Метод оценки запаса стволовой древесины на основе совместного использования продуктов данных ASAR и MODIS

Запас стволовой древесины является крайне важной характеристикой растительного покрова, информация о которой необходима как в задачах управления лесными ресурсами, так и в различных исследовательских задачах, таких как мониторинг состояния растительного покрова, оценка последствий лесных пожаров, исследования углеродного цикла и других. При этом регулярное получение актуальных наземных данных такого рода на большие территории не представляется возможным. Получение однородный информации о запасе стволовой древесины, не зависящей от наземных данных, может быть реализовано на основе использования данных дистанционного зондирования.
Широко используемым методом оценки запаса стволовой древесины по спутниковым данным является использование радара с синтезированной апертурой (SAR), так как интенсивность отраженного радарного сигнала напрямую связана со структурой лесного покрова. В частности, на основе применения алгоритма BIOMASAR (http://biomasar.org) к разновременным данным Envisat ASAR была сформирована панбореальная карта запаса стволовой древесины с пространственным разрешением 1км, покрывающая, в том числе всю территорию России.

В данной работе представлен метод совместного использования продуктов радарных данных и оптических данных MODIS для более детальной оценки запаса стволовой древесины. По данным MODIS формируется зимнее композитное изображение коэффициента спектральной яркости (КСЯ) в красном канале таким образом, что его яркость в основном определяется структурой растительного покрова. Это обеспечивает близкую к линейной связь яркости полученного изображения и оценок значений запаса стволовой древесины по данным SAR. На основе локально-адаптивного подхода, разработанного в ИКИ РАН, происходит локализованная оценка количественных характеристик этой зависимости, которая затем применяется к значениям яркости композитного изображения для восстановления новых оценок запаса стволовой древесины с пространственным разрешением вплоть до 250 м.

Метод был использован для проведения оценки запасов стволовой древесины на всей территории России за 2010 год. Использование данного метода не только позволяет потенциально повысить пространственное разрешение продуктов SAR, но и увеличить точность оценок запаса стволовой древесины за счет дополнительного привлечения оптических данных MODIS, что продемонстрировано в данной работе.

Результаты представленных в докладе исследований получены при поддержке РФФИ (грант №13-05-41420 РГО_а «Разработка научных основ спутниковой пирогеографии и исследование пространственно-временных особенностей пожаров в наземных экосистемах России»).