• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Статья

Валидация оценки индекса листовой поверхности по данным MODIS для редкостойных лесов Кольского полуострова с использованием материалов съёмок беспилотных летательных аппаратов

Шабанов Н., Михайлов Н., Тихонов Д., Тутубалина О., Медведев А. А., Тельнова Н. О., Барталев С.

В настоящей работе представлены результаты валидации информационного продукта индекс листовой поверхности LAI (англ. Leaf Area Index) по данным MODIS (англ. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), разработанного Институтом космических исследований РАН (ИКИ MODIS LAI продукт). Валидация проведена по участку разрежённого смешанного берёзово-елового леса площадью ~6,7 км2, расположенного на южных склонах Хибинского горного массива в центральной части Кольского п-ова (Россия). Полевые работы были проведены в июне 2019 г. Валидация выполнена в соответствии с методологией масштабирования локальных точечных измерений к низкому пространственному разрешению данных MODIS (230 м) посредством промежуточного звена — изображения Sentinel-2 MSI (англ. Multispectral
Instrument) высокого разрешения (10 м). Особенность данной работы заключается в том, что локальные измерения параметров древесного полога были проведены с использованием сьёмки с беспилотного летательного аппарата (БПЛА). Этот подход эффективен в плане количественной оценки пространственной вариабельности структуры растительного покрова (РП) на больших участках. С использованием оценки сомкнутости крон по данным БПЛА и изображения Sentinel NDVI (англ. Normalized Difference Vegetation Index — нормализованный разностный вегетационный индекс) на основе статистических и полуэмпирических методов была создана карта Sentinel LAI, которая рассматривалась как базовая при сравнении с продуктом
ИКИ MODIS LAI. Рассчитанное среднее значение продукта на данном участке — LAI = 1,4, точность составляет 7,1 % (среднеквадратичная ошибка RMSE = 43,1 %). В настоящей работе установлено, что ИКИ MODIS LAI продукт может иметь низкое покрытие данными на Крайнем Севере России: в 2019 г. на территории участка оно составляло ~40 %. Основная причина — (потенциально) избыточная фильтрация теней от облаков при низком зенитном угле Солнца в северных широтах. Также в ходе работы отмечено, что разрежённый лес имеет чётко выраженную двухъярусную структуру (1 — деревья и 2 — объединённые нижние ярусы, включающие подлесок, травяно-кустарничковый и мохово-лишайниковый ярусы), что необходимо учитывать при дальнейшей оптимизации LAI-алгоритма и валидации LAI-продукта.