Поєднання знімків Sentinel-2 і даних повидільної таксації для дешифрування деревного запасу лісових насаджень

Дані ДЗЗ широко використовується
для вирішення різноманітних екологічних проблем:
Оцінка видового біорізноманніття лісових екосистем та картографування їхнього ареалу
Оцінювання факторів середовища, які впливають на біорізноманіття
Розпізнавання видового складу рослинного світу та визначення їхнього стану
Аналіз змін і динаміки лісового покриву
Оцінка запасів деревних ресурсів, біомаси й екосистемних функцій лісів

Основні задачі досліджень
Створення «лісової маски» та відокремлення вкритих і невкритих лісовою рослинністю лісових ділянок
Визначення видового складу лісових насаджень дослідної території за результатами дешифрування супутникових знімків Sentinel-2
Моделювання просторового розподілу запасу насаджень та обчислення його середніх значень для насаджень різного породного складу

У роботі використано два типи геоданих: супутникові знімки Sentinel-2 та глобальну карту лісів Global Forest Change (GFC), розроблену в університеті Меріленд у 2013 році. Знімки Sentinel-2 було поєднано у вигляді сезонного композитного зображення.

Подальшим кроком дешифрування породного складу стало виділення «лісової маски», яку створено спеціальним алгоритмом в програмному продукті R - пакет {gfcanalysis}. Ключовим показником є порогове значення зімкнутості намету (threshold), яке для наших даних прийнято на рівні 40%.

Із метою розробки класифікаційної моделі космічних знімків Sentinel-2 було створено навчальну вибірку. Яка нараховувала 1083 спостережень.
Ключовим питанням на цьому етапі є обґрунтування обсягу вибірки. Вважається, що мінімальний обсяг вибірки для однієї страти повинен коливатися в межах від 20 до 100 спостережень

Із метою дешифрування породного складу лісових масивів обрано один із сучасних методів класифікації – Random Forest (RF). Узагальнену інформацію про особливості розподілу значень спектральних каналів космічних знімків Sentinel-2 для різних деревних порід наведена на коробчастих діаграмах.
Коробчасті діаграми значень спектральних каналів Sentinel-2 та допоміжної інформації, використаної для дешифрування
породного складу насаджень.

Породний склад лісових насаджень ВП НУБіП України «Боярська ЛДС» за даними дешифрування космічних знімків Sentinel-2

Запас лісових насаджень ВП НУБіП України «Боярська ЛДС» за даними дешифрування космічних знімків Sentinel-2

Порівнняня середніх запасів на 1 га деревних видів за даними лісовпорядкування та знімків Sentinel-2