Оценка таксационных характеристик по спутниковым данным

Оценка таксационных характеристик по спутниковым данным

Спутниковые изображения высокого разрешения применяются при определении запасов стволовой древесины, высоты и возраста хвойных и лиственных пород. Разработан метод восстановления регрессионных зависимостей между спектральными яркостями красного канала на изображениях и таксационными характеристиками материалов лесоустройства (Сочилова, Ершов, 2012, 2013).

Исходные материалы: зимние сцены Landsat-7/ETM+ (24 апреля 2010 года); база данных по выделам Чунского лесничества Красноярского края (57,7° с.ш., 96,5° в.д.).

Метод оценки таксационных характеристик по спутниковым данным:

  1. формирование по данным лесоустройства опорной и контрольной выборок участков лесных пород с различными высотами и запасами стволовой древесины (тестовые участки);
  2. определение средних значений спектрально-отражательных яркостей по зимней сцене в красном канале для лесных пород на тестовых участках;
  3. восстановление и анализ регрессионных зависимостей значений спектральных яркостей и таксационных показателей.

Уравнения связи между спектрально-отражательными яркостями древесных пород в красном канале Landsat и:

1. таксационными запасами стволовой древесины,

На графиках пунктирной линией отражена область значений спектральных яркостей площадок с различными запасами древостоев в границах доверительного интервала 0,95. Наилучшие результаты были получены для листопадных древесных пород с минимальным составом хвойных вечнозеленых насаждений в пологе и под пологом древостоя.

2. высотами насаждений,

Величина достоверности аппроксимации равна 0,73 для лиственницы и лиственных пород, и практически отсутствует для темнохвойных пород (0, 27). Ситуация с темнохвойными лесами объясняется тем, что все молодые насаждения находятся под верхним пологом, не видны на спутниковых снимках, вследствие чего не удаётся набрать тестовые участки для молодых насаждений.

Зависимость между высотами и возрастом, с целью определения последнего:

Оценки точности определения высот и возраста

Наибольшая ошибка характерна для молодых насаждений (47,13 %±20,4%), с увеличением возраста относительная ошибка снижается до уровня 5%±1,5% у лиственницы возраста 150 лет. При высоте насаждений 5 метров – относительная ошибка составляет (45,72 %±22%), плавно снижаясь до уровня 5,7%±1,5% у древостоев выше 25 метров.

Пересчет значений спектральной яркости спутникового изображения в запасы стволовой древесины или в высоты:

Проверка соответствия пересчитанных запасов лиственницы с таксационными данными по контрольной выборке показала хороший уровень сходимости результатов. Для оценки точности определения запаса лиственницы, была построена зависимость среднего отклонения запаса, рассчитанного по спутниковым изображениям Landsat, от ее фактического значения по данным таксации.

Полученная зависимость показывает, что при малых значениях запасов (до 50 м3/га) насаждения ошибка составляет 28%±6,2%, что может характеризовать предельные возможности красного канала съемочной системы. Оценка запасов от 50 до 100 м3/га производится с ошибкой 13,4% ±5,4%. Точность определения запасов лиственницы в диапазоне от 100 до 150 м3/га по данным Landsat составляет 8,7%±1,4% . Для запасов более 150 м3/га ошибка не превышает 7% . Таким образом, оценка запасов стволовой древесины лиственных пород и лиственницы от 100 м3/га и выше может проводиться с ошибкой не более 20% по оптическим спутниковым системам в сочетании с данными наземных обследований или материалов лесоустройства. Предпочтительным при этом является использование красного канала спутникового изображения Landsat, полученного до начала таяния снежного покрова.

Публикации:

  1. Сочилова Е.Н., Ершов Д.В. Анализ возможности определения запасов древесных пород по спутниковым данным Landsat ETM+ // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012.T.9.№ 3.С.277-282.
  2. Сочилова Е.Н., Ершов Д.В. Методы определения значений таксационных показателей лесных насаждений на основе комплексной обработки спутниковых данных и наземных наблюдений // Аэрокосмические методы и геоинформационные технологии в лесоведении и лесном хозяйстве. Доклады V Всероссийской конференции, посвященной памятивыдающихся ученых-лесоводов В.И. Сухих и Г.Н. Коровина. Москва, 22-24 апреля 2013 г. – М.: ЦЭПЛ РАН, 2013 г. – С.348 с.207-211.

Направление ведут: Ершов Д.В., Сочилова Е.Н.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *