Detekcja liczby drzew na podstawie danych lotniczego skanowania laserowego

• Autorzy: Myszkowski M. , Ksepko M. , Gajko K.

Warianty tytułu

EN

Tree number detection based on airborne laser scanning data

• Konferencja: Nowoczesne techniki pomiarowe w nauce i technice
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badania, którego celem była analiza porównawcza liczby drzew wyznaczonych automatycznie na podstawie danych lotniczego skanowania laserowego oraz rzeczywistej liczby drzew obliczonej na powierzchniach próbnych. Dane LIDAR pozyskano z użyciem skanera Optech ALTM 3100. W analizie wykorzystano wysokościowe modele koron o rozdzielczości z zakresu 0,3 m do 1,0 m. W pracach skorzystano z aplikacji „Tiffs", której moduł „Canopy" jest stosowany m.in. do wyznaczania wierzchołków drzew w oparciu o algorytm zlewniowy i filtr Gaussa. Terenem badań był fragment Nadleśnictwa Żednia w Puszczy Knyszyńskiej. Na podstawie wyników eksperymentu stwierdzono, że można określić liczbę drzew górnego piętra drzewostanu z dokładnością ok. 90-100%, osiągając przy tym współczynnik determinacji (R2) nawet 0,92. Drzewostany mieszane ze znacznym udziałem gatunków liściastych wymagają odrębnego podejścia, ponieważ mają one zróżnicowane kształty i formy koron, co negatywnie wpływa na skuteczność automatycznego wyznaczania liczby drzew. Najlepsze rezultaty uzyskano stosując modele koron drzew o rozdzielczości 0,5-0,6 m. Należy stwierdzić, że dane lotniczego skanowania laserowego dają możliwość w pełni automatycznego i wiarygodnego określania liczby drzew na dowolnie dużym obszarze bez potrzeby prowadzenia prac terenowych.

EN

Purpose of this investigation was a comparative analysis of tree number automatic delineated from LIDAR data with tree number obtained from terrestrial sample plot. Data were collected by Optech ALTM 3100 device. Different resolution canopy height models were examined, in range 0,3 to 1,0 m. In this investigation application "Tiffs" was used which module "Canopy" is utilized, among other things, to determine the number of trees in forest areas based on watershed algorithm and Gaussian smoothing filter. Study area was a part of primeval forest "Puszcza Knyszyńska". Research result shows that we can define tree number of higher stand layer with accuracy of 90-100%, reaching coefficient of determination (R2) 0,92. Mixed stands with a substantial share of deciduous species require specific approaches. They indicate considerable variation in shape and form of the crown which adversely affects the number of trees found in comparison with reference data. The best results were reached using a model of resolution in range of 0,5-0,6 m. Summarizing, we can say that laser scanning data gives the possibility of full automatic, believable tree number to any large area without necessity of field work.

Słowa kluczowe

PL

detekcja liczby drzew; skanowanie laserowe

EN

tree number detection; laser scanning

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej
• Rocznik: 2009
• Tom: Nr 6
• Strony: 63--72
• Opis fizyczny: 11 poz.

Twórcy

autor

Myszkowski M.

autor

Ksepko M.

autor

Gajko K.

• Biuro Urządzania Lasu i Geodezji Leśnej Oddział w Białymstoku,

Bibliografia

• 1. Chen Q.: Airborne Lidar Data Processing and Information Extraction. PE&RS 73(2), (2007) 109-112.
• 2. Diedershagen O., Koch B., Weinacker H., Schütt Ch.: Combining LIDAR and GIS Data for the extraction of forest inventory parameters. ScandLaser, Umea, Szwecja, (2003) http://www.natscan.unifreiburg.de/suite/pdf/031106 15131 .pdf.
• 3. Instrukcja urządzania lasu, Centrum Informacyjne Lasów Państwowych, Warszawa (2003) Tom I.
• 4. Mei Ch., Durrieu S.: Tree crown delineation from digital elevation models and high resolution imagery, "Laser-Scanners for Forest and Landscape Assessment", WG YIII/2. Freiburg, Niemcy, (2004) http://www.isprs.org/commission8/ workshop_laser_forest/M El .pdf
• 5. Pitkänen J., Maltamo M., Hyyppä J., Yu X.: Adaptive methods for individual tree detection on airborne laser based canopy height model, International Archives of Photogrammatry, Remote Sensing and Spatial Information Science, Vol. XXXVI - 8/W2, (2004) 187-191.
• 6. Plan Urządzenia Lasu Nadleśnictwa Żednia, Biuro Urządzania Lasu i Geodezji Leśnej Oddziale Białymstoku, Białystok, (2009) [niepublikowane].
• 7. Stereńczak K.: Single tree detection based on airborne LIDAR (ALS) data, Annals of Geomatics, Yolume VII, number 2(32), (2009) 121-128.
• 8. Stereńczak K, Bałazy R., Brach M., Bronisz A., Bronisz K., Górski D., Grala N., Gupta S., Heinzel J., Koch B., Miscicki S., Straub Ch., Wang Y., Weinacker H., Wojtan R.: Raport końcowy z realizacji tematu badawczego „Opracowanie metody inwentaryzacji lasu opartej na integracji danych pozyskiwanych różnymi technikami geomatycznymi", Część III - Wyniki z zakresu skanowania lotniczego, Warszawa, www.geomatyka.lasy.gov.pl/web/geomatyka/87, (2009) 21-52.
• 9. Wack R.: Combined use of satellite imagery and laser scanner data for the assessment of forest stand parameters, Workshop on 3D Remote Sensing in Forestry, Vienna, Austria, (2006) 375-379.
• 10. Wang Y., Weinacker H., Koch B., Stereńczak K.: LIDAR point cloud based fully automatic 3 D single tree modeling in forest and evaluations of the procedure, The International Archives of The Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XXXVII Part B6b, ISPRS Congress Beijing, (2008) 45-52.
• 11. Wężyk P., Sroga R., Szwed P.: Precyzyjne pozycjonowanie pni drzew na kołowych powierzchniach próbnych przy użyciu urządzenia PosTex, Roczniki Geomatyki, Tom VI. Zeszyt 8, (2008) 109-118.