Пространственная оценка запасов биомассы древесного полога по спутниковым изображениям высокого пространственного разрешения (на примере лесов Ханты-Мансийского АО)

Настоящая работа посвящена освещению результатов пространственной оценки лесных ресурсов и запасов фитомассы по спутниковым разносезонным изображениям высокого пространственного разрешения Landsat-8 и материалам наземных обследований. Тестовым участком для исследования было выбрано Советское лесничество Ханты-Мансийского автономного округа, которое принадлежит к северо-таёжной лесоболотной зоне Западно-Сибирской равнины. Комбинация разносезонных изображений с данными лесной таксации позволяет актуализировать пространственную информацию о распределении на территории тестового участка основных категорий земель и преобладающих древесных пород. По спутниковым данным автоматически методом сегментации выделяются спектрально-однородные участки земной поверхности (сегменты, аналоги выделов) для оценки в них категории земель, преобладающей породы, возраста и запаса древостоя. На первом этапе выполнялась классификация территории на девять типов ландшафтного покрова, четыре из которых – леса с преобладающими породами (сосна, кедр, ель, береза). Управляемая классификация разносезонных изображений осуществлена методом Random forest (Breiman, 2001) с интегральной точностью 86,3%.

На втором этапе для оценки запаса древесины проведено построение регрессионных зависимостей между значениями яркости в зимнем красном канале спутникового изображения с лесотаксационными характеристиками на отобранных эталонных выделах (Сочилова, Ершов, 2012). По каждой преобладающей породе построены зависимости, их достоверность достигает 0,8 для хвойных пород и 0,72 – для берёзы. Также было проведено построение аналогичных зависимостей между значениями яркости в красном канале и высотой древостоя для сосновых, берёзовых и темнохвойных насаждений. По полученным данным о высоте древостоя восстановлен его возраст, для чего применены зависимости, описанные в региональных таблицах хода роста различных пород (Швиденко и др., 2008). Лесонасаждения каждой породы были разделены на группы возраста: молодые, средневозрастные, приспевающие и спелые с перестойными. Для полученных групп возраста насаждений с использованием конверсионных коэффициентов выполнен перерасчёт запасов древесины в фитомассу (Замолодчиков и др., 2003).

В результате объединения результатов, полученных по группам возраста и породам, созданы карты средних возрастов, средних запасов древостоя в м3/га и средних запасов фитомассы в т/га. На основе карт были проведены поквартальные оценки площадей и запасов основных лесообразующих пород тестовой территории, включая лесные участки, соответствующие возрасту рубки. Оценки биомассы пород будут использованы также в качестве информации для уточнения запасов лесных горючих материалов верхнего полога исследуемой территории.