Wykorzystanie danych radarowych w szacowaniu wielkości biomasy drzewnej w Polsce Agata Hościło 1, Aneta Lewandowska 1, Dariusz Ziółkowski 1, Krzysztof Stereńczak 2, Marek Lisańczuk 2 1 Centrum Teledetekcji Instytut Geodezji i Kartografii (CT-IGIK) 2 Instytut Badawczy Leśnictwa (IBL) 19 March 2019 1
Centrum Teledetekcji - IGIK http://www.igik.edu.pl/pl/teledetekcja 19 March 2019 2
Założenie projektu GlobBiomass Cel projektu: opracowanie globalnego produktu przedstawiającego rozkład biomasy na świecie oraz oszacowanie biomasy leśnej dla 5 regionów położonych w różnych strefach klimatycznych: Szwecja, Polska, Indonezja (płd. Borneo), Meksyk i RPA. Lider: Wydział Obserwacji Ziemi- Friedrich-Schiller-University Jena Konsorcjum - 14 instytucji z 8 krajów europejskich, w tym z Polski: Centrum Teledetekcji IGIK oraz Instytut Badawczy Leśnictwa. Zadania IGIK: opracowanie mapy biomasy leśnej dla Polski dla roku 2005, 2010 i 2015 + map zmian na podstawie dostępnych danych satelitarnych. Więcej informacji o projekcie: http://globbiomass.org/ 19 March 2019 3
Lasy w Polsce Lasy w Polsce Pow. 91,630 km² - 29.3% pow. kraju Ponad 77% zarządzanych przez Lasy Państwowe Dominujące drzewostany: lasy iglaste 70% (głównie sosan) lasy liściaste 30% (dąb, brzoza oak, buk) Średni wiek: ok 60 lat Średnia miąższość 270 m3 / ha Forest type in Poland, Source: Copernicus High Resolution Forest Type layer 2012. 19 March 2019 4
Dane referencyjne Wielkoobszarowa Inwentaryzacja Stanu Lasów (WISL) - sieć stałych powierzchni próbnych założonych na terenie całego kraju, na których cyklicznie (co 5 lat) prowadzona jest inwentaryzacja stanu lasu. Sieć powierzchni oparto o układ powierzchni Obserwacyjnych (ICP Forest) do oceny uszkodzeń lasów (Commission Regulation (EEC) No 1969/87) Lata 2015/16 19 March 2019 5
Dane referencyjne Dane inwentaryzacyjne Miąższość grubizny (objętość drzewa) [m3] Wskaźnik ekspansji biomasy (BEFs) (IPCC, 2006) + Wskaźnik gęstości drewna (KOBIZE 2013) = Biomasa drzewna [t/ha] 19 March 2019 6
Jak działa radar? X-band 3 cm C-band 6 cm S-band 12 cm L-band 24 cm P-band 70 cm Alos-2015 19 March 2019 7
Sentinel 1: C-band Jak działa radar? S1_VV Polaryzacja S1_VH 19 March 2019 8
Biomasa 2015 Sentinel-1 2015/16 VH, HH - Wstępne przetworzenie (kalibracja, geokodowanie, korekta terenowa, radiometryczna normalizacja, konwersja do Gamma0) - Sceny mozaikowane wg orbit - Wybór scen najlepiej skorelowanych z danymi referencyjnymi - Wielokanałowa filtracja - Obliczenie wieloczasowych statystyk: suma i mediana dla VV, VH dla sezonu zimowego i letniego. 19 March 2019 9
Biomasa 2015 Mozaika Sentinel-2 2015/16 - Rozdzielczość przestrzenna 10 m - 4 kanały 19 March 2019 10
Biomasa 2015 Rozkład powierzchni referencyjnych 70% pow. treningowe 30% pow. testowe Metoda: Random Forest Regression Produkt finalny: uśrednione wartości oszacowanej dla poszczególnych orbit 19 March 2019 11
AGB 2015
AGB 2015 Zgodność wartości biomasy w lasach na granicach orbit
AGB 2015 S-1 ascending vs descending acquisition geometrical shift Ascending \ Descending Globbiomass 3rd User Meeting
Niezależna walidacja AGB2015 Nadleśnictwa: Supraśl, Pieńsk, Herby i Milicz wydzielenia oddziały
Niezależna Walidacja AGB 2015 Zakresy biomasy: Walidacja na poziomie wydzielenia: Oś X = suma biomasy w wydzieleniu Oś Y = suma biomasy w wydzieleniu oszacowań na podstawie danych satelitarnych 19 March 2019 16
Niezależna Walidacja AGB 2015 Walidacja na poziomie wydzielenia: Oś X = suma biomasy w wydzieleniu Oś Y = suma biomasy w wydzieleniu oszacowań na podstawie danych satelitarnych 19 March 2019 Globbiomass Final Meeting 17
Zmiana biomasy 2005-2015 AGB Spadek AGB Przyrost 19 March 2019 18
Zmiana biomasy 2005-2015 AGB Spadek AGB Przyrost 19 March 2019 19
Dziękuję za uwagę! http://globbiomass.org/ agata.hoscilo@igik.edu.pl http://www.igik.edu.pl/pl/teledetekcja