Картографирование динамики лесов севера Московской области по спутниковым снимкам серии Landsat

А. Е. Гнеденко

DOI: https://doi.org/10.31111/geobotmap/2023.28

Полный текст статьи

Аннотация статьи

В статье приведена оценка динамических изменений лесного покрова Клинского района Московской области по серии разновременных космических снимков Landsat. Обработка спутниковых снимков методом пошагового дискриминантного анализа позволила с достаточно высокой точностью установить формационный состав лесов на крайние даты исследуемого периода (1985–2021 гг.). Были получены карты формационного состава лесов, а также проведен анализ изменений площади и состава лесных формаций.

Ключевые слова: картографирование лесов, пошаговый дискриминантный анализ, разновременные снимки, данные дистанционного зондирования, Московская область

Рубрика: Статьи

Цитирование статьи

Гнеденко А. Е. 2023. Картографирование динамики лесов севера Московской области по спутниковым снимкам серии Landsat // Геоботаническое картографирование. 2023. С. 28–47. https://doi.org/10.31111/geobotmap/2023.28

Получено 24 августа 2023 г.

Литература

[Alekhin] Алёхин В. В. 1947. Растительность и геоботанические районы Московской и сопредельных областей. М. 71 с.

[Annenskaya et al.] Анненская Г. Н., Жучкова В. К., Калинина В. Р., Мамай И. И., Низовцев В. А., Хрусталёва М. А., Цесельчук Ю. Н. 1997. Ландшафты Московской области и их современное состояние. М. 296 с.

[Belyaeva et al.] Беляева Н. Г., Черненькова Т. В., Морозова О. В., Сандлерский Р. Б., Архипова М. В. 2018. Сравнение эколого-фитоценотического и эколого-флористического методов классификации для оценки ценотического разнообразия и картографирования лесной растительности // Лесоведение. № 3. С. 178–193. https://doi.org/10.7868/S0024114818030026.

[Belyaeva, Chernenkova] Беляева Н. Г., Черненькова Т. В. 2018. Связь свойств местообитаний и состава сообществ хвойно-широколиственных лесов // Экология. № 2. С. 101–109. https://doi.org/10.7868/S0367059718020038.

[Belyaeva, Popov] Беляева Н. Г., Попов С. Ю. 2016. Изменение лесистости западной части Наро-Фоминского района Московской области за последние 200 лет // Лесоведение. № 1. С. 44–54.

Chander G., Markham B. L., Helder D. L. 2009. Summary of current radiometric calibration coefficients for Landsat MSS, TM, ETM+, and EO–1 ALI sensors // Remote Sensing of Environment. Vol. 113. Is. 5. P. 893–903. https://doi.org/10.1016/j.rse.2009.01.007.

Chen Y. H., Luo Y. 2015. Net aboveground biomass declines of four major forest types with forest ageing and climate change in western Canada’s boreal forests // Global change biology. Vol. 21. P. 3675–3684. https://doi.org/10.1111/gcb.12994.

[Chernenkova et al.] Черненькова Т. В., Пузаченко М. Ю., Беляева Н. Г., Морозова О. В. 2019. Оценка состава и структуры лесного покрова Московской области по наземным и дистанционным данным // Изв. РАН. Сер. географ. № 4. С. 112–124. https://doi.org/10.31857/S2587-556620194112-124.

[Chernenkova et al.] Черненькова Т. В., Суслова Е. Г., Морозова О. В., Беляева Н. Г., Котлов И. П. 2020. Биоразнообразие лесов Московского региона // Экосистемы: экология и динамика. № 3. С. 61–144.

Chernenkova T. V., Kotlov I. P., Belyaeva N. G., Suslova E. G. 2021. Spatiotemporal modeling of coniferous forests dynamics along the southern edge of their range in the Central Russian plain// Remote Sensing. Vol. 13. N 10, 1886. P. 1–28. https://doi.org/10.3390/rs13101886.

Coppin P., Jonckheere I., Nackaerts K., Muys B., Lambin E. 2004. Digital Change Detection Methods in Ecosystem Monitoring: A Review // International Journal of Remote Sensing. Vol. 25. Is. 9. P. 1565–1596. https://doi.org/10.1080/0143116031000101675.

Guo X., Zhang H., Wang Y., Clark J. 2014. Mapping and assessing typhoon-induced forest disturbance in Changbai Mountain National Nature Reserve using time series Landsat imagery // Journal of Mountain Science. Vol. 12. P. 404–416. https://doi.org/10.1007/s11629-014-3206-y.

Hansen M. C., Potapov P. V., Moore R., Hancher M., Turubanova S. A., Tyukavina A., Thau D., Stehman S. V., Goetz S. J., Loveland T. R., Kommareddy A., Egorov A., Chini L., Justice C. O., Townshend J. R. G. 2013. High-resolution global maps of 21st-century forest cover change // Science. Vol. 342. Is. 6160. P. 850–853. https://doi.org/10.1126/science.1244693.

Hermosilla T., Wuldera M. A., Whitea J. C., Coops N. C., Pickell P. D., Boltond D. K. 2019. Impact of time on interpretations of forest fragmentation: Three-decades of fragmentation dynamics over Canada // Remote Sensing of Environment. Vol. 222. P. 65–77. https://doi.org/10.1016/j.rse.2018.12.027.

Hua J., Chen G., Yu L., Ye Q., Jiao H., Luo X. 2021. Improved Mapping of Long-Term Forest Disturbance and Recovery Dynamics in the Subtropical China Using All Available Landsat Time-Series Imagery on Google Earth Engine Platform // IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. Vol. 14. P. 2754–2768. https://doi.org/10.1109/JSTARS.2021.3058421.

Jody C. V., Justin D. B., Robert A. S., Michael J. F. 2018. Extracting the full value of the Landsat archive: Inter-sensor harmonization for the mapping of Minnesota forest canopy cover (1973–2015) // Remote Sensing of Environment. Vol. 209. P. 363–374. https://doi.org/10.1016/j.rse.2018.02.046.

Khatancharoen C., Tsuyuki S., Bryanin S., Sugiura K., Seino T., Lisovsky V., Borisova I., Wada N. 2021. Long-Time Interval Satellite Image Analysis on Forest-Cover Changes and Disturbances around Protected Area, Zeya State Nature Reserve, in the Russian Far East // Remote Sensing. Vol. 13. N 7, 1285. P. 1–23. https://doi.org/10.3390/rs13071285.

[Kiseleva] Киселёва К. В. 1965. Осинники Клинско-Дмитровской гряды и их динамика // Бот. журн. Т. 50. № 4. С. 567–571.

[Kobyakov et al.] Кобяков К. Н., Титова С. В., Шматков Н. М., Коротков В. Н., Казаков Р. А. 2019. Оценка возможностей для увеличения поглощения парниковых газов лесами на территории центра Европейской России // Устойчивое лесопользование. № 1(57). С. 4–20.

[Koroleva et al.] Королева Н. В., Тихонова Е. В., Ершов Д. В., Салтыков А. Н., Гаврилюк Е. А., Пугачевский А. В. 2018. Оценка масштабов зарастания нелесных земель в национальном парке «Смоленское Поозерье» за 25 лет по спутниковым данным Landsat // Лесоведение. № 2. С. 83–96. https://doi.org/10.7868/S0024114818020018.

Kotlov I. P., Chernenkova T. V. 2020. Modeling of Forest Communities’ Spatial Structure at the Regional Level through Remote Sensing and Field Sampling: Constraints and Solutions // Forests. Vol. 11. N 10, 1088. P. 1–20. https://doi.org/10.3390/f11101088.

Kunz M., Nienartowicz A. 2008. Variation of NDVI in seminatural and secondary forest: a case study of Zaborski Landscape Park // Geoinformation in Europe. P. 227–234.

[Kurnaev] Курнаев С. Ф. 1982. Дробное растительное районирование нечерноземного центра. М. 118 с.

[Kurnaev] Курнаев С. Ф. 1973. Лесорастительное районирование СССР. 202 с.

[Kuznetsova, Sautkina] Кузнецова Н. Ф., Сауткина М. Ю. 2019. Состояние лесов и динамика их породного состава в Центральном федеральном округе // Лесоведение и лесоводство. № 2. С. 25–45.

[Labutina, Baldina] Лабутина И. А., Балдина Е. А. 2011. Использование данных дистанционного зондирования для мониторинга экосистем ООПТ. Методическое пособие. WWF России. М. 88 с.

Liknes G. C., Nelson M. D., Kaisershot D. J. 2013. Net change in forest density, 1873–2001: using historical maps to monitor long-term forest trends. 12 p. https://doi.org/10.2737/NRS-RMAP-4.

[Metody…] Методы изучения лесных сообществ / Под ред. Ярмишко В. Т., Лянгузовой И. В. 2002. СПб. 240 с.

[Morozova et al.] Морозова О. В., Семенищенков Ю. А., Беляева Н. Г., Суслова Е. Г., Черненькова Т. В. 2022. Сложные боры: ботанико-географические различия, происхождение, распространение // Разнообразие растительного мира. № 3(14). С. 19–40. https://doi.org/10.22281/2686-9713-2022-3-19-40.

Nguyen H. T., Soto-Berelov M., Jones S. D., Haywood A., Hislop S. 2017. Mapping forest disturbance and recovery for forest dynamics over large areas using Landsat time-series remote sensing // Conference: remote sensing for agriculture, ecosystems, and hydrology. https://doi.org/10.1117/12.2276913.

[Nikitina et al.] Никитина А. Д., Князева С. В., Гаврилюк Е. А., Тихонова Е. В., ЭйдлинаС. П., Королева Н. В. 2019. Картографирование динамики растительного покрова территории национального парка «Куршская коса» по материалам космической съемки Alos и Sentinel-2// Вопросылеснойнауки. № 3. С. 1–22. https://doi.org/10.31509/2658-607x-2019-2-3-1-21.

[Petrov] Петров В. В. 1968. Новая схема геоботанического районирования Московской области // Вестник МГУ. Сер. биол. № 5. С. 44–50.

[Popov] Попов С. Ю. 2016. Актуализация ландшафтной карты Пинежского заповедника методами многомерного анализа // Nature Conservation Research. Заповедная наука. Т. 1(1). С. 11–21. https://doi.org/10.24189/ncr.2016.002.

Potapov P. V., Turubanova S. A., Tyukavina A., Krylov A. M., McCarty J. L., Radeloff V. C., Hansen M. C. 2015. Eastern Europe’s forest cover dynamics from 1985 to 2012 quantified from the full Landsat archive // Remote Sensing of Environment. Vol. 159. P. 28–43. https://doi.org/10.1016/j.rse.2014.11.027.

[Puzachenko et al.] Пузаченко Ю. Г., Котлов И. П., Сандлерский Р. Б. 2014. Анализ изменений ландшафтного покрова по данным мультиспектральной дистанционной информации в Центрально-Лесном заповеднике // Изв. РАН. Сер. геогр. № 3. С. 5–18. https://doi.org/10.15356/0373-2444-2014-3-5-18.

[Rastitelnost…] Растительность Московской области (1 : 200 000). 1996. Карта и пояснительный текст / Гл. ред. Г. Н. Огуреева. М. 4 л.

[Rysin] Рысин Л. П. 2012. Хвойные леса России // Изв. Самарского НЦ РАН. №1–4. С. 1106–1109.

[Rysin, Savelyeva] Рысин Л. П., Савельева Л. Н. 2007. Кадастры типов леса и типов лесных биогеоценозов. М. 143 с.

[Sandlerskij] Сандлерский Р. Б. 2017. Картографирование динамики ландшафтного покрова на юге Валдайской возвышенности по данным дистанционного зондирования // Ландшафтоведение: теория, методы, ландшафтно-экологическое обеспечение природопользования и устойчивого развития. Материалы XII Международной ландшафтной конференции, Тюмень–Тобольск, 22–25 августа 2017 г. Т. 1. С. 163–167.

Senf C., Pflugmacher D., Hostert P., Seidl R. 2017. Using Landsat time series for characterizing forest disturbance dynamics in the coupled human and natural systems of Central Europe // ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. Vol. 130. P. 453–463. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2017.07.004.

[Solntsev] Солнцев H. A. 1961. Природно-географические районы Московской области// Вопросыгеографии. Сб. 51. М. С. 5–19.

[Sukachev, Zonn] Сукачёв В. Н., Зонн С. В. 1961. Методические указания к изучению типов леса. М. 144 с

[Suslova] Суслова Е. Г. 2019. Леса Московской области // Экосистемы: экология и динамика. № 1. С. 119–190. https://doi.org/10.24411/2542-2006-2019-10029.

[Terekhin] Терёхин Э. А. 2017. Сукцессии на залежных землях юго-запада Cреднерусской возвышенности и их изучение с применением спутниковых данных // Географический вестник. № 2(41). С. 118–126. https://doi.org/10.17072/2079-7877-2017-2-118-126.

[Vasilyev et al.] Васильев О. Д., Огуреева Г. Н., Чистов С. В. 2019. Оценка ценотического разнообразия лесного покрова и его динамики в эталонных ландшафтах Московского региона по данным дистанционного зондирования // Вестник СПбГУ. Науки о Земле. Т. 64. Вып. 2. С. 185–205. https://doi.org/10.21638/spbu07.2019.202.

[Zaugolnova, Morozova] Заугольнова Л. Б., Морозова О. В. 2006. Типология и классификация лесов Европейской России: методические подходы и возможности их реализации // Лесоведение. № 1. С. 1–15.

Zhu Z. 2017. Change detection using Landsat time series: A review of frequencies, preprocessing, algorithms, and applications // ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. Vol. 130. P. 370–384. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2017.06.013.

[Zony…] Зоны и типы поясности растительности России и сопредельных территорий. 1999. Карта и пояснительный текст / Ред. Г. Н. Огуреева. М. 2 л.