Лесные пожары Уюкского хребта и оценка повреждения с использованием данных Landsat Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

ЛЕСНЫЕ ПОЖАРЫ УЮКСКОГО ХРЕБТА И ОЦЕНКА ПОВРЕЖДЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАННЫХ LANDSAT

Хулермаа Б. Куулар

Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов СО РАН (ТувИКОПР СО РАН), 667003, Россия, г. Кызыл, ул. Интернациональная 117а, к. б. н., с.н.с.

Представлены результаты обработки фрагментов спутниковых данных оценки гарей Уюкского хребта. В качестве основных данных использовались снимки Landsat TM на даты съёмки: 19.08.1988 и 18.08.2011. Проведена обработка данных по спектральным

вегетационным индексам.

Ключевые слова: лесные пожары, дистанционное зондирование, спектральные вегетационные индексы, гари.

FOREST FIRE OF THE UJUKSKIJ MOUNTAIN RANGE AND DEGRADATION ASSESSMENT USING LANDSAT DATA

Khulermaa B. Kuular

The Tuva institute of complex exploitation of natural resources of the Siberian Branch of the Russian Academy of Science, 667003, Russia, Kyzyl, Ul.Internatsionalnaya 117a

The present paper describes the present state of forests, methodology studies of forest fire risk and degradation assessment in context to Tuvinian forests. This study evaluates of measuring forest damage in boreal forests on the Ujukskij Mountain Range using Landsat Thematic Mapper (TM) data. The spectral vegetation induces were found to correlate well with ground-based measurements of forest damage at boreal forest located on the Ujuksij Mountain Range in northern region.

Key words: wildfire, remote sensing, spectral vegetation induces, burned area.

Картографирование с помощью космических снимков позволяет уточнить границы и площадь гарей, пройденных пожарами. Для получения региональных и локальных оценок находят широкое применение изображения, полученные приборами Landsat. При изучении устойчивости лесных экосистем важное значение имеет оценка пространственно -временной динамики нарушенных участков земель (Барталев, 2008).

Республика Тыва относится к малонарушенным лесным территориям РФ. В последние годы бореальные леса региона претерпевают существенные изменения в связи глобальным изменением климата и увеличением воздействия человека. В качестве района исследования выбран Уюкский хребет в центральной части региона. Г орные леса хребта формируются в условиях резко засушливого климата, сложного горного рельефа и усиливающего антропогенного прессинга в последние годы. Анализ данных климата хребта показывает, что засушливая погода в апреле-июне способствует общему росту пожарной опасности в лесах.

В качестве основных данных использовались снимки Landsat ТМ на даты съёмки: 19.08.1988 и 18.08.2011. Обработка спутниковых изображений

проводилась в программном пакете ERDAS ГМЮШБ. Подготовительные работы были начаты с отбора данных Landsat из архива. После получения исходных спутниковых данных была их предварительная обработка. На снимках Landsat четко наблюдается открытый огонь от верхового лесного пожара, что пространственное разрешение походит для мониторинга локального уровня. На рисунке 1а представлен лесной пожар хребта, наблюдаемый из космоса на территории Уюкского хребта на дату съёмки 08.09.2007, на рис. 1б — наземная фотография последствий лесного пожара. При визуальном сравнении видно, что после пожаров бореальные леса хребта сменяются гарями.

Рис.1. Снимок Landsat за 08.09.2007 (а), последствие пожаров (б)

Анализ снимков, показывающих динамику нарастания площади погибших лесов, подтверждает, что значение нормализованного относительного индекса растительности (NDVI) имеет значение близкое к нулю или отрицательное. Для четкого выделения сгоревших участков использован индекс “нормализованное отношение выгорания” (Normalized Burn Ratio/NBR) (Key, Benson, 1999). Данный индекс (NBR) представляет собой разность отражений в ближнем и среднем инфракрасных спектральных каналах, нормализованный на их сумму (Ры - Ры)/ (Рм + Рь7). Четкое выявление границ гарей в период 1988-2011 гг. получено с использованием “нормализованного разностного индекса гарей” dNBR. На рисунке 2 представлены результаты обработки фрагментов спутниковых данных за 19.08.1988, 18.08.2011 NBR и разностное изображение dNBR. В результате анализа гарей лесов на территории хребта увеличивается неблагоприятная тенденция, и четко видно уменьшение лесистости хребта на снимке 18.08.2011. Темным тонам соответствуют измененные участки после пожаров на (а) и (б), и их локализация совпадают с наземными данными Госкомлеса РТ.

Рис.1. NBR Уюкского хребта за (а) 19.09.1988, (б) 18.08.2011, (в) dNBR

Таким образом, результаты анализа изображений Landsat позволили оценить информативность использованных индексов для распознавания гарей исследуемого хребта, что трудно точно оценить из-за сложности рельефа. Использование “нормализованного отношения выгорания” NBR и “нормализованного разностного индекса гарей” dNBR для оценки гарей является наиболее точным для выделения границ гарей. Исследование, проводимое на локальном уровне, послужит уточненным дополнением к данным Госкомлеса РТ. В дальнейшем планируется провести классификацию в пределах участков выгорания.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Барталев С.А. Построение автоматических оценок лесных площадей, пройденных огнем по данным приборов HRV, HRVIR / С.А. Барталев А.А. Галеев, А.А. Златопольский // Шестая всероссийская открытая ежегодная конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса". Москва. ИКИ РАН. 10-14 ноября 2008. Сборник тезисов конференции. - 2008. - С.9.

2. Key, C. H., Benson, N. C. 1999. Measuring and remote sensing of burn severity: the CBI and NBR. Poster abstract. In L. F. Neuenschwander and K. C. Ryan (Eds.), Proceedings Joint Fire Science Conference and Workshop, Vol. II, Boise, ID, 15-17 June 1999. University of Idaho and International Association of Wildland Fire. - 284 pp.

© Х.Б. Куулар, 2013