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Assessing site suitability for Scots pine using airborne and terrestrial gamma-ray measurements in Finnish Lapland

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Abstract:

Low-altitude airborne gamma-ray (AGR) data, obtained with the aircraft-mounted 25-l NaJ(Tl) gamma spectrometer and interpolated into a 50 × 50 m pixel size, over 1200 km2 of glaciated terrain in Finnish Lapland, were applied to classify and interpret site suitability for Scots pine (Pinus sylvestris L.). The selection of the training and validation sets for the classification of AGR data was based on the forest management history and soil moisture content (v) determined by dielectric () measurements. The ground calibration measurements showed a significant negative correlation between the soil  (i.e., v) and terrestrial gamma-ray flux (TGR-) from potassium (K) and thorium decay series (Th), suggesting that the attenuation of gamma flux is due to soil v. Both ground and airborne surveys indicated that K was significantly higher in drift of Scots pine stands than in drift of Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) stands. Out of four tested combinations of the AGR channels, i.e., (i) potassium (K), (ii) K and thorium (Th)/K, (iii) K, Th, and Th/K, and (iv) K and Th, K alone resulted in the best overall accuracy of 80.44% (Kappa coefficient,  = 0.609) to classify drift materials suitable for Scots pine. The present study demonstrates that the TGR-K and AGR-K measurements provide a basis to delineate soil v patterns within the site and landscape level, thus having a significant implication for the forest management planning to assess sites suitable for Scots pine.

Des données de spectrométrie gamma aérienne (SGA) obtenues à basse altitude à l'aide d'un spectromètre gamma 25-l NaJ (Tl) et interpolées à un pas de 50 m sur 1200 km2 de terrain glaciaire en Laponie finlandaise ont été utilisées pour classer et interpréter la capacité des sites à supporter le pin sylvestre (Pinus sylvestris L.). La sélection des ensembles de calibration et de validation pour la classification des données SGA s'est basée sur l'historique de l'aménagement forestier et la teneur en eau du sol (v) déterminée à l'aide de mesures diélectriques (). Les mesures de calibration au sol ont montré une corrélation négative et significative entre la valeur de e du sol (c.-à-d. v) et le flux de rayonnement gamma terrestre (RGT-) pour le potassium (K) et la série radioactive du thorium (Th), indiquant que la diminution du flux de rayonnement gamma est reliée à v. Les relevés aériens et de terrain indiquent tous deux que K est significativement plus élevé dans les sédiments sous les peuplements de pin sylvestre que sous les peuplements d'épicéa commun (Picea abies (L.) Karst.). Des quatre combinaisons de canaux SGA testées, c.-à-d. (i) K, (ii) K et Th/K, (iii) K, Th et Th/K et (iv) K et Th, le potassium seul fournit la meilleure précision générale de 80,44 % (coefficient Kappa,  = 0,609) pour classer les matériaux sédimentaires qui conviennent au pin sylvestre. La présente étude démontre que les mesures de RGT-K et de SGA-K fournissent un moyen de représenter les patrons de v du sol à l'échelle du site et du paysage, ce qui a des implications importantes pour la planification de l'aménagement forestier au moment d'évaluer la capacité des sites à supporter le pin sylvestre.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2003

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nrc/cjfr/2003/00000033/00000005/art00006
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