USE OF SATELLITE DATA TO INITIALIZE FOREST RESOURCE DYNAMICS MODELS
Authors: Попова А.К. 
Published: July 2024

Прогнозирование структуры и состояния лесов в будущем помогает увидеть влияние климатических и антропогенных факторов на лесной ландшафт. Наличие достаточно точных прогнозов позволяет формировать стратегии управления лесами, которые помогут обеспечить устойчивость ресурса при минимальных негативных последствиях. При этом точность таких прогнозов сильно зависит от качества исходных данных. Наземное обследование леса для сбора данных о породах и возрасте деревьев требует времени и материальных затрат, которые возрастают с увеличением площади исследуемой территории. В работе описан подход сбора начальных данных для инициализации моделей лесных ресурсов из открытых источников. Предложено использовать наборы данных, составленные на основе спутниковых изображений. Информация о породах деревьев получена из набора GLC_FCS30 – глобальной классификации типов земной поверхности с разрешением 30 м, набор классов которой позволил выделить хвойные и лиственные группы пород, а также лиственницы. Возраст деревьев был определен по связи биомассы дерева с его возрастом, заданной в таблицах нормативно-справочных материалов. Значения биомассы взяты из набора ESA Biomass, составленного по результатам совмещения радарных и лидарных спутниковых съемок в единый растровый продукт с разрешением 100 м. Для получения итогового массива для инициализации модели были наложены друг на друга карты классификации и биомассы, каждому значению биомассы сопоставлен возраст в зависимости от породы дерева. Готовый породно-возрастной состав был поделен на участки в соответствии с картой кварталов лесничества и подан на вход модели LANDIS-II. Было проведено моделирование динамики леса на 100 лет, составлены прогнозные карты распределения средних возрастов деревьев.

Forecasting the structure and condition of forests in the future helps to see the impact of climatic and anthropogenic factors on the forest landscape. The availability of sufficiently accurate forecasts allows the formation of forest management strategies that will help ensure the sustainability of the resource with minimal negative consequences. The accuracy of such forecasts strongly depends on the quality of the input data. Ground-based forest surveys to collect data on tree species and age require time and material costs, which increase with the size of the study area. The paper describes an approach to initial data collection for the initialization of forest resource models from open sources. We propose to use datasets compiled based on satellite images. Information on tree species was obtained from the GLC_FCS30 set, a global classification of land surface types with a resolution of 30 m, whose set of classes made it possible to identify coniferous and deciduous groups of species, as well as larch. The age of trees was determined from the relationship between tree biomass and tree age given in the reference material tables. Biomass values were taken from the ESA Biomass set, compiled from the results of combining radar and lidar satellite imagery into a single raster product at 100 m resolution. To get the final array for model initialization, classification and biomass maps were overlaid, and each biomass value was age-matched to a tree species. The finished species-age composition was divided into plots according to the forest quarter map and submitted to the input of the LANDIS-II model. Forest dynamics modeling for 100 years was carried out, and predictive maps of average tree age distribution were made.