THE COMPARISON OF SPECTRAL INDICATORS OF INDIGENOUS COMMUNITIES OF THE MIDDLE TAIGA FOR ASSESSMENT OF CLIMATIC TRANSFORMATIONS
Authors: Мыльникова Т.А. , Боровлёв А.Ю. , Елсаков В.В. , Щанов В.М. 
Published: July 2024

В статье представлены результаты анализа межгодовых изменений спектральных индексов NDVI и EVI, показателей сомкнутости крон участка старовозрастных заболоченных лесов средней тайги временного интервала 1985-2022 гг. Для анализа использовали временные ряды спутниковых изображений Landsat (сенсоры TM, ETM+ и OLI) и Terra-MODIS. Участки лесных массивов характеризовались стабильными величинами показателей сомкнутости (порядка 80-90 %). Для смежных территорий наибольший рост (2-3 % в год) наблюдали для участка восстанавливающейся гари (18.07.1973). Отмечен слабый тренд роста индекса NDVI. Формирование слабого положительного тренда изменений спектральных индексов связано с наличием ряда погрешностей. Среди возможных погрешностей определения трендов отмечены сезонные различия показателей NDVI и EVI на изображениях разных лет и различия сопоставляемых сенсоров. Наиболее высокие отклонения индексов на съемках Landsat, превышающие средние июльские значения от 9,0 до 15 %, наблюдали для сцен, полученных в период максимального развития фитомассы ‒ середины вегетационного периода 18-21 июля (сцены сенсоров Landsat 8 OLI 2016-2021 гг., 199-202 дни). Сравнение сопоставимости съемок, выполненных на одну дату методом расчета критерия относительной процентной разницы (relative percentage difference, RPD), показало, что сенсоры OLI завышали показатель EVI на 2- 3% относительно ETM+ и 1-2 % по NDVI. Отмечено завышение величин NDVI и EVI по ETM+ над TM на 3-4% соответственно. Суммарные различия сенсоров TM5 и OLI можно ожидать в 5- 7% по EVI и 4- 5% ‒ по NDVI.

The research findings show interannual variations in the spectral indices NDVI and EVI, the indicators of crown closure of the old wetland forests in the middle taiga over the period 1985 - 2022. Terra-MODIS and time series of Landsat satellite images (TM, ETM+, and OLI sensors) were used in the analysis. The forested areas were characterized by stable values of crown density indicators (about 80-90%). In the neighbouring areas, the highest increment (2-3% per year) was observed on the area being regenerated after forest fires (07.18.1973). The NDVI index showed a feeble increasing trend. The spectral index changes that show a slight positive trend occur as a result of certain errors. The potential sources of error in these trends are a result of the seasonal variations in NDVI and EVI indicators across images from several years, as well as variations between the compared sensors. The images made between July 18 and 21, in the middle of the vegetation period, during the period of maximal phytomass growth, showed the highest index deviations in Landsat images, surpassing the typical values for July by 9.0 - 15% (based on Landsat 8 OLI images from 2016-2021, 199-202 days). The images from the same date were compared by calculating the relative percentage difference criterion (RPD) that showed that OLI sensors overestimated the EVI index by 2-3% relative to ETM+ and 1-2% according to NDVI. There was an overestimation of NDVI and EVI values for ETM+ over TM by 3-4%, respectively. The total differences between TM5 and OLI sensors are estimated at 5-7% for EVI and 4-5% for NDVI.