Characterization of the diminishing accuracy in detecting forest insect damage over time

Abstract

The goal of this project was to determine the ability to detect forest insect disturbances occurring over a 6 year period using a remote sensing change detection approach. The study area in central British Columbia, Canada, has been experiencing an epidemic outbreak of bark beetles. The actual location and number of trees attacked by mountain pine beetle (Dentroctonus ponderosae Hopkins) were determined by annual surveys using a helicopter and a global positioning system (GPS). In this study, mountain pine beetle red-attack trees, infested between 1995 and 2001, were detected with an enhanced wetness difference index (EWDI), which was created using a 1995 and 2001 Landsat image pair. Red-attack damage was detected with an accuracy (true positive rate) of 74% using all years of the helicopter GPS survey data as validation. Assessments of the classification were subsequently undertaken that compared the EWDI-derived red-attack locations to each year of available validation data. The results of this analysis showed that recent red-attack damage was detected with greater accuracy than older red-attack damage (with an accuracy decline of approximately 15% over the 6 year period). The greatest accuracy was obtained for the most recent 2 years of attack, namely 2000 and 2001, with a red-attack detection accuracy of 81%.

L'objectif de ce projet visait à déterminer le potentiel d'une approche basée sur la télédétection des changements pour la détection des perturbations causées à la forêt par les insectes durant une période de 6 ans. La zone d'étude, située au centre de la Colombie-Britannique, Canada, a connu une infestation de dendroctones du pin. La localisation et le nombre d'arbres affectés par le dendroctone du pin ponderosa (Dentroctonus ponderosae Hopkins) ont été déterminés par le biais de relevés annuels effectués à l'aide d'un hélicoptère et d'un système de positionnement global (GPS). Dans cette étude, les arbres affectés sévèrement par le dendroctone du pin ponderosa, infestés entre 1995 et 2001, ont été détectés à l'aide de l'indice EWDI (« enhanced wetness difference index »), conçu à partir du couplet d'images Landsat de 1995 et 2001. Les dommages au stade rouge ont été détectés avec une précision (taux positif réel) de 74 % en utilisant toutes les années de données de relevés GPS pour la validation. Des évaluations de classification ont été réalisées subséquemment qui comparaient les sites au stade rouge dérivés par EWDI par rapport à chaque année de données de validation disponibles. Les résultats de cette analyse ont montré que les dommages récents au stade rouge ont été détectés avec une plus grande précision que les dommages plus anciens au stade rouge (avec une diminution de précision approximative de 15 % au cours de la période de 6 ans). La plus grande précision a été obtenue dans le cas de la plus récente attaque de deux ans : 2000 et 2001, avec une précision de détection au stade rouge de 81 %.[Traduit par la Rédaction]