Метод оценки лесовосстановления на основе совместного анализа индекса выгорания NBR и радиолокационного индекса объемной неоднородности dpRVI

Представлены результаты комбинирования спутниковых данных оптического и микроволнового диапазонов для оценки процесса послепожарного лесовосстановления. В качестве тестового полигона использованы 4 участка в окрестностях г. Улан-Удэ (107.64 с.ш., 51.90 в.д.): без растительности, лесного подроста (после пожара 2003 г.), соснового и смешанного леса.
С помощью технологии облачных вычислений с использованием веб-ресурса Google Earth Engine (Amani et al., 2020; Mutanga, Kumar, 2019) для каждого из участков построены и проанализированы:
• по данным спутника Landsat-5/8 за период 2000-2022 гг. временные ряды нормализованных относительных индексов растительности NDVI и выгорания NBR (Normalized Burn Ratio);
• по данным радиолокационной съёмки спутникового радиолокатора ALOS PALSAR-1/2 в L-диапазоне (длина волны 23.5 см) за период 2007-2020 гг. временные ряды радарных вегетационных индексов RVI (Radar Vegetation Index) и dpRVI (Dual-pol Radar Vegetation Index – радарный индекс - с двойной поляризацией).
В первом случае индексы позволяют оценить динамику проективного покрытия лесной растительностью. В случае радиолокации в L-диапазоне оценивается динамика объёмного рассеяния почвенно-растительными покровами (надземной биомассы лесной растительности) (Барталёв, Стыценко, 2021; Bondur et al., 2022; Дмитриев и др., 2022; Кирбижекова и др., 2023).
Анализ долговременных изменений показал относительную стабильность показателей соснового и смешанного леса и статистически значимый и надёжный рост показателей лесного подроста. По расчётам на основе линейных трендов NDVI и NBR восстановление проективного покрытия и/или породного состава до уровня контрольного соснового леса составляет ~ 20 лет. Восстановление биомассы на основе трендов для RVI ~ 40 лет, для dpRVI более чувствительного к росту растительности ~ 80 лет.
Для совместного учёта данных о проективном покрытии лесной растительностью и об увеличении степени объемной неоднородности (увеличении количества и размеров стволов и ветвей молодого леса) предложено рассмотреть временную динамику на плоскости NBR (по абсциссе)-dpRVI (по ординате). Обнаружено, что это распределение аналогично распределению пары NDVI-RVI, т.е. наблюдается временная динамика внутри треугольника (Кирбижекова и др., 2023). Треугольник образован точками соответствующими относительно стабильным во времени участкам смешанного и хвойного лесов и фрагмента без лесной растительности.
Таким образом, суть метода заключается в качественной и количественной оценке восстановления леса после пожара на основе измерения динамики временного трека внутри этого треугольника.
Работа выполнена в рамках гранта Российского научного фонда № 22-27-20081.