Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 1. С. 36-48
Оценка точности и сопоставимости тематических карт лесного покрова разного пространственного разрешения на примере Среднего Поволжья
Э.А. Курбанов
1 , О.Н. Воробьев
1 , А.В. Губаев
1 , С.А. Лежнин
1 , Ю.А. Полевщикова
1 1 Поволжский государственный технологический университет, Йошкар-Ола, Россия
Одобрена к печати: 21.12.2015
DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-1-36-48
На примере лесного покрова Среднего Поволжья приведена методика оценки точности классификации и сопоставимости тематических карт, полученных по разновременным спутниковым снимкам среднего и высокого пространственных разрешений. Для валидации полученных тематических карт Landsat для 2001 и 2014 гг. были использованы наборы независимых данных полевых исследований, лесоустроительных планов насаждений, а также существующие карты глобального и регионального уровня наземного покрова. Для оценки сопоставимости карт разного пространственного разрешения в среде ArcMap был разработан специальный программный модуль Comparer_CSFM&RS_1.0, позволяющий сравнивать их с помощью алгоритмов «плавающего окна» и «чистых пикселей». На тематических картах максимально различается класс «деревья», точность пользователя (UA) которого достигает 91,9% при обычном алгоритме “плавающего окна” и 98,9% для алгоритма “чистых пикселей”. Наибольшее расхождение в площади наземного покрова сравниваемых карт MODIS и Landsat приходится на класс «кустарник». Результаты исследования показывают, что комбинирование спутниковых снимков MODIS и Landsat может быть успешно использовано для картирования лесного покрова и мониторинга его динамики на региональном уровне.
Ключевые слова: дистанционное зондирование земли, Landsat, классификация изображений, лесные насаждения, оценка точности классификации, Среднее Поволжье
Полный текстСписок литературы:
- Барталев С.А., Лупян Е.А. Исследования ИКИ РАН по развитию методов спутникового мониторинга растительного покрова // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. № 1. С. 197–214.
- Воробьев О.Н., Курбанов Э.А., Губаев А.В., Лежнин С.А., Полевщикова Ю.А., Демишева Е.Н. Дистанционный мониторинг городских лесов // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2015. № 1(25). С. 5–21.
- Воробьев О.Н., Курбанов Э.А., Лежнин С.А., Полевщикова Ю.А., Демишева Е.Н. Методика выявления степени повреждения древостоев после пожаров 2010 года в Среднем Поволжье // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. № 4 (11). С. 217–229.
- Губаев А.В., Курбанов Э.А., Воробьев О.Н., Лежнин С.А., Полевщикова Ю.А. Модуль Comparer_CSFM&RS_1.0, созданный с помощью программного пакета ArсGIS 10 для сравнения растровых тематических карт, полученных по спутниковым снимкам: Свидетельство о государственной регистрации программы на ЭВМ // 2015. № 2015615586.
- Елсаков В.В., Кулюгина Е.Е. Растительный покров Югорского полуострова в условиях климатических изменений последних десятилетий // Исследование земли из космоса. 2014. № 3. С. 65–77.
- Елсаков В.В., Марущак О., Щанов В.М. Картирование растительного покрова бассейна р. Кожим (Приполярный Урал) с использованием материалов дистанционного зондирования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2009. Т.2. С. 360–364.
- Курбанов Э.А., Воробьёв О.Н., Губаев А.В., Лежнин С.А., Незамаев С.А., Александрова Т.А. Оценка зарастания земель запаса Республики Марий Эл лесной растительностью по спутниковым снимкам // Вестник Марийского государственного технического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2010. № 2(9). С. 14–20
- 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.
- Савин И.Ю., Барталев С.А., Лупян Е.А., Толпин В.А., Медведева М.А., Плотников Д.Е. Спутниковый мониторинг воздействия засухи на растительность (на примере засухи 2010 года в России) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. № 1. С. 150–162.
- 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.
- Bartalev S.A., Belward S., Ershov D., Isaev A.S. New SPOT4-VEGETATION derived land cover map of Northern Eurasia // International Journal of Remote Sensing. 2003. Vol. 24. P. 1977–1982.
- Global Land Cover Products / Электронный ресурс. 2000. – URL: http://acpobservatory.jrc.ec.europa.eu/content/global-land-cover-glc-2000-jrc 5.10.2015
- GlobCover // Электронный ресурс. 2009. –
- URL: http://www.edenextdata.com/?q=content/esa-globcover-version-23-2009-300m-resolution-land-cover-map-0 05.10.2015
- Cohen W.B., Maiersperger T.K., Gower S.T., Turner D.P. An improved strategy for regression of biophysical variables and Landsat ETM+ data // Remote Sensing of Environment. 2003. No. 84. P. 561–571.
- Masek J.G., Huang C., Wolfe R., Cohen W., Hall F., Kutler J., Nelson P. North American forest disturbance mapped from a decadal Landsat record // Remote Sensing of Environment. 2008. No. 112. P. 2914–2926.
- NELDA (Northern Eurasia Land Dynamics Analyses) / Электронный ресурс. 2009. – URL: http://www.fsl.orst.edu/nelda 05.10.2015
- Pflugmacher D., Krankina O.N., Cohen W.B., Friedl M.A., Menashe D.S., Kennedy R.E. et al. Comparison and assessment of coarse resolution land cover maps for Northern Eurasia // Remote Sensing of Environment. 2011. No. 115. P. 3539–3553.
- Phillips R.L., Beeri O. Scaling-up knowledge of growing-season net ecosystem exchange for long-term assessment of North Dakota grasslands under the Conservation Reserve Program // Global Change Biology. 2008. No. 14. P. 1008–1017.
- Potapov P., Hansen M.C., Stehman S.V., Loveland T.R., Pittman K. Combining MODIS and Landsat imagery to estimate and map boreal forest cover loss // Remote Sensing of Environment. 2008. No. 112(9). P. 3708–3719.
- Sivanpillai R., Charles T.S., Srinivasan R., Messina M.G., Wu X.B. Estimation of managed loblolly pine stand age and density with Landsat ETM+ data // Forest Ecology and Management. 2006. No. 223. P. 247–254.
- Sohl T.L., Thomas R.L., Benjamin M.S., Kristi L.S., Barnes C.A. Addressing foundational elements of regional land-use change forecasting // Landscape Ecology. 2010. No. 25. P. 233–247.
- Wulder M.A., Skakun S., Kurz W.A., White J.C. Estimating time since forest harvest using segmented Landsat ETM+ imagery // Remote Sensing of Environment. 2004. No. 93. P. 179–187.