ASSESSMENT OF CHANGES IN THE FOREST OF CENTRAL RUSSIAN UPLAND USING REMOTE SENSING DATA
Authors: Терехин Э.А. 
Published: July 2024

Оценка изменений в лесах, обусловленных влиянием негативных факторов, является одной из ключевых задач мониторинга лесных земель. В статье изложен новый подход к автоматизированному геоинформационному картографированию участков лесов с нарушенным древостоем. Метод основан на оценке изменений в высотах лесных насаждений с использованием спектрального отклика. Исследование выполнено на примере лесных массивов юга Среднерусской возвышенности, охватывающего территорию Белгородской области. Для оценки высот предложено использовать логистическую модель, описывающую зависимость коэффициентов спектральной яркости SWIRдиапазона от высоты древостоя. Для повышения точности оценки высот предложено использовать виды моделей, использующие спектральные характеристики с конкретных спутниковых сенсоров. Критерием индикации участков нарушенности древостоя является резкое снижение высоты лесных насаждений, обусловленное влиянием негативных факторов. Ограничениями применения метода являются региональные особенности лесных экосистем, наличие участков теней от лесных массивов, расположенных на крутых склонах. С использованием предложенного подхода выполнено геоинформационное картографирование изменений в лесах юга Среднерусской возвышенности в период середины 1980-х – конец 2010-х гг. Подготовлена серия картосхем, пространственно характеризующих произошедшие изменения. С использованием средств геоинформационного анализа выполнена оценка доли нарушенных лесных экосистем в каждом административном районе Белгородской области. В большинстве районов произошло снижение доли нарушенных лесных участков. Установлено, что в исследуемый период доля нарушенных лесных участков на юге Среднерусской возвышенности была сравнительно невелика и составила 1,84 % от общей площади лиственных лесов в середине 1980-х – конце 1990-х гг. и 0,85% в период 2000-2017 гг.

The assessment of changes in forests caused by the influence of negative factors is one of the key objectives of forest monitoring. The article presents a new approach to automated mapping of forest areas with disturbed stands. The method is based on the estimation of changes in the heights of forest stands using a spectral response. The research was carried out using forest areas in the south of the Central Russian Upland, in the Belgorod Region. In order to assess the heights of the stand, it was proposed to use a logistic model that describes the dependence of the SWIR range spectral response on the height of the forest stand. In order to improve the accuracy of estimating stand heights, it was proposed to use the types of models that use spectral characteristics from specific satellite sensors. The criterion for identifying areas of disturbance in the stand is a significant decrease in the height of forest stands, occurring as a result of negative factors impact. The regional features of forests and shadowed areas on steep slopes can be considered to be the major limitations of the method. The proposed approach enabled the authors to carry out geoinformation mapping of the changes in the forests in the south of the Central Russian Upland over the period from the mid-1980s to the end of 2010s. Schematic maps characterizing the occurring changes have been prepared. Using geoinformation analysis, the share of disturbed forest ecosystems in each administrative district of the Belgorod Region has been estimated. In many districts, the share of disturbed forest ecosystems has decreased. During the reference period the share of disturbed forest areas in the south of the Central Russian Upland was relatively small. It was 1.84% of the total deciduous forest area in the mid-1980s - late 1990s and 0.85% in the period 2000-2017.