Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 4. С. 217-229
Методика выявления степени повреждения древостоев после пожаров 2010 года в Среднем Поволжье
О.Н. Воробьев
, Э.А. Курбанов
, С.А. Лежнин
1 , Ю.А. Полевщиков
, Е.Н. Демишева
Поволжский государственный технологический университет, Йошкар-Ола, 424000, Россия
В работе приведены методика и результаты экспериментальных исследований по оценке состояния древостоев на гарях 2010 года, расположенных на территории Республик Марий Эл и Чувашия. Подробно описан алгоритм количественной и качественной оценки древостоев в после пожарный период их роста. Состояние поврежденных древостоев оценивалось на основе нормализованного индекса гарей (NBR) и индекса средневзвешенной категории состояния древостоев (CBI). Для изучения пространственного распределения и различной степени деградации лесных экосистем после пожаров 2010 в работе использована неуправляемая и управляемая классификация спутниковых снимков среднего разрешения Landsat 2009-2011 гг. Необходимые для исследований независимые полевые данные о состоянии древостоев были получены в ходе летних полевых работ на тестовых участках на территории обеих Республик. Результаты исследования показывают высокую степень взаимосвязи спектральных значений NBR и CBI. Общая площадь лесов, пройденная пожарами в 2010 г., составила в Республике Марий Эл 100,3 тыс. га, в Чувашии – 12,7 тыс. га. Лесные пожары затронули в большей степени хвойные насаждения 1-2 класса возраста северной части Чувашии, а в Марий Эл пожарам в равной степени оказались подвержены хвойные и лиственные насаждения. Контрольные полевые выезды на гари подтвердили точность исследований и разработанной методики.
Ключевые слова: дистанционное зондирование земли, спектральные вегетационные индексы, лесные пожары, спутниковые снимки, классификация изображений, лесные экосистемы
Полный текстСписок литературы:
- Барталев С.А., Егоров В.А., Ефремов В.Ю., Лупян Е.А., Стыценко Ф.В., Флитман Е.В. Оценка площади пожаров на основе комплексирования спутниковых данных различного пространственного разрешения MODIS и Landsat-TM/ETM+ // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т.9. № 2. С. 9-26.
- Жирин В.М., Эйдлина С.П., Князева С.В. Опыт лесоводственного анализа последствий пожаров по космическим изображениям // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 3. С. 243-259.
- Воробьев О.Н., Курбанов Э.А., Губаев А.В., Лежнин С.А., Полевщикова Ю.А. Дистанционный мониторинг лесных гарей в Марийском Заволжье // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2012. № 1. С. 12-22.
- Государственная инвентаризация лесов Российской Федерации. Рабочие правила проведения полевых работ. М.: Рослесинфорг. 2009. 96 с.
- Курбанов Э.А. Моделирование бюджета углерода лесных насаждений на примере сосняков Поволжья // Лесной журнал. 2009. № 2. C. 7-15.
- Курбанов Э.А., Воробьев О.Н., Губаев А.В., Лежнин С.А., Полевщикова Ю.А., Демишева Е.Н. Четыре десятилетия исследований лесов по снимкам Landsat // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2014. № 1(21). С. 18-32.
- Курбанов Э.А., Воробьев О.Н., Незамаев С.А., Губаев А.В., Лежнин С.А., Полевщикова Ю.А. Тематическое картирование и стратификация лесов Марийского Заволжья по спутниковым снимкам Landsat // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2013. № 3. С. 72-82.
- Курбанов Э.А., Нуреева Т.В., Воробьев О.Н., Губаев А.В., Лежнин С.А., Мифтахов Т.Ф., Незамаев С.А., Полевщикова Ю.А. Дистанционный мониторинг динамики нарушений лесного покрова, лесовозобновления и лесовосстановления в Марийском Заволжье // Вестник Марийского государственного технического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2011. № 3. С. 17-24.
- Лупян Е.А., Савин И.Ю., Барталев С.А., Толпин В.А., Балашов И.В. Плотников Д.Е. Спутниковый сервис мониторинга состояния растительности («Вега») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 1. С. 190-198.
- Методика оценки последствий лесных пожаров. Сборник методик по прогнозированию возможных аварий, катастроф, стихийных бедствий в РСЧС (книга 2). М.: МЧС России, 1994 г. 11 с.
- Руководство по планированию, организации и ведению лесопатологических обследований. Приложение 3 к приказу Рослесхоза от 29.12.2007 № 523.
- Стыценко Ф.В., Барталев С.А., Егоров В.А., Лупян Е.А. Метод оценки степени повреждения лесов пожарами на основе спутниковых данных MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 3. С. 243-259.
- Терехин, Э.А. Анализ каналов спутниковых данных Landsat TM для оценки характеристик лесных насаждений лесостепной провинции среднерусской возвышенности // Исследование земли из космоса. 2012. № 2. 53-62.
- Alina C., McKenzie D. How Robust Are Burn Severity Indices When Applied in a New Region? Evaluation of Alternate Field-Based and Remote-Sensing Methods // Remote Sensing. 2012, Vol. 4. P. 456-483.
- Allison E.C., Peter A.B., FuléA Z., B,Cand Joseph E. Crouse. Comparison of burn severity assessments using Differenced. Normalized Burn Ratio and ground data // International Journal of Wildland Fire. 2005. Vol. 14. P. 189–198.
- Chuvieco E, Riano D, Danson F.M, Martin M.P. Use of a radiative transfer model to simulate the post-fire spectral response to burn severity // Journal of Geophysical Research. 2006. Vol. 111. DOI: 10.1029/2005JG000143.
- Epting J., Verbyla D., Sorbel B. Evaluation of remotely sensed indices for assessing burn severity in interior Alaska using Landsat TM and ETM+ // Remote Sensing of Environment. 2005. Vol. 96. P. 328 – 339.
- Hall R.J., Freeburn J.T., de Groot W.J., Pritchard J.M., Lynham T.J., Landry R. Remote sensing of burn severity: experience from western Canada boreal fires // International Journal of Wildland Fire. 2008. Vol. 17. P. 476–489.
- Hoscilo A., Tansey K.J., Page S.E. Post-fire vegetation response as a proxy to quantify the magnitude of burn severity in tropical peatland // International Journal of Remote Sensing. 2013. Vol. 34(2). P. 412-433.
- Hudak A.T., Morgan P., Smith B.M.J., Lewis S.A., Lentile L.B., Robichaud P.R., Clark J.T., McKinley R.A. The relationship of multispectral satellite imagery to immediate fire effects // Journal of Fire Ecology. 2007. Vol. 3. P. 64−90.
- Jose R.R.L. van Leeuwen W.J.D., Casady G.M. Using MODIS-NDVI for the Modeling of Post-Wildfire Vegetation Response as a Function of Environmental Conditions and Pre-Fire Restoration Treatments // Remote sensing. 2012. Vol. 4. P. 598−621.
- Kasischke E.S., Turetsky M.R., Ottmar R.D., French N.H.F., Hoy E.E., Kane E.S. Evaluation of the composite burn index for assessing fire severity in Alaskan black spruce forests // International Journal of Wildland Fire. 2008. Vol. 17. P. 515–526.
- Key C.H. Ecological and sampling constraints on defining landscape fire severity // Fire Ecology. 2006. Vol. 2. pp. 34-59.
- Kurbanov E., Vorobiev O., Gubayev A., Moshkina L., Leznin S. Carbon sequestration after pine afforestation on marginal lands in the Povolgie region of Russia: A case study of the potential for a Joint Implementation activity // Scandinavian Journal of Forest Research. 2007. Vol. 22. P. 488-499.
- Loboda T., O'Neal K.J., Csiszar I. Regionally adaptable dNBR-based algorithm for burned area mapping from MODIS data // Remote Sensing of the Environment. 2007. Vol. 109(4). P. 429-442.
- Wittenberg L, Malkinson D., Beeri O., Halutzy A., Tesler N. Spatial and temporal patterns of vegetation recovery following sequences of forest fires in a Mediterranean landscape Mt Carmel Israel // Catena. 2007. Vol. 71. P. 76–83.
- Zheng D., Rademacher J., Chen J., Crow T., Bresee M., Moine J.Le, Ryu S.R. Estimating aboveground biomass using Landsat 7 ETM+ data across a managed landscape in northern Wisconsin, USA // Remote sensing of environment. 2004. Vol. 93. P. 402–411.