Comparison of Landsat multispectral and IRS panchromatic imagery for landscape pattern analysis of grizzly bear habitat in agricultural areas of western Alberta

Abstract

The grizzly bear (Ursus arctos L.) is a species that is widely recognized as an indicator of ecosystem health in west-central Alberta. Agricultural activities, oil and gas exploration and extraction, forestry, and recreation can all contribute to grizzly bear habitat fragmentation and loss. The purpose of this research was to compare two models of grizzly bear activity in agricultural areas of western Alberta, Canada, developed from landscape pattern metrics derived from Landsat and Indian Remote Sensing (IRS) based land cover classifications and assess if these models statistically converged on the same landscape metrics. Results were further explained by considering the influence of spatial, spectral, and thematic resolution, along with previous knowledge on grizzly bear habitat preference. The Landsat- and IRS-based analyses were compared using relationships between landscape metrics and both grizzly bear presence-absence data and frequency of use data. Results indicated that landscape spatial structure had at least some role in determining whether or not grizzly bears would use an area in an agricultural landscape. It was concluded that the thematic resolution represented the greatest impact on compositional metrics for both the grizzly bear presence-absence and frequency of use analyses, i.e., the Landsat-based product was more suited to revealing the function of the compositional metrics than the IRS-based product. Configurational metrics, however, were more sensitive to the higher spatial resolution map derived from the IRS data. Landscape management recommendations are suggested in the context of these geospatial results.

L’ours grizzly (Ursus arctos L.) est une espèce qui est largement reconnue comme étant un indicateur de la santé d’un écosystème dans le centre ouest de l’Alberta. Les activités agricoles, l’exploration et l’extraction du pétrole et du gaz, ainsi que les activités forestières et récréatives peuvent toutes contribuer à la fragmentation et à la perte de l’habitat du grizzly. L’objectif de cette recherche était de comparer deux modèles d’activités du grizzly dans les zones agricoles de l’ouest de l’Alberta, au Canada, développés à partir des patrons du paysage dérivés des classifications du couvert basées sur des données de Landsat et de IRS (« Indian Remote Sensing ») et de déterminer si ces modèles convergeaient statistiquement sur les mêmes mesures du paysage. Les résultats ont été explicités davantage en considérant l’influence de la résolution spatiale, spectrale et thématique en parallèle avec les connaissances existantes sur les préférences d’habitats du grizzly. Les analyses basées sur les données de Landsat et de IRS ont été comparées à l’aide des relations entre, d’une part, les mesures du paysage et, d’autre part, les données de présence/absence de grizzlys et de fréquence d’utilisation. Les résultats ont montré que la structure spatiale du paysage jouait au minimum un certain rôle permettant de déterminer si oui ou non les grizzlys étaient susceptibles d’utiliser une zone située dans un paysage agricole donné. Il a été possible de conclure que la résolution thématique avait le plus grand impact sur les analyses des mesures de la composition autant pour la présence/absence de grizzlys que pour la fréquence d’utilisation; c.-à-d. le produit basé sur les données de Landsat était mieux adapté pour déterminer la fonction des mesures de la composition que le produit dérivé des données de IRS. Les mesures configurationnelles toutefois étaient plus sensibles à la carte de résolution spatiale plus élevée obtenue à partir des données de IRS. Des recommandations relatives à la gestion du paysage sont proposées suite aux résultats de cette analyse géospatiale.[Traduit par la Rédaction]