Rozpoznawanie jesiennych faz fenologicznych dębu bezszypułkowego (Quercus petraea Liebl.) na ortomozaikach zdjęć lotniczych uzyskanych z wykorzystaniem drona

• Autorzy: Łoziński A. , Będkowski K.

Warianty tytułu

EN

Monitoring of sessile oak (Quercus petraea Liebl.) autumn phenology using orthomosaics made on a basis of aerial images acquired with drone

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

Changes to beginning and the length of the growing season and the phenological stages can be of great importance for the individual trees, their populations and the populations of other species. The aim of the research described in this paper is to assess the ability to recognize the autumn phenological phases in single trees of the sessile oak, using UAV images. In our study we have examined if we can on this basis rank the trees according to their preparation for winter dormancy. There were 20 observers involved in the research whose objective was to pass each of 114 trees to one of five classes, based on the dominant color of assimilation apparatus observed on an orthomosaic. Distinguished color classes of oaks were: 1 - green, 2 - greenish-yellow, 3 - yellow, 4 - yellowbrown and 5 - brown. The analysis revealed that only 6 of all trees (5 green and one greenish-yellow) were classified by all observers to the same group. Other trees were classified to different colors, and in the case of 25 trees (22%), the number of the same color indicated was less than or at most equal to 12. The applied color scale did not correspond fully to colors perceived by the participants. After completion of the study, all said they ran out of green-brown color, and the crowns of trees that could be assigned to that color, were therefore classified as greenish-yellow, yellow or yellow-brown. In further research it is necessary to explain the causes of green-brown color observed in some trees, as well as its natural meaning and place in a chain of crown colors changes taking place during autumn, using methods of digital image analysis.

Słowa kluczowe

PL

dąb bezszypułkowy; fenologia; bezzałogowy statek powietrzny

EN

Sessile oak; Quercus petraea; phenology; UAV

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Geograficzne, Oddział Teledetekcji i Geoinformatyki
• Czasopismo: Teledetekcja Środowiska
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 55
• Strony: 5--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Łoziński A.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie Wydział Leśny ul. Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa

autor

Będkowski K.

• Uniwersytet Łódzki, Wydział Nauk Geograficznych Instytut Geografii Miast i Turyzmu, Zakład Geoinformacji ul. Kopcińskiego 31, 90-142 Łódź

Bibliografia

• ANDRZEJCZYK T., 2009, Dąb szypułkowy i bezszypułkowy. PWRiL, Warszawa.
• BADECK F.W., BONDEAU A., BÖTTCHER K., DOKTOR D., LUCHT W., SCHABER J., et al., 2004, Responses of spring phenology to climate change. New Phytologist 162, s. 295-309.
• BARZDAJN W, 2000, Proweniencyjne doświadczenie z dębami (Quercus robur L. i Q. petraea [Matt.] Loebl.) z 1993 r. w nadleśnictwach Milicz i Oborniki Śląskie. Sylwan CXLIV (12), s. 57-68.
• BĘDKOWSKI K., 2015, Z historii rozwoju fotogrametrii i teledetekcji w leśnictwie polskim. Teledetekcja Środowiska 52, s. 5-15.
• BĘDKOWSKI K., STEREŃCZAK K., 2012, Rozpoznawanie dębu czerwonego (Quercus rubra L.) na zdjęciach lotniczych wykonanych w końcowej fazie sezonu wegetacyjnego. Studia i Materiały Centrum Edukacji Przyrodniczo-Leśnej R. 14, z. 33(2), s. 171-180.
• BĘDKOWSKI K., STEREŃCZAK K., 2013a, Koncepcja quasi-obiektowej analizy wielospektralnych zdjęć lotniczych i jej zastosowanie do analizy składu gatunkowego drzewostanów. Roczniki Geomatyki T. X, z. 5(55), s. 19-26.
• BĘDKOWSKI K., STEREŃCZAK K., 2013b, Sessile oak (Quercus petraea (Mattuschka) Liebl.) trees variability according to an analysis of multispectral images taken from UAV – first results. Ecological Questions 17, s. 25-33.
• BOBINAC M., BATOS B., MILJKOVIĆ D., RADULOVIĆ S., 2012, Polycyclism and phenological variability in the common oak (Quercus robur L.). Arch. Biol. Sci., Belgrade, 64 (1), s. 97-105.
• CHMURA D. J., 2002, Fenologia wiosennego rozwoju polskich proweniencji dębu szypułkowego (Quercus robur L.) i bezszypułkowego (Q. petraea [Matt.] Liebl.). Sylwan 146, nr 4, s. 97-103.
• FIJAŁKOWSKI D., 1968, Zmienność dębów szypułkowego (Quercus robur L.) i bezszypułkowego (Quercus sessilis Ehrh.) w lasach Lubelszczyzny. Sylwan CXII (12), s. 41-47.
• FOBER H., 1994, Przegląd doświadczeń proweniencyjnych dębu szypułkowego (Quercus robur L.) i bezszypułkowego (Q. petraea Liebl.). Sylwan CXXXVIII (1), s. 89-97.
• KALAT J.W., 2006, Biologiczne podstawy psychologii. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa.
• ŁOZIŃSKI A.W., 2015, Wizualna ocena barw koron dębu bezszypułkowego (Quercus petraea Liebl.) obserwowanych na zdjęciach lotniczych wykonanych w okresie jesieni. Katedra Urządzania Lasu, Geomatyki i Ekonomiki Leśnictwa, Wydz. Leśny SGGW w Warszawie (praca inżynierska).
• MURAOKA H., KOIZUMI H., 2009, Satellite Ecology (SATECO) - linking ecology, remote sensing and micrometeorology, from plot to regional scale, for the study of ecosystem structure and function. J. Plant Res. 122, s. 3-20.
• PLUTECKI W., ZMARZ A., SANKO I., 2013, A truly photogrammetric UAV. GIM International 4, s. 39-41.
• POLGAR C.A., PRIMACK R.B., 2011, Leaf-out phenology of temperate woody plants: from trees to ecosystems. New Phytologist 191, s. 926-941.
• PROJEKT, 2009, Projekt celowy nr ZR6 2009C/07320 Wykorzystanie obrazów wielospektralnych wykonanych z bezzałogowych statków latających (BSL) do zastosowań w badaniu stanu środowiska na przykładzie inwentaryzacji uszkodzeń biotycznych w lasach, Taxus SI Sp. z o.o., Warszawa.
• RICHARDSON A.D., BRASWELL B.H., HOLLINGER D.Y., JENKINS J.P., OLLINGER S.V., 2009, Near-surface remote sensing of spatial and temporal variation in canopy phenology. Ecological Applications 19, s. 1417-1428.
• ROBASZKIEWICZ A., BĘDKOWSKI K., BURACZYK W., SZYMAŃSKI P., KWAŚNY Ł., 2014, Pilotażowe badania nad wykorzystaniem zdjęć lotniczych z bsp do oceny jakości Świerka (Picea abies Karst.). Studia i Materiały Centrum Edukacji Przyrodniczo-Leśnej R. 16, z. 41/4, s. 346-355.
• STEREŃCZAK K., BĘDKOWSKI K., 2013, Assessment of the Scots pine (Pinus sylvestris L.) crowns density based on multispectral images obtained by unmanned aerial vehicle. Ecological Questions 17, s. 89-99.
• SUGIURA R., NOGUCHI N., ISHII K., 2005, Remote-sensing Technology for Vegetation Monitoring using an Unmanned Helicopter. Biosystems Engineering 90(4), s. 369-379.
• SUN S., JIN D., LI R., 2006, Leaf emergence in relation to leaf traits in temperate woody species in East-Chinese Quercus fabri forests. Acta Oecologica 30, s. 212-222.
• SZYMAŃSKI P., ROBASZKIEWICZ A., BĘDKOWSKI K., BRACH M., KWAŚNY Ł., 2014, Fotogrametryczny monitoring drzewostanu dębu bezszypułkowego (Quercus petraea Liebl.) w rezerwacie ”Zimna Woda” w Rogowie. Studia i Materiały CEPL w Rogowie, R. 16. z. 41(4), s. 335-345.
• TRĄBA C., WOLAŃSKI P., ROGUT K., 2012, Fenologia i fenologiczne pory roku. Aura 5, s. 8-10.
• WADDELL K.J., FOX C.W., WHITE K.D., 2001, Leaf abscission phenology of a scrub oak: consequences for growth and survivorship of a leaf mining beetle. Oecologia 127, s. 251-258.
• WOLINOWSKI P., BĘDKOWSKI K., 2015, Ocena stanu zdrowotnego świerka pospolitego (Picea abies Karst.) na podstawie zdjęć lotniczych wykonanych z niskiej wysokości w okresie intensywnego wiosennego wzrostu drzew. Teledetekcja Środowiska T. 53, s. 5-14.
• ZAUSZNICA A., 2012, Nauka o barwie. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa.
• ZMARZ A., 2009, Application of UAV in Polish Forestry to Acquire Image Data. Annals of Geomatics Vol. VII, no. 2(32), s. 143-146.
• ZMARZ A., 2011, Zastosowanie bezzałogowych statków latających do pozyskania danych obrazowych o lesie. Katedra Urządzania Lasu, Geomatyki i Ekonomiki Leśnictwa, SGGW w Warszawie (rozprawa doktorska).
• ZMARZ A., BĘDKOWSKI K., MIŚCICKI S., PLUTECKI W., 2012, Ocena stanu zdrowotnego świerka na podstawie analizy zdjęć wielospektralnych wykonanych fotograficznymi aparatami cyfrowymi przenoszonymi przez bezzałogowy statek latający. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, Vol. 23, s. 541-550.
• ZMARZ A., PLUTECKI W., 2010, Opracowania fotogrametryczne ze zdjęć wykonywanych niemetrycznym aparatem cyfrowym z pokładu modelu latającego - pierwsze przykłady. Roczniki Geomatyki T. VIII, z. 7(43), s. 91-95.