Update of forest inventory data with lidar and high spatial resolution satellite imagery

Abstract

Most countries with significant forest resources have designed and implemented monitoring systems to inventory, at regular intervals, a range of forest stand attributes such as species composition, age, volume, biomass, and disturbance. These inventory systems are typically based upon the interpretation of air photos supplemented by ground measurements, with digital remotely sensed data often used to capture changes within inventory cycles. Light detection and ranging (lidar) and high spatial resolution digital satellite imagery (e.g., QuickBird) offer additional capacity and complementary data sources for inventory assessment, as demonstrated by this study over a 400 ha area on Vancouver Island, British Columbia, Canada. A range of lidar survey parameters were applied to update an existing forest inventory. Results indicate a strong relationship between the small-footprint lidar-derived heights and stand height as derived from aerial photographic interpretation (API) (R = 0.79, p < 0.05). In addition, there was no statistical difference (p < 0.05) between stand height as predicted from a complete lidar coverage or when sampled as a single 400 m wide transect (R = 0.89, p < 0.001). These results demonstrate the utility of lidar data, as a full coverage or sample, in combination with high spatial resolution imagery, as useful data sources for capturing forest inventory stand height and cover information.

La plupart des pays dotés de ressources forestières importantes ont conçu et mis en place des systèmes de suivi pour inventorier, à intervalles réguliers, divers attributs des peuplements forestiers tels que la composition des espèces, l'âge, le volume, la biomasse et les perturbations. Ces systèmes d'inventaire sont généralement basés sur l'interprétation de photographies aériennes conjointement avec des mesures au sol, les données numériques de télédétection étant souvent utilisées pour mesurer les changements à l'intérieur des cycles d'inventaire. Les images satellitaires numériques lidar (« light detection and ranging ») et à haute résolution spatiale (e.g., QuickBird) offrent des capacités supplémentaires et des sources de données complémentaires pour la conduite de ces inventaires, tel que démontré par cette étude au-dessus d'une zone d'étude de 400 ha sur l'Île de Vancouver, en Colombie britannique, au Canada. Divers paramètres de relevé lidar sont appliqués à la mise à jour d'un inventaire forestier existant. Les résultats indiquent une forte relation entre les hauteurs dérivées des données lidar à petite empreinte et la hauteur du peuplement telle que dérivée de l'interprétation des photographies aériennes (R = 0,79, p < 0,05). De plus, il n'y avait aucune différence statistique (p < 0,05) entre la hauteur du peuplement telle que prédite à partir d'une couverture lidar complète ou lorsque échantillonnée comme un seul transect de 400 m de largeur (R = 0,89, p < 0,001). Ces résultats démontrent l'utilité des données lidar, sous forme de couverture complète ou d'échantillon, en combinaison avec des images à haute résolution spatiale, comme source de données utiles pour dériver la hauteur d'un peuplement ou des informations sur le couvert dans le cadre d'un inventaire forestier.[Traduit par la Rédaction]