ИСТИНА

Цели выполнения исследований - разработка и апробация отдельных технологических решений в области дистанционной оценки динамики фитомассы северных лесов России в связи с изменением климата.

This research project develops and tests a number of technological solutions for remote assessment of phytomass dynamics in the northern forests of Russia in the context of climate change.

1. Технологические решения в области оценки характеристик древостоев на основе высокодетальных одноканальных, многоканальных и гиперспектральных данных съемки с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). 2. Технологические решения в области картографирования структуры переходной зоны лес-тундра по космическим снимкам высокого разрешения Landsat 8 OLI и Sentinel 2 MSI. 3. Технологические решения в области картографирования динамики биофизических параметров лесов по космическим снимкам MODIS, и статистического анализа ее взаимосвязи с региональной изменчивостью климата. 4. Программно-технические решения в области создания образца программного комплекса для дистанционного мониторинга динамики северных лесов России. 5. Проект технического задания на проведение ОТР по созданию технологии мониторинга климатогенных изменений северных лесов России 6. Предложения по реализации и внедрению результатов исследований

В творческом коллективе проекта объединились сотрудники лаборатории аэрокосмических методов (кафедры картографии и геоинформатики), и кафедры рационального природопользования географического факультета МГУ, с 1994 г. осуществляющие исследования лесов и тундры в российской Арктике. За это время разработаны и опубликованы, в том числе в международных реферируемых журналах, многочисленные методики и технологии использования спутниковых съемок в совокупности с наземными измерениями для оценки состояния северной растительности. Особое внимание особенностям северных лесов было уделено в рамках российско-британско-норвежского проекта Benefits (2008-2011), посвященного состоянию и динамике границы леса, выполнявшегося в рамках кластера проектов Международного полярного года PPS Arctic. В качестве соисполнителя проекта выступает Институт космических исследований Российской академии наук, обладающий большим опытом решения задач спутниковых исследований и мониторинга растительного покрова больших территорий, в том числе всей территории России, а наличие развитой программно-технической инфраструктуры получения, хранения и обработки больших объемов данных ДЗЗ обеспечит возможность эффективного решения задач проекта в части изучения динамики растительного покрова в области северной границы лесов страны на основе обработки многолетних временных рядов данных спутниковых наблюдений. В качестве второго соисполнителя выступает Институт географии РАН, имеющий значительный опыт работ в области обработки пространственных данных, данных дистанционного зондирования Земли и распределенных систем в целях интеграции ресурсов. Сформированы информационные ресурсы, созданы ГИС и базы данных по ряду направлений исследования окружающей среды. Разработаны принципы организации и управления данными, включая данные дистанционного зондирования Земли.

Результаты 1 этапа: Выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно- техническую проблему, исследуемую в рамках работы, в том числе, обзор научных информационных источников. Проведены патентные исследования по ГОСТ Р 15.011-96. Проведены формирование и актуализация многолетних временных рядов для территории исследования по данным MODIS: зимних композитных изображений КСЯ покрытой снегом земной поверхности за период с зимы 2000-2001 г. по зиму 2017-2018 г., сезонных профилей LAI за вегетационные периоды 2000-2017 г., многолетней временной серии карт растительности России по данным MODIS за период 2000-2017 г. Выбраны и обоснованы ключевые участки для постановки и проведения мониторинга динамики северных лесов по данным зондирования с БПЛА (при сверхмалых высотах съемки) и полевых измерений. Спланированы и проведены съемки с БПЛА с разных высот и в различных спектральных диапазонах с синхронными ландшафтными и геоботаническими описаниями и наземным спектрометрированием. Выполнен подбор космических снимков на ключевые участки. Проведено формирование наборов данных и обработка изображений, высокого разрешения, полученных с БПЛА и космических аппаратов, создание на их основе производных продуктов (цифровых моделей местности, рельефа, лесного полога). Разработан алгоритм автоматизированной оценки надземной фитомассы и динамики древесно-кустарниковой растительности по данным съемки с БПЛА и производным сверхвысокодетальным ЦММ. Разработан алгоритм для оценки индекса листовой поверхности LAI и древесной фитомассы лесов на основе полевых измерений и космических снимков высокого пространственного разрешения Landsat 8 OLI, Sentinel 2 MSI (10-30 м). Разработаны методы анализа динамики фитомассы лесотундры России на основе обработки многолетних временных рядов зимних композитных изображений КСЯ покрытой снегом земной поверхности и сезонных профилей LAI. Подобраны космические снимки высокого разрешения на предварительно выбранные ключевые участки. Выполнено дешифрирование космических снимков высокого разрешения на выбранные ключевые участки в рамках разработки алгоритма автоматизированной оценки надземной фитомассы и динамики древесно-кустарниковой растительности по данным съемки с БПЛА и производным сверхвысокодетальным ЦММ, дополнена базы данных космических снимков.