Using field-based, photogrammetric point cloud, orthophoto and LiDAR-derived metrics to assess forest structure-snowpack relationships in the Great Lakes-St. Lawrence Forest region

The efficacy of field-based, photogrammetric point cloud, orthophoto and light detection and ranging datasets to describe forest structure and resolve forest-snowpack relationships in a mixed forest region was evaluated over two years at the point and transect scales. Hemispheric photo-derived canopy metrics correlated well with remotely sensed metrics, but tree bole metrics were not effectively derived from remotely sensed data. Significant differences in melt rate and snow-free date were found across forest type at the transect scale. Field and remotely sensed estimates of canopy cover were highly correlated with melt rate and snow-free date at the point scale, which aligns with previous literature and understanding of snowmelt processes. However, significant correlations were only present during the 2016 study year, which was attributed to canopy-controlled solar radiation-driven melt in 2016 versus more spatially uniform turbulent flux-driven melt in 2017. Peak snow water equivalent metrics were not correlated well with canopy or tree height metrics, contrary to previous research. This was likely due to mid-winter melt events throughout both study years, where a mix of accumulation and melt processes confounded forest-snowpack relationships. This study demonstrates that widely available remotely sensed data with a broad coverage can be used to: (i) describe forest-snowpack relationships in mixed hardwood, coniferous forests and (ii) elucidate the variability of forest-snowpack relationships under different climate conditions in this environment. L'efficacite des ensembles de donnees de detection et de telemetrie photogrammetriques de nuages de points, d'orthophotos et de lumiere sur le terrain pour decrire la structure de la foret et resoudre les relations foret-manteau neigeux dans une region forestiere mixte a ete evaluee sur une periode de deux ans a l'echelle du point et du transect. Les mesures de la canopee derivees de la photo hemispherique etaient bien correlees avec les mesures de teledetection, mais les mesures des futs d'arbres n'etaient pas efficacement derivees des donnees de teledetection. Des differences significatives dans le taux de fonte et la date sans neige ont ete observees selon le type de foret a l'echelle du transect. Les estimations sur le terrain et par teledetection du couvert forestier etaient fortement correlees avec le taux de fonte et la date sans neige a l'echelle du point, ce qui correspond a la litterature anterieure et a la comprehension des processus de fonte des neiges. Cependant, des correlations significatives n'etaient presentes qu'au cours de l'annee d'etude 2016, qui ont ete attribuees a la fonte induite par le rayonnement solaire controlee par la canopee en 2016 par rapport a la fonte turbulente plus uniforme dans l'espace en 2017. Les mesures de l'equivalent en eau de la neige de pointe n'etaient pas bien correlees avec les mesures de la canopee ou de la hauteur des arbres, contrairement aux recherches anterieures. Cela etait probablement du a des evenements de fonte au milieu de l'hiver au cours des deux annees d'etude, ou un melange de processus d'accumulation et de fonte a confondu les relations entre la foret et le manteau neigeux. Cette etude demontre que les donnees de teledetection largement disponibles et largement couvertes peuvent etre utilisees pour: (i) decrire les relations foret-manteau neigeux dans les forets mixtes de feuillus et de coniferes et (ii) elucider la variabilite des relations foret-manteau neigeux dans differentes conditions climatiques dans cet environnement.