برآورد ارتفاع تاج‌پوشش جنگل در مناطق کوهستانی با استفاده از داده‌های لیدار فضایی ICESat-GLAS (پژوهش موردی: حوضه 46 جنگل‌‌های شمال ایران)

Abstract

اندازه‌گیری ارتفاع تاج‌پوشش در جنگل مستلزم صرف زمان و هزینه زیاد است. در مقابل داده‌های لیدار سنجنده GLAS ماهواره ICESat امکان اندازه‌گیری ارتفاع را از طریق اندازه‌گیری فاصله سنجنده تا پدید یا سطح مورد دید فراهم می‌آورد. از این‌رو، هدف از این پژوهش بررسی قابلیت این داده‌ها برای برآورد ارتفاع تاج‌پوشش در جنگل‌های شمال ایران است. به‌این‌منظور یک نوار شمالی- جنوبی از داده‌های ICESat-GLAS در شرق جنگل آموزشی- پژوهشی خیرود تجزیه‌وتحلیل شد. سنجه‌های گستره شکل موج، گستره لبه پیشتاز و گستره لبه پشتی شکل موج‌ها محاسبه شد. همچنین شاخص زمینی براساس مدل رقومی زمین در محل لکه‌های زمینی لیدار محاسبه شد. برای برآورد حداکثر ارتفاع تاج‌پوشش جنگل، روش مستقیم (اختلاف بین سیگنال آغازین و قله زمین) و مدل‌های رگرسیونی مختلفی آزمون شد. به‌منظور توسعه مدل‌های رگرسیونی و اعتبارسنجی آنها، ارتفاع 330 درخت از بلندترین درختان در 33 قطعه ‌نمونه زمینی دایره‌ای به قطر 70 متر در محل لکه‌های زمینی لیدار در جنگل اندازه‌گیری شد. ارتفاع برآورد شده به روش مستقیم دارای و RMSE به‌ترتیب 0/56 و 10/32 متر بود، اما مدل‌های رگرسیونی براساس سنجه‌ها و مدل رقومی زمین، نتایج بهتری ارائه داد. بهترین مدل با کمترین مقدار معیار اطلاعاتی آکائیکه (204/55) با استفاده از گستره شکل موج و شاخص زمینی دارای و RMSE به‌ترتیب 0/82 و 6/16 متر بود. نتایج این پژوهش نشان داد که با استفاده از داده‌های لیدار فضایی می‌توان حداکثر ارتفاع تاج‌پوشش را در مناطق شیب‌دار با دقت رضایت‌بخش به‌ویژه در سطوح وسیع برآورد کرد. امید است با به‌کارگیری دیگر روش‌های آماری و یافتن الگوریتم‌هایی در جهت کاهش اثر شیب بر داده‌های لیدار، بتوان برآوردی دقیق‌تر از ارتفاع به ‌عمل آورد.