Авторы
Богодухов М.А. (1), Барталев С.А. (1), Жарко В.О. (1)
Организации
(1) Институт космических исследований РАН
Сессия
Дистанционное зондирование Земли
Подсекция
Лес
Форма представления
Устный
Научный руководитель
Барталев С.А.
Место работы научного руководителя
Институт космических исследований РАН
Текст тезисов
Мониторинг состояния лесов на больших территориях возможен при использовании данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса. Для решения ряда научных и практических задач, в частности связанных с оценкой бюджета углерода лесов России, необходимо получение различных характеристиках леса, таких как параметры вертикальной и горизонтальной структуры лесного покрова. Источником своевременной и достоверной информации такого типа на больших территориях могут служить спутниковые лидарные данные.
Стандартный продукт ATL08 данных ATLAS/ICESat-2 предоставляет информацию о распределении высоты лесного покрова на участках земной поверхности 100×14 м, причем при обработке возможно получение более детальной информации, – 20×14 м (Neuenschwander et al., 2022). Проведенные эксперименты с оценками высоты леса в других работах показывают достаточный уровень достоверности данных (Барталев и др., 2022).
Спутниковые лидарные данные также могут использоваться для оценки сомкнутости лесного покрова как доли излучения, отраженного объектами выше заданного порогового значения, к общей энергии отраженного излучения. Для оценки горизонтальной структуры лесного покрова в рамках данной работы была использована особенность спутникового лидара ATLAS/ICESat-2, которая заключается в технологии подсчета отдельных отраженных фотонов при оценке высоты растительности. Сомкнутость лесных насаждений определяется как отношение числа отраженных фотонов от растительности выше определенной высоты к общему числу отраженных фотонов в пределах участка земной поверхности.
Был проведен сравнительный анализ полученной характеристики с различными продуктами: сравнение с данными пространственного распределения сомкнутости Tree Cover 2010 (Hansen et al, 2013) и сравнение с данными беспилотных летательных аппаратов на территориях Мурманской и Волгоградской областей. Изучена потенциальная возможность совместного использования оценок высоты и сомкнутости при моделировании запаса стволовой древесины.
По результатам проведенных экспериментов оценка сомкнутости при использовании данных продукта ATL08 спутникового лидара ATLAS/ICESat-2 не показала достаточного уровня достоверности. Это может быть связано с недостаточным количеством детектируемых отраженных фотонов в пределах рассматриваемого участка земной поверхности.
Исследование выполнено 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» (Лупян и др., 2019), развиваемого и поддерживаемого в рамках темы «Мониторинг» (госрегистрация № 122042500031-8).
Список литературы:
1. Neuenschwander, A., K. Pitts, B. Jelley, J. Robbins, J. Markel, S. Popescu, R. Nelson, 25 D. Harding, D. Pederson, B. Klotz, and R. Sheridan (2022). Ice, Cloud, and Land 26 Elevation Satellite (ICESat-2) Project Algorithm Theoretical Basis Document (ATBD) for 27 Land - Vegetation Along-Track Products (ATL08), Version 6. ICESat-2 Project, DOI: 28 10.5067/8ANPSL1NN7YS.
2. С.А. Барталев, М.А. Богодухов, В.О. Жарко, В.М. Сидоренков. Исследование возможностей использования данных ICESat-2 для оценки высоты лесов России // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. №4. С. 195–206. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-4-195-206.
3. Hansen M., Potapov P., Moore R., Hancher M., Turubanova S., Tyukavina A., Thau D., Stehman S., Goetz S., Loveland T., Kommareddy A., Egorov A., Chini L., Justice C. Townshend J. High-Resolution Global Maps of 21st-Century Forest Cover Change // Science. Vol. 342. Iss. 6160, pp. 850–853.
4. Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Кашницкий А.В., Балашов И.В., Барталев С.А., Константинова А.М., Кобец Д.А., Мазуров А.А., Марченков В.В., Матвеев А.М., Радченко М.В., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С.151-170. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170.
Стандартный продукт ATL08 данных ATLAS/ICESat-2 предоставляет информацию о распределении высоты лесного покрова на участках земной поверхности 100×14 м, причем при обработке возможно получение более детальной информации, – 20×14 м (Neuenschwander et al., 2022). Проведенные эксперименты с оценками высоты леса в других работах показывают достаточный уровень достоверности данных (Барталев и др., 2022).
Спутниковые лидарные данные также могут использоваться для оценки сомкнутости лесного покрова как доли излучения, отраженного объектами выше заданного порогового значения, к общей энергии отраженного излучения. Для оценки горизонтальной структуры лесного покрова в рамках данной работы была использована особенность спутникового лидара ATLAS/ICESat-2, которая заключается в технологии подсчета отдельных отраженных фотонов при оценке высоты растительности. Сомкнутость лесных насаждений определяется как отношение числа отраженных фотонов от растительности выше определенной высоты к общему числу отраженных фотонов в пределах участка земной поверхности.
Был проведен сравнительный анализ полученной характеристики с различными продуктами: сравнение с данными пространственного распределения сомкнутости Tree Cover 2010 (Hansen et al, 2013) и сравнение с данными беспилотных летательных аппаратов на территориях Мурманской и Волгоградской областей. Изучена потенциальная возможность совместного использования оценок высоты и сомкнутости при моделировании запаса стволовой древесины.
По результатам проведенных экспериментов оценка сомкнутости при использовании данных продукта ATL08 спутникового лидара ATLAS/ICESat-2 не показала достаточного уровня достоверности. Это может быть связано с недостаточным количеством детектируемых отраженных фотонов в пределах рассматриваемого участка земной поверхности.
Исследование выполнено 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» (Лупян и др., 2019), развиваемого и поддерживаемого в рамках темы «Мониторинг» (госрегистрация № 122042500031-8).
Список литературы:
1. Neuenschwander, A., K. Pitts, B. Jelley, J. Robbins, J. Markel, S. Popescu, R. Nelson, 25 D. Harding, D. Pederson, B. Klotz, and R. Sheridan (2022). Ice, Cloud, and Land 26 Elevation Satellite (ICESat-2) Project Algorithm Theoretical Basis Document (ATBD) for 27 Land - Vegetation Along-Track Products (ATL08), Version 6. ICESat-2 Project, DOI: 28 10.5067/8ANPSL1NN7YS.
2. С.А. Барталев, М.А. Богодухов, В.О. Жарко, В.М. Сидоренков. Исследование возможностей использования данных ICESat-2 для оценки высоты лесов России // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. №4. С. 195–206. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-4-195-206.
3. Hansen M., Potapov P., Moore R., Hancher M., Turubanova S., Tyukavina A., Thau D., Stehman S., Goetz S., Loveland T., Kommareddy A., Egorov A., Chini L., Justice C. Townshend J. High-Resolution Global Maps of 21st-Century Forest Cover Change // Science. Vol. 342. Iss. 6160, pp. 850–853.
4. Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Кашницкий А.В., Балашов И.В., Барталев С.А., Константинова А.М., Кобец Д.А., Мазуров А.А., Марченков В.В., Матвеев А.М., Радченко М.В., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С.151-170. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170.