковых наблюдений прибором MODIS со спутников Aqua и Terra (Миклашевич и др., 2019). Карты преобладающих пород формируются на основе контролируемой классификации временных рядов получаемых таким образом ежедневных композитных изображений отражательной способности в красном, ближнем ИК и среднем ИК каналах с шагом в 5 дней за период с середины мая по начало октября. Также используются зимние композитные изображения отражательной способности покрытой снегом земной поверхности в красном и ближнем ИК каналах.
Опорные данные для обучения классификатора формируются на основе материалов наземного обследования лесов на уровне таксационных выделов. При этом создается растровая маска с пространственным разрешением данных MODIS, с добавлением в опорную выборку пикселей, в пределах которых весь лесной покров или наибольшая его часть заняты насаждениями с преобладанием одной и той же породы. Дополнительно проводилась фильтрация формируемой выборки с использованием данных карт типов наземных экосистем России (Барталев и др., 2016, Сайгин, Стыценко, 2022), информации об участках нарушений лесного покрова, полученной по данным Landsat в рамках проекта Global forest change (Hansen et al., 2013), а также моделей хода роста насаждений, построенных на основе используемых материалов наземных обследований. Подготовленная таким образом опорная выборка потенциально позволяет расширить количество картографируемых классов насаждений с преобладанием различных пород и кустарниковой растительности до 24.
Подготовленные признаки распознавания и опорные данные используются для формирования карт преобладающих древесных пород в лесах России на основе контролируемой классификации методом случайных лесов, в том числе реализованном с применением локально-адаптивного подхода LAGMA, разработанного в ИКИ РАН (Bartalev et. al, 2014). Предварительные оценки достоверности создаваемых карт демонстрируют уровень общей точности, рассчитанной по матрице перепутывания, в диапазоне 70-85% в зависимости от степени однородности лесного покрова по породному составу.
Работа выполнена в рамках реализации важнейшего инновационного проекта государственного значения «Разработка системы наземного и дистанционного мониторинга пулов углерода и потоков парниковых газов на территории Российской Федерации, обеспечение создания системы учета данных о потоках климатически активных веществ и бюджете углерода в лесах и других наземных экологических системах» (рег. № 123030300031-6). Обработка данных ДЗЗ проводилась с использованием ресурсов ЦКП «ИКИ-Мониторинг», развиваемого и поддерживаемого в рамках темы «Мониторинг» (госрегистрация № 122042500031-8), включая УНУ "Вега - Science" (Лупян и др., 2019).