Utilizzo di immagini satellitari ad alta risoluzione per il monitoraggio delle superfici tagliate a raso in boschi cedui

Abstract

Obiettivo del presente lavoro è valutare le potenzialità di immagini satellitari ad alta risoluzione geometrica per il monitoraggio dei tagli a raso in boschi cedui dell’Italia centro-meridionale. Attraverso l’integrazione di un set multitemporale di immagini multispettrali SPOT5 e dati ancillari viene prodotta per interpretazione a video e successiva digitalizzazione in ambiente GIS la mappatura delle superfici ceduate. Per l’intera area investigata e per gli stessi anni di acquisizione del dato satellitare sono state reperite, presso i Comandi Stazione del Corpo Forestale dello Stato, le statistiche relative alle comunicazioni e autorizzazioni al taglio dei cedui rilasciate ai proprietari forestali dagli enti competenti per territorio. In seguito a validazione, la cartografia realizzata viene impiegata per valutare l’attendibilità dei dati forniti al Sistema Statistico Nazionale relativamente ai prelievi legnosi. Il confronto tra i due tipi di dati raccolti, avvenuto sulla base di un campione di 1127 unità amministrative, evidenzia una significativa sottostima della statistica ufficiale, con un rapporto medio fra superficie ceduata individuata da satellite e corrispondente statistica amministrativa pari a 1,41. Le motivazioni di tale sottostima sono verosimilmente riconducibili a processi semplificati di autorizzazione al taglio dei cedui e alla mancata tempestività di registrazione e/o perdita di dati che in alcuni casi gravano sul flusso di informazioni esistente tra gli enti amministrativi e il Corpo Forestale dello Stato incaricato di alimentare la statistica forestale ufficiale. Alla luce della sperimentazione condotta, viene proposta una procedura operativa basata sull’impiego di immagini SPOT5 per la calibrazione statistica del dato amministrativo in esame. La mappatura generata per interpretazione visuale delle immagini SPOT5 viene altresì utilizzata per testare l’accuratezza di differenti metodi di classificazione semi-automatica delle tagliate a raso. Le performance di approcci di classificazione object-oriented e pixel-oriented sono valutate in termini di accuratezza tematica raggiunta, applicando le due procedure a differenti sistemi di nomenclatura e set di dati in input. La sperimentazione evidenzia un possibile impiego operativo delle tecniche object-oriented finalizzato al riconoscimento semi-automatico delle superfici ceduate, mentre l’applicazione delle tecniche pixel-oriented non appare idonea.

The aim of this work is to test the potential of high resolution satellite images for monitoring coppice clearcuts in central-southern Italy. Through integration of a multitemporal set of multispectral SPOT5 images and ancillary information, a clearcuts map is produced by on-screen interpretation and subsequent digitalization in GIS environment. Official clearcut declarations by forest owners, collected by the national forest authority (Corpo Forestale dello Stato), are gathered for the same area and same years of satellite data acquisition. The obtained maps are used for assessing eventual differences with wood harvesting data of the National Statistic System (ISTAT). The comparison between the two kinds of data, carried out on a sample of 1127 administrative units, highlights a significant underestimation of the official statistics, with an average ratio between clearcut area observed by SPOT5 and the corresponding administrative statistics equal to 1,41. The underestimation by the administrative data is likely due to the simplified process of authorization of coppice clearcuts as well as the eventual lack of timeliness and/or loss of data that sometimes hinder the information flow from administrative bodies to national forest authority, that is in charge of feeding the official forest statistics. In the light of the experimentation carried out, an operational procedure by SPOT5 images is proposed for the statistical calibration of the administrative data on wood harvesting. Mapping by on-screen interpretation is also used for assessing the thematic accuracy of clearcut maps produced by semi-automatic classification procedures, experimentally developed with reference to various nomenclature systems and input dataset. Experimentation results highlight the potential of object-oriented classification techniques for clearcuts semi-automatic delineation, whereas the pixel-oriented procedure application has proven to be unsuitable.