Miina Rautiainen

The spectral signature of coniferous forests: the role of stand structure and leaf area index

Rautiainen M. (2005). The spectral signature of coniferous forests: the role of stand structure and leaf area index. https://doi.org/10.14214/df.6

Tiivistelmä

Kiinnostus metsäekosysteemejä kuvaaviin muuttujiin, joita voidaan arvioida optisilla kaukokartoitusmenetelmillä, on kasvanut viime vuosina. Kaukokartoitustekniikoiden yleinen sovellettavuus ja satelliittikuva-aineistojen spatiaalisten ja ajallisten resoluutioiden kirjo mahdollistavat kaukokartoitusmenetelmien soveltamisen terrestristen ekosysteemien rakenteen ja toiminnan laaja-alaisessa tutkimuksessa. Edellytys näiden menetelmien kehittämiselle on kuitenkin ymmärtämys mitattujen spektristen signaalien syntyyn vaikuttavista fysikaalisista tekijöistä. Pohjoisen pallonpuoliskon boreaaliset havumetsät muodostavat maapallon suurimman yhtenäisen metsävyöhykkeen. Kaukokartoituksen näkökulmasta yleisesti tunnustettu, mutta huonosti ymmärretty ilmiö on näiden havumetsien matala heijastussuhde verrattuna lehtimetsiin. Ainoa tapa tämän ilmiön ymmärtämiseen on säteilyn kulun tutkiminen havumetsien latvustossa. Väitöskirjassa tutkittiin havumetsien spektristen ja rakenteellisten tekijöiden välistä riippuvuutta empiirisissä ja simulointitutkimuksissa. Saatua uutta tietoa sovellettiin suomalaisten havumetsien lehtialaindeksin arvioimiseen optisilta satelliittikuvilta. Väitöskirjan ensimmäinen osa keskittyi latvuston mikro- ja makrotason ryhmittymisilmiön ja metsän heijastaman säteilyn välisen riippuvuuden tutkimiseen. Tulokset osoittivat, että latvuskoko ja –muoto ovat tärkeitä metsikön heijastussuhdetta muokkaavia tekijöitä. Lisäksi havaittiin, että havumetsien matalaa heijastussuhdetta lähi-infrapuna-alueella selittää pääasiallisesti versojen sisällä tapahtuva säteilyn sironta. Väitöskirjan toinen osa keskittyi lehtialaindeksin arvoimiseen optisista satelliittikuvista kasvillisuusindeksien ja metsikön fysikaalisen heijastusmallin invertoimisen avulla. Molemmat menetelmät osoittivat soveltuvuutensa lehtialaindeksin arvoimiseen. Yleinen havainto oli, että aiemmin menetelmissä vähän käytetty keskilähi-infrapuna-alue parantaa kaukokartoitettuja lehtialaindeksien estimaatteja havumetsissä.

Avainsanat
optinen kaukokartoitus; metsikön heijastumalli; spektrinen kasvillisuusindeksi; latvusmuoto

Julkaistu 8.9.2005

Katselukerrat 3968

Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.6 | Lataa PDF

Osajulkaisut

Rautiainen, M., Stenberg, P., Nilson, T. & Kuusk, A. 2004. The effect of crown shape on the reflectance of coniferous stands. Remote Sensing of Environment 89: 41–52.

https://doi.org/10.1016/j.rse.2003.10.001

Rautiainen, M. & Stenberg, P. 2005. Simplified tree crown model using standard forest mensuration data for Scots pine. Agricultural and Forest Meteorology 128: 123–129.

https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2004.09.002

Rautiainen, M. & Stenberg, P. 2005. Application of photon recollision probability in coniferous canopy reflectance simulations. Remote Sensing of Environment 96: 98–107.

https://doi.org/10.1016/j.rse.2005.02.009

Peltoniemi, J., Kaasalainen, S., Näränen, J. Rautiainen, M., Stenberg, P., Smolander, H., Smolander, S. & Voipio, P. 2005. BRDF measurement of understory vegetation in pine forests: dwarf shrubs, lichen and moss. Remote Sensing of Environment 94: 343–354.

https://doi.org/10.1016/j.rse.2004.10.009

Rautiainen, M., Stenberg, P. & Nilson, T. 2005. Estimating canopy cover in Scots pine stands. Silva Fennica 39 (1): 137–142.

https://doi.org/10.14214/sf.402

Rautiainen, M. 2005. Retrieval of leaf area index for a coniferous forest by inverting a forest reflectance model. Remote Sensing of Environment 99: 295–303.

https://doi.org/10.1016/j.rse.2005.09.004

Rautiainen, M., Stenberg, P., Nilson, T., Kuusk, A. & Smolander, H. 2003. Application of a forest reflectance model in estimating leaf area index of Scots pine stands. Canadian Journal of Remote Sensing 29 (3): 314–323.

http://pubs.nrc-cnrc.gc.ca/cjrs/m03-002.html

Stenberg, P., Rautiainen, M., Manninen, T., Voipio, P. & Smolander, H. 2004. Reduced simple ratio better than NDVI for estimating LAI in Finnish pine and spruce stands. Silva Fennica 38 (1): 3–14.

https://doi.org/10.14214/sf.431

---