Измерение фенологической изменчивости по спутниковым изображениям

Фенологические явления растительности тесно связаны с сезонной динамикой нижних слоёв атмосферы и поэтому являются важными элементами глобальных моделей и мониторинга растительности. Данные нормализованного разностного вегетационного индекса (NDVI), полученные с помощью спутникового сенсора Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA), позволяют эффективно и объективно оценивать фенологические характеристики на больших территориях. На основе временных рядов данных NDVI, собранных в 1989–1992 годах на территории континентальной части США, были рассчитаны двенадцать показателей, связанных с ключевыми фенологическими событиями. К ним относятся начало вегетационного периода, время достижения пикового значения NDVI, максимальное значение NDVI, скорость весеннего нарастания вегетации, скорость отмирания растительности и интегральный NDVI. Для различных типов земельного покрова были рассчитаны и проанализированы показатели центральной тенденции и изменчивости этих параметров. Результаты анализа показали высокое соответствие между показателями, полученными по спутниковым данным, и прогнозируемыми фенологическими характеристиками. В частности, эти показатели выявили межгодовую изменчивость яровой пшеницы в Северной Дакоте, охарактеризовали фенологию четырёх типов лугов и пастбищ и подтвердили фенологическую устойчивость лиственных и хвойных лесов. Полученные результаты важны для картографирования и мониторинга земельного покрова на больших территориях. Возможность использования данных дистанционного зондирования в качестве входной информации для картографирования растительности продемонстрирована на примере различий в фенологии нескольких типов земельного покрова. Более стабильную информацию, содержащуюся во вспомогательных данных, следует включать в процесс картографирования, особенно в районах с высокой фенологической изменчивостью. В региональной или глобальной системе мониторинга увеличение изменчивости в определённом регионе может служить сигналом для проведения более детального анализа земельного покрова с использованием изображений более высокого пространственного разрешения.