Развитие и анализ точности метода оценки запасов стволовой древесины по данным Sentinel-2, полученным в условиях наличия снежного покрова

В Институте космических исследований РАН ведутся активные исследования и разработки в области картографирования, оценки характеристик и мониторинга лесного покрова по данным дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), в том числе полученным в период наличия снежного покрова на земной поверхности (Барталев и др., 2016, Жарко и др., 2018). В докладе представлено развитие и анализ точности метода оценки запаса стволовой древесины в лесах по данным спутниковых измерений отражательной способности покрытой снегом поверхности системой Sentinel-2 (Жарко и др., 2017).
В работе использовались основанные на степенной зависимости модели взаимосвязи коэффициента спектральной яркости (КСЯ) покрытых снегом лесов в красном и ближнем ИК каналах и запасов стволовой древесины, полученные ранее с использованием данных наземных обследований однородных участков лесного покрова (Жарко и др., 2017). При этом была проведена модификация модели указанной зависимости для лиственных лесов, направленная на повышение соответствия опорным данным в области высоких значений запаса.
Приведены результаты валидации метода оценки запаса древесины на основе полученных моделей с использованием данных наземных измерений запаса на уровне пробных площадей, собранных в рамках экспедиции летом 2016 года, демонстрирующие устойчивую недооценку запасов. Предложен алгоритм ее коррекции на основе результатов кросс-валидации методом leave-one-out. При этом результаты кросс-валидации используются для формирования диаграммы рассеяния для сравнения полученных оценок запаса и данных наземных обследований однородных участков лесного покрова, использованных для построения моделей. Затем выполняется расчет линий трендов, уравнения которых используются для модификации получаемых на основе моделей оценок запаса таким образом, чтобы привести линию тренда к линии 1:1.
Представленные результаты валидации скорректированного метода оценки запаса с использованием данных наземных измерений на уровне пробных площадей демонстрируют увеличение коэффициента детерминации и снижение эффекта недооценки запаса по сравнению с результатами применения исходного метода.
Работа выполнена с использованием ресурсов ЦКП "ИКИ-Мониторинг" (Лупян и др., 2015) при поддержке Минобрнауки (тема «Мониторинг», госрегистрация №01.20.0.2.00164).
Данное исследование проводилось при финансовой поддержке РФФИ, грант №17-05-41152-РГО_а "Создание геоинформационных технологий для мониторинга природно-хозяйственных систем Приморского края на основе комплексного использования современных спутниковых систем дистанционного зондирования".