Hyperspectral Remote Sensing of Mountain Pine Beetle with an Emphasis on Previsual Assessment

. A study was undertaken to examine the spectral properties of trees infected by mountain pine beetle (Dendrotonus ponderosae, Hopkins) in central British Columbia. A monoculture pine forest infected with mountain pine beetle was flown in early autumn (September), with a repeat flight the following summer (July). High spatial/spectral resolution VNIR-SWIR and discrete LiDAR data were collected. Three states were recognized: healthy, previsual green attack, and red attack. Spectra from the September flight were sampled from positions derived from LiDAR-modeled treetops. Analysis focused primarily on 3 absorption features: pigment feature (685 nm), and 2 water absorption features (970 nm and 1200 nm). Derivative- and depth-normalized continuum removed (CR) spectra were generated for all 3 classes. Results obtained suggest that consistent differences in the shape of the pigment absorption feature are observed among the healthy, green, and red attack samples. The results of the analyses of the water features were less conclusive. The 970 nm feature did not show any separation, whereas the 1200 nm showed significant separation with the derivative and CR curves. These results indicate that, although subtle, reflectance differences between healthy and green attack crowns might provide a means for early detection of mountain pine beetle attack.Résumé. Une étude a été entreprise pour examiner les propriétés spectrales des arbres infectés par le dendroctone du pin ponderosa (Dendrotonus ponderosae, Hopkins) dans le centre de la Colombie-Britannique. Un vol a été effectué en début d’automne (septembre) avec un deuxième vol l’été suivant (juillet) au dessus d’une forêt de pins monospécifique infectée par le dendroctone du pin ponderosa. Des données VNIR-SWIR avec une haute résolution spatiale/spectrale et des données lidars discrètes ont été recueillies. Trois états ont été reconnus : sain, attaque verte prévisuelle et attaque rouge. Les spectres du vol de septembre ont été échantillonnés à partir de positions dérivées des cimes des arbres modélisées par lidar. L’analyse a été axée principalement sur 3 caractéristiques d’absorption : une caractéristique pigmentaire (685 nm) et 2 caractéristiques d’absorption de l’eau (970 nm et 1200 nm). Des spectres dérivés et des spectres à continuum enlevé «continuum removed» (CR) normalisés à la profondeur ont été générés pour les 3 classes. Les résultats obtenus suggèrent que des différences cohérentes dans la forme de la caractéristique d’absorption des pigments sont observées entre les échantillons sains, verts et attaques rouges. Les résultats de les analyses des caractéristiques de l’eau sont moins concluants. La caractéristique à 970 nm n’a pas montré de séparation, tandis que celle à 1200 nm a montré une séparation significative avec les courbes dérivées et CR. Ces résultats indiquent que, bien que subtiles, les différences de réflectance entre les cimes saines et les cimes avec des attaques vertes peuvent fournir un moyen pour la détection précoce du dendroctone du pin ponderosa.