الاستشعار عن بعد فائق الطيف ورسم خرائط الغابات وجردها وتصنيفها

يُعدّ تحديد تركيبة المجتمعات الحرجية بدقة وفقًا لفئات الغطاء المختلفة أمرًا بالغ الأهمية لاستخدام النماذج ذات التكوينات المعيارية المحددة لمحاكاة العمليات البيئية التي تتوافق مع كل فئة غطاء. وتُشكّل الخصائص الهيكلية للغابات ومراحل تعاقبها عوامل رئيسية في بناء نماذج فجوات الغابات وتقييم تغيرات وظائف النظام البيئي. فعلى سبيل المثال، تُعتبر الغابات الاستوائية المتجددة مُستودعًا هامًا لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

الشكل 1: رصد الغابات

تعتمد عمليات رسم خرائط الغابات التقليدية عادةً على أساليب التعرف على الأنماط الطيفية، مثل أساليب التصنيف الخاضعة للإشراف القائمة على نظرية التمييز بأقصى احتمال. وتُستخدم بيانات الاستشعار عن بُعد الطيفية على نطاق واسع لتحديد أنواع الغطاء الحرجي، كالتفريق بين أنواع الغطاء الرئيسية مثل الغابات الصنوبرية والغابات عريضة الأوراق. ومن أبرز أجهزة الاستشعار عن بُعد واسعة النطاق المستخدمة لتحديد الغطاء الأرضي: ماسح لاندسات الموضوعي (TM)، والماسح متعدد الأطياف (MSS)، ومطياف SPOT عالي الدقة المرئي (HRV). وقد استُخدمت هذه الأدوات في العديد من الدراسات لتصنيف أنواع الغابات بدقة عالية، مع تفاوت في درجات النجاح.

في دراسات ذات صلة، اقترح الباحثون مجموعة من النطاقات الطيفية الرئيسية المستندة إلى بيانات الأوراق لتقييم الخصائص البيوكيميائية للغابات. وقد أظهرت هذه النطاقات نتائج ذات دلالة إحصائية في تصحيح بيانات AVIRIS فائقة الطيفية وتقدير محتوى النيتروجين وتركيز اللجنين في أوراق أشجار غابة هارفارد وجزيرة بلاك هوك. وتشير النتائج إلى أن البيانات فائقة الطيفية تتفوق على البيانات متعددة الأطياف من حيث محتواها المعلوماتي، وأنها أكثر ملاءمة لتصنيف الغابات بدقة وكفاءة عاليتين.

الشكل 2. متوسط ​​أطياف الانعكاس لستة أنواع من الصنوبريات (Buddenbaum et al. 2005)

الشكل 3. خريطة تصنيف الغابات في منتزه سير الطبيعي