Budowa pionowa drzewostanu w świetle przestrzennego rozkładu punktów lotniczego skanowania laserowego

• Autorzy: Myszkowski M. , Ksepko M.

Warianty tytułu

EN

Vertical stand structure in the light of spatial distribution of airborne laser scanning points

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Analiza histogramów wskazuje na silną zależność pomiędzy budową pionową a przestrzennym rozkładem odbić skanowania laserowego. Pomimo przeszkody jaką są korony drzew górnego piętra, wystarczająco mocna wiązka dociera do wnętrza drzewostanu, gdzie odbija się od roślinności podokapowej. Na rysunku 3 oraz 4 można zaobserwować, że drzewostany z klasy 2 charakteryzują się znaczną liczbą odbić podokapowych reprezentowanych przez drugie (mniejsze) ekstremum lokalne. Prawie jednakową liczbą odbić w całym zasięgu wysokości drzewostanu wykazują powierzchnie z klasy 3. Maksimum globalne funkcji określającej kształt histogramu reprezentuje odbicia od koron piętra górnego. Oczywistym jest zatem, że dla drzewostanów z klasy 1 nie ma dużej liczby odbić, z wyjątkiem koron drzew dominujących. Porównując histogramy dla wariantu pierwszego oraz drugiego zauważa się podkreślenie różnic pomiędzy poszczególnymi klasami. Nie ma znaczących różnic pomiędzy histogramami dla przedziałów jedno- oraz dwumetrowych. Można zatem stwierdzić, że w analizie budowy pionowej drzewostanu warstwy jednometrowe są za szczegółowe, rozwarstwienie co dwa metry jest wystarczające. Chcąc przeprowadzać szczegółowe pomiary np. wysokości drzewostanu, wysokości koron, czy wysokości podrostu i podszytu należy korzystać z podziału na mniej niż jednometrowe warstwy poziome. Analiza histogramu dla każdej powierzchni z osobna nasunęła następujące spostrzeżenia: czytelne rezultaty otrzyma się w drzewostanach gdzie górne piętro w obszarze pola podstawowego jest równomierne; udział luk w polu podstawowym zaburza wartości wyznaczanych parametrów; zbyt małe pole podstawowe powoduje zachwianie wyników, ze względu na niereprezentatywną próbę. Wobec powyższego należy stwierdzić, że analizując histogram pionowego rozkładu punktów można z łatwością wyznaczyć drzewostany z różnym udziałem i pokryciem wysokiej roślinności podokapowej.

EN

Airborne laser scanning is one of the main research subjects in the field of applications of geomatics for the needs of forestry. The analysis of spatial distribution of reflections is a developmental theme and still subject to detailed investigation. Vertical stand structure is a parameter used in practice simultaneously and, at the same time, offering a very detailed analysis such as the spatial distribution of biomass in the forest complex. This paper presents a simple way to identify areas of homogeneous forest stands in terms of vertical structure. The analysis uses square sample plots and designated parts of point clouds were normalized. Afterwards, such parameters as share reflections in two - and one-meter horizontal layers (it was the basis to create histograms of reflections), the skewness and standard deviation of height points distribution were computed. All parameters were determined for two variants: 1 . after removal of the point that represent terrain and low vegetation (0.5 m above the terrain model), 2 . without removing any points. Each sample plot was assigned to one of three classes: class 1 . single-story stands without undergrowth or brushwood; class 2 . single-story stands with undergrowth of up to 1 / 3 of the stand, class 3 . stands with a strong brushwood / undergrowth, with height above 1 / 3 of the stand height or two-story stand. The analysis revealed that after the removal of redundant points (variant 1), using simple parameters such as skewness and standard deviation we can determine location of stands without undergrowth or brushwood. The analysis of histograms could be used to distinguish each class separately.

Słowa kluczowe

PL

skanowanie laserowe; skaner full waveform; budowa pionowa drzewostanu

EN

laser scanning; full waveform scanner; vertical stand structure

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej
• Czasopismo: Roczniki Geomatyki
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 8, z. 7
• Strony: 39--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz.

Twórcy

autor

Myszkowski M.

autor

Ksepko M.

• Biuro Urządzania Lasu i Geodezji Leśnej Oddział w Białymstoku,

Bibliografia

• 1. Będkowski K., Adamczyk J., 2007: Odwzorowanie wybranych obiektów krajobrazu w danych lotniczego skanowania laserowego. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, Vol. 17a.
• 2. Będkowski K., Stereńczak K., 2008: Przestrzenny rozkład punktów odbić impulsów skanera laserowego a wybrane cechy drzewostanu; Roczniki Geomatyki, t. 6, z. 8, PTIP, Warszawa.
• 3. Hudak A.T., Evans J., Crookston N., Falkowski M., Steigers B., Taylor R., Hemingway H., 2007: Aggregating Pixel-Level Basal Area Predictions Derived from LiDAR Data to Industrial Forest Stands in North-Central Idaho. Proceedings of Third Forest Vegetation Simulator Conference.
• 4. IUL, 2003: Instrukcja Urządzania Lasu. Generalna Dyrekcja Lasów Państwowych. Załącznik do Zarządzenia nr 43 Dyrektora Generalnego Lasów Państwowych z dnia 18 kwietnia 2003 r.
• 5. Lefsky M., Cohen W., Harding D., Parker G., Acker S., Gower T., 2002: Lidar remote sensing of above-ground biomass in three biomes. Global Ecology & Biogeography 11.
• 6. Maltamo M.,vPackaléna P., Yu X., Eerikäinen K., Hyyppä J., Pitkänen J., 2005: Identifying and quantifying heterogeneus boreal forest structures using scanner laser data. Forest Ecology and Management 216.
• 7. Rahman M.Z.A., Gorte B.G.H., Bucksch A.K., 2009: A new metod for individual tree delineation and under growth removal from high resolution air borne LIDAR. International Society for Photogrammetry and Remote Sensing, Volume XXXVIII, Part 3/W8. ISPRS Workshop . Laserscanning 2009.
• 8. Rooker Jensen J., Humes K., Conner T., Williams C., DeGroot J., 2006: Estimation of biophysical characteristics for highly variable mixed-conifer stands using small-footprint lidar. Canadian Journal of Forest Research Vol. 36, No 5.
• 9. Wagner W., Roncat A., Melzer T., Ullrich A., 2007: Wafeform analysis techiques in air orne laser scanning. International Society for Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. XXXVI, Part 3 / W52.
• 10. Wężyk P., Tompalski P., Szostak M., Glista M., Pierzchalski M., 2008: Describing the selected canopy layer parameters of the Scots pine stands using ALS data. Proceedings of SilviLaser 2008.
• 11. Zimblea D. A., Evansb D.L., Carlsonc G.C., Parker R.C., Grado S.C., Gerard P.D., 2003: Characterizing vertical forest structure Rusing small-footprint airborne LiDAR. Remote Sensing of Environment 87.
• 12. www.riegl.com