Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The influence of number and size of sample plots on modelling growing stock volume based on Airborne Laser Scanning

Stereńczak K., Lisańczuk M., Parkitna K., Mitelsztedt K., Mroczek P., Miścicki S.

Drewno : prace naukowe, doniesienia, komunikaty

|

2018

|

vol. 61, nr 201

5--22

EN

Current forest growing stock inventory methods used in Poland are based on statistical methods using field measurements of trees on circular sample plots. Such measurements are carried out with traditional equipment, i.e. callipers and range finders. Nowadays, remote sensing based inventory techniques are becoming more popular and have already been applied in North America and some Scandinavian countries. Remote sensing based forest inventories require a certain amount of ground sample plots, which serve either as reference data used for model calibration and/or as a validation dataset for the assessment of the accuracy of modelled variables. Using a set of 900 ground sample plots and Airborne Laser Scanner (ALS) from the Milicz forest district, a statistical model for the estimation of plot growing stock volume was developed. Next, the developed model was once again fitted to different variants of sample plot size and number of sample plots. Each variant was selected from a full 900 sample plot set. The selection started from 800, 700, 600, …, down to 25 plots, respectively, and was carried out in proportion to the dominant tree age range. To account for the area effect, each plot number variant was similarly tested with various sample plot areas, i.e. 500, 400, …, 100 m2. Sampling in each variant was repeated in order to take into account the effect of a single selection. The results showed a strong relationship between obtained modelling errors and the size and number of used sample plots. It has been demonstrated that the number of sample plots has no influence on the accuracy of GSV estimation above about 300-400 sample plots (about 500 sample plots for bias), whereas sample plot size has a visible impact on estimation accuracy, which reduces with decreasing sample plot size, regardless of the number of sample plots. If it is about precision, results showed that the influence of a single selection to be relevant only below 300-400 plots (about 500 for bias) and the same trend can be observed in each sample plot size variant. The results showed it is possible to strongly reduce the number of ground sample plots (minimum 300- 400), while still maintaining decent accuracy and precision levels, at least in similarly investigated forest conditions.

2

Wykorzystanie cech określonych na podstawie wysokościowego modelu koron w dwufazowej metodzie inwentaryzacji zapasu drzewostanu

Miścicki S, Stereńczak K

Roczniki Geomatyki

|

2012

|

T. 10, z. 5

47--54

PL

W pracy przedstawiono analizę wybranych cech drzew i drzewostanów, ustalonych i zmierzonych na zobrazowaniu aerolidarowym, pod kątem ich przydatności do zdalnego i automatycznego określania zasobności drzewostanów. Przeanalizowano cechy określone dla pojedynczych drzew w oparciu o wysokościowy model koron (WMK). Badania przeprowadzono w terenie górskim, w południowo-zachodniej części Parku Narodowego Gór Stołowych. Przeanalizowano 7 cech lub grup cech określonych na podstawie wysokościowego modelu koron i segmentacji drzewostanu na pojedyncze korony. Zmienność cechy zależnej – wielkości zapasu na powierzchniach próbnych – była najlepiej objaśniana przez zmienne niezależne: średnią wysokość drzew (HL) oraz iloczyn sumy objętości koron (VZ) i sumy wysokości drzew (SUMH) w obrębie powierzchni. Uzyskany współczynnik korelacji wielorakiej był stosunkowo wysoki i istotny statystycznie (R=0,820, P<0,001).

EN

The paper presents an analysis of selected tree and tree stand characteristics measured on aerial-lidar samples, in terms of their usefulness for remote and automatic determination of the growing stock volume. Characteristics specified for single trees were based on Crown Height Model (CHM). The study was conducted in mountainous area, in the south-western part of the Stołowe Mountains National Park. Seven stand and tree characteristics based on CHM and single tree segmentation were analyzed. The variability of the dependent features – growing stock volume on the sample plots - were best explained by the following independent variables: the average height of trees (HL) and the multiplication of the sum of crown volume (VZ) and the total tree height (SUMH) within the sample plot area. The obtained multiple correlation coefficient for those features was relatively high and significant (R=0.820, P <0.001).

3

Koncepcja quasi-obiektowej metody analizy wielospektralnych zdjęć lotniczych i jej zastosowania do analizy składu gatunkowego drzewostanów

Będkowski K., Stereńczak K.

Roczniki Geomatyki

|

2012

|

T. 10, z. 5

19--26

PL

Celem artykułu jest przedstawienie koncepcji zastosowania quasi-obiektowej metody klasyfikacji treści obrazów do klasyfikacji drzew wg gatunków. Drzewostan składał się głównie z sosny zwyczajnej, dębu bezszypułkowego oraz pojedynczo brzozy i dębu czerwonego. Charakterystykami opisującymi drzewa były: średnia wartość jasności obrazu korony (DN), którą określono osobno dla każdego gatunku i zakresu spektralnego. Zebrane dane potraktowano dalej tak, jak sygnatury uzyskane z pól treningowych w klasyfikacji nadzorowanej. Wykorzystując wskaźniki: Divergence, Transformed divergence i Bhattacharayya distance, porównano możliwość odróżniania gatunków drzew za pomocą zaproponowanej metody tworzenia wzorców klas (na podstawie wartości opisujących całe korony) z wielospektralną klasyfikacją pikselową. Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, że zaproponowana quasi-obiektowa metoda pozwoli na lepsze odróżnienie od siebie gatunków.

EN

The aim of this paper is to present a concept of a quasi-object-based method for tree species classification. Forest stands were composed mainly of scotch pine (Pinus sylvestris L), sessile oak (Quercus petraea (Mattuschka) Liebl.), with some birch (Betula verrucosa L.) and eastern red oak (Quercus rubra L.). The main crown characteristics used were: mean DN - values calculated separately for each species and spectral band. These statistics were used as signatures for training fields in supervised classification procedure. With distance measures such as Divergence, Transformed divergence and Bhattacharayya distance separation of each species was tested. The results of quasi-object-based and multispectral pixel-wise classification were compared. According to the results achieved the quasi-object-based classification was better and more suitable.

4

Detekcja budynków na terenach o dużej lesistości na przykładzie Parku Narodowego Gór Stołowych

Stereńczak K., Ciesielski M., Zalewska K.

Roczniki Geomatyki

|

2012

|

T. 10, z. 5

67--78

PL

Rosnąca presja inwestycyjna na terenach leśnych powoduje zwiększanie się liczby obiektów budowlanych, w tym przede wszystkim budynków mieszkalnych, które powstają pomimo braku uzyskania przez ich właścicieli pozwolenia na budowę, czy też, w enumeratywnie wyliczonych przypadkach, zgody właściwego organu na rozpoczęcie procesu inwestycyjnego. Problem samowoli budowlanej na terenach leśnych dotyczy coraz większej liczby nadleśnictw w Polsce. Celem opracowania była detekcja budynków na terenach o znacznej lesistości, położonych w sąsiedztwie Parku Narodowego Gór Stołowych. Wybór metody detekcji budynków na terenie badań musiał uwzględnić przede wszystkim eliminację roślinności. W tym celu posłużono się danymi pochodzącymi z lotniczego skanowania laserowego oraz ortofotomapą CIR o rozdzielczości 0,6 m. Dane punktowe poddano kilku przetworzeniom, aby uzyskać obiekty o wysokości minimalnej 2 m. Do eliminacji roślinności wykorzystano wskaźnik NDVI (Normalized Differenced Vegetation Index). Analizę przeprowadzono na dwóch powierzchniach próbnych, gdzie obszar 1 wykorzystany został jako zbiór testowy, a obszar 2 jako weryfikujący. Przetworzenie materiałów przeprowadzone zostało w programie ArcGIS 10, gdzie stworzony został model detekcji budynków. Uzyskano dokładność detekcji budynków na poziomie: 80 %. Uzyskane wyniki w połączeniu z danymi z ewidencji gruntów i budynków pozwoliłyby na wskazanie potencjalnych lokalizacji samowoli budowlanych.

EN

Growing pressure for investment in forest areas will increase the number of buildings, including primarily residential buildings to be are built without necessary permits or, in the enumerated cases, consents of the competent authority to begin the investment process. The problem of illegal buildings in forest areas concerns an increasing number of forest districts in Poland. The purpose of this study was the detection of buildings in areas with significant forest cover, located in the vicinity of the Stołowe Mountains National Park. The selection of method for detection of buildings in the study had to consider primarily the elimination of vegetation. For this purpose, the data from the airborne laser scanner data and CIR orthophotomap with a resolution of 0.6 m were used. Point cloud data were processed several times to select objects with a minimum height of 2 m. NDVI (Normalized Differenced Vegetation Index) was used for vegetation elimination. The analysis was conducted on two plots, where one area was used as a test set, and the second area - as verification set. Processing of materials was carried out in ArcGIS 10 and a model for buildings detection was developed. Building detection accuracy was about 80%. These results combined with data from the cadastre would help to identify potential sites for land use violations.

5

Ocena ortomozaik obrazów uzyskanych za pomocą bezzałogowego statku latającego do określania wybranych cech dendrometrycznych drzew w drzewostanach sosnowych

Stereńczak K., Będkowski K.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 24

345--355

PL

Wielospektralne zdjęcia cyfrowe, uzyskane za pomocą niemetrycznych kamer cyfrowych przenoszonych przez bezzałogowy statek latający, wykorzystano do utworzenia ortomozaik o rozdzielczości przestrzennej 0.15 m. Na podstawie ortomozaik określono cechy dendrometryczne pojedynczych drzew sosny oraz położenie tych drzew w drzewostanie. W terenie zmierzono pierśnice drzew, tj. grubości pni na wysokości 1.3 m. oraz rozpiętość koron, tj. odległość między jej krawędziami na dwóch kierunkach - NS oraz EW, co pozwoliło na obliczenie pola powierzchni jej rzutu. Zasięgi tych samych koron zwektoryzowano na ortomozaikach oraz obliczono pola powierzchni. Sprawdzono siłę związku pomiędzy cechami pojedynczych drzew zmierzonymi w terenie oraz pomiędzy polem powierzchni rzutów poziomych koron, określonym na podstawie wyników uzyskanych w terenie, a polem obliczonym na podstawie wyników wektoryzacji na ortomozaice. W obydwu przypadkach uzyskano wysokie wartości wskaźnika determinacji R2. Ostatnim etapem analiz rzutów poziomych koron było porównanie wyników wektoryzacji z pomiarem pierśnicowego pola przekroju w terenie. Powierzchnia rzutu poziomego określona w wyniku wektoryzacji na ortomozaice była lepiej skorelowana z pierśnicowym polem przekroju drzew niż pole powierzchni określone na podstawie wyników pomiaru terenowego. Związki pomiędzy pierśnicą i wielkością korony zmierzoną w terenie oraz wielkością korony zmierzoną na ortomozaice mogą być przydatne w inwentaryzacji zapasu (miąższości drewna) szczególnie na powierzchniach poklęskowych. Uzyskane wyniki są zadowalające z punktu widzenia potrzeb wstępnego szacowania szkód powodowanych przez czynniki katastroficzne oraz inwentaryzacji przestrzeni leśnej, np. na potrzeby badań ekologicznych.

XX

Multispectral images, acquired by digital non metric Sigma DP2 cameras, which were carried by Unmanned Aerial Vehicle - AVI-1 were used to produce orthoimages with 0.15 m ground resulution. Pictures were taken on 17 October 2011. Basing on them selected dendrometric characteristics of single scotch pine trees and their location were determined. Through field measurements both breast height diameters of tree's stems and crowns extends were established. These data were compared with crowns extends determined basing on crowns shapes digitized manually on orthoimages. Individual trees dendrometric characteristics were compared with crown width digitized on orthomozaic. Relationship between the characteristics of individual trees and crown segments obtained high values of determination up to R2=0,8. The results are satisfactory for forestry purposes in order to acquire accurate and fast information about wood volume. UAV images may be used to analyse effects of damage factors acting on small areas also.

6

Porównanie numerycznych modeli terenu obszarów leśnych generowanych z wykorzystaniem danych skaningu laserowego (LiDAR) uzyskanych w okresie wiosennym i letnim

Będkowski K., Stereńczak K.

Roczniki Geomatyki

|

2010

|

T. 8, z. 7

11-20

PL

Badania pozwalają na sformułowanie kilku wniosków istotnych dla praktyki inwentaryzacji środowiska leśnego. Przede wszystkim, aby uzyskać poprawne informacje o wysokości drzew i drzewostanów należy korzystać z modeli terenu opracowanych na podstawie danych skanowania laserowego wykonanego w okresie wiosennym. Ponieważ modele pokrycia terenu DSMFE(W) i DSMFE(L) różnią się nieznacznie, można stosować je wymiennie przy wyznaczaniu np. znormalizowanych modeli pokrycia terenu (nDSM = DSM . DTM), które wyrażają wysokość drzew. Nietypowe relacje między modelami terenu "wiosennymi" i "letnimi" powstają w drzewostanach, w których występują łącznie dwa czynniki: drzewostany te posiadają gęstą warstwę gatunków liściastych, przez co do dna lasu dociera niewiele impulsów laserowych oraz ukształtowanie terenu charakteryzuje się dużym zróżnicowaniem wysokościowym. W dalszych badaniach należy rozważyć, czy relacje między modelami terenu uzyskiwanymi w różnych fazach sezonu wegetacyjnego mogą być wykorzystane do wnioskowania o pionowej budowie drzewostanów. Obserwowane anomalie mogą bowiem sugerować występowanie zwartej pokrywy gatunków liściastych, związanych najczęściej z drugim, niżej położonym piętrem drzewostanu. Dalsze poszukiwania związków między danymi skanowania laserowego i budową pionową drzewostanów należy prowadzić uwzględniając nie tylko modele, lecz także przestrzenne rozkłady chmur punktów laserowych.

EN

The aim of this paper is to present how forest environment influences digital models (DTM and DSM) generated from LIDAR point clouds, acquired in two seasons . summer and spring. If any strong relation between spatial distribution of LIDAR data and forest structure is established, it will be possible to use this information for correction of model interpolation. LIDAR data (Falcon II system, TopoSys Company) as well as field inventory data were acquired in 2007. The forest structure, species composition and age varied, so all cases were checked. The main goal was to find forest parameters that cause similarities and especially dissimilarities between models. The results showed that LIDAR data used for stand height estimation should be collected during spring as the leaves do not disturb penetration of forest by laser impulses. There are very small differences between DSM (spring) and DSM (summer) so both of them may be used in forest stands analyses. Untypical relations between DTMs (spring . summer) are apparently connected with the presence of dense broadleaved species in understory canopies. This results in lack of LIDAR points in the stand's bottom. An additional condition, favoring such results might be big differences in terrain elevations, which can alter the operation of algorithm used in TreesVis software. No correlation was found between the differences in DTM models and forest parameters.

7

Single tree detection based on airborne LIDAR (ALS) data

Stereńczak K.

Roczniki Geomatyki

|

2009

|

T. 7, z. 2

121-126

EN

This paper is a summary of previous experience of single tree detection, especially methods based on Crown Height Models (CHM), as well as presentation of current developments in this field carried out at the Warsaw Faculty of Forestry, Warsaw University of Life Sciences (SGGW).

PL

Prezentowana praca jest krótkim podsumowaniem metod określania liczby drzew na jednostkę powierzchni oraz przedstawieniem doświadczeń pracowników Wydziału Leśnego Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w tym zakresie. W pierwszej kolejności w tekście prezentowane są głównie metody segmentacji oparte na wysokościowym modelu koron (WMK). Poza tym mowa jest o pierwszych algorytmach do detekcji pojedynczych drzew i pni drzew z wykorzystaniem surowych danych punktowych z lotniczego skanowania laserowego. W drugiej części autor opisuje własne doświadczenia zdobyte w trakcie projektów wykonywanych w Nadleśnictwie Milicz i w Leśnym Zakładzie Doświadczalnym SGGW w Rogowie. Biorąc pod uwagę strukturę gatunkową oraz różnorodność przestrzenną drzewostanów Polski, można stwierdzić, że dla dużej ich części możliwe jest określanie liczby drzew automatycznie, z dokładnością ponad 75%.

8

Wakacje z fotogrametrią

Królikowski J., Stereńczak K., Będkowski K.

Geodeta : magazyn geoinformacyjny

|

2009

|

nr 4

16-18

9

LIDAR w leśnictwie

Zawiła-Niedźwiecki T., Stereńczak K., Bałazy R., Wencel A., Strzeliński P., Zasada M.

Teledetekcja Środowiska

|

2008

|

T. 39

59--66

10

Porównanie zasięgów koron drzew wyznaczonych na podstawie danych skanowania laserowego i pomiarów fotogrametrycznych

Będkowski K., Stereńczak K.

Czasopismo Techniczne. Środowisko

|

2008

|

R. 105, z. 2-Ś

15-22

PL

Opisane w niniejszym artykule badania prowadzono na 35 powierzchniach próbnych zlokalizowanych w mieszanych drzewostanach w centralnej Polsce. Porównano wielkość koron drzew wyznaczonych metodą fotogrametryczną oraz na podstawie segmentacji w numerycznym modelu warstwy koron (NMWK), opracowanym z zastosowaniem danych skanowania laserowego. Stwierdzono, że promienie koron wyznaczone fotogrametrycznie są mniejsze średnio o 0,63 m od koron określonych w segmentacji NMWK.

EN

The research was carried out on 35 sample plots located in mixed forest, central Poland. Crowns extends derived photogrammetrically and by segmentation of Digital Crown Models (DCM) build based on LIDAR data were compared. It was found, that difference between crown radius segmented from LIDAR data and measured photogrammetrically is equal to 0,63 m.

11

Możliwości wykorzystania wysokościowego modelu koron w badaniach środowiska leśnego

Stereńczak K.

Czasopismo Techniczne. Środowisko

|

2008

|

R. 105, z. 2-Ś

275-281

PL

Głównym celem niniejszego artykułu było zwrócenie uwagi na nowy, nieosiągalny do tej pory w takiej rozdzielczości wysokościowy model koron (WMK). Obecne doświadczenia wskazują na dużą przydatność powyższego modelu w określaniu takich parametrów drzew i drzewostanów, jak: wysokość, zasięg koron, liczba drzew, średnica koron i zwarcie koron. Model może być również cennym źródłem informacji jako tło map obrazowych.

EN

The main aim of presented study is to highlight utile of height resolution Crown Height Model (CHM) unattainable before. Recent experiences suggest height suitability CHM for extracting such tree and stand parameters as: height, crown extend, number of trees, crown diameter and canopy closure. Model can be as well a reasonable source of information as a background for Image Maps.

12

Lotniczy skaning laserowy jako źródło danych dla systemu informacji przestrzennej nadleśnictwa

Chirrek M., Wencel A., Strzeliński P., Stereńczak K., Zasada M., Zawiła-Niedźwiecki T.

Roczniki Geomatyki

|

2007

|

T. 5, z. 3

19-28

EN

In the last decade, among various remote sensing inventory methods based on the LIDAR technology, airborne laser scanning (ALS) gained much popularity. The advantages of this method (integration with high-resolution digital imagery and a possibility of performing an accurate inventory of various forest objects over large area) make it a valuable source of data for GIS systems in Polish State Forests. The quality and usefulness of these data is currently validated within the framework of a few research projects in forest districts (Milicz, Rogów, Chojna, .wieradów and Szklarska Poręba), and financed by the State Forests, the Ministry of Science and Higher Education, and the European InterReg program. The goal of these studies is to elaborate a forest inventory method suitable for preparation of forest management plans. The method should be applicable not only for the assessment of current state of the forest, but also for predicting development of forest resources in the future.

13

Wykorzystanie GPS i dalmierza laserowego w praktyce leśnej

Brach M., Stereńczak K.

Roczniki Geomatyki

|

2006

|

T. 4, z. 4

67-74

EN

The use of new measurement technologies in forestry environment is a standard nowadays. This results from the use of digital maps and continuous looking for new technologies which provide precise and fast methods for forestry data capture. GPS and laser rangefinder are used in forest environment but we not always realize what is the quality of measurements. Lack of cohesion between the measurements and digital maps often result from mistakes in the source analogue maps. For instance, it was calculated by geodetic survey that mean error of landmarks for LZD Rogów digital map was equal to 9.8 meters. This means that every user of such maps must think about its weakness. We examined the use of GPS receiver and laser rangefinder in forest environment. It turned out that GPS should not be used for small area measurements because of possible big mistakes in area calculation. In this situation it is a good idea to use laser rangefinder but we must remember that good visibility is needed. The results of measurements should be generalized by smoothing and simplifying algorithms. It makes our data more useful. In spite of many problems which are connected with sophisticated measurement technologies we should use them because they assure faster and more precise data capture than the old ones.

14

Aktualizacja leśnej mapy numerycznej w opiniach jej użytkowników

Stereńczak K.

Roczniki Geomatyki

|

2006

|

T. 4, z. 4

185-192

EN

The aim of this paper is to present results of a survey conducted as a part of master.s thesis concerning forest digital map updating. It was expected that the questionnaire will show what people from State Forests think about updating digital maps. 112 questionnaires were analyzed. A majority of the respondents expect the forest digital map updating shall be carried out by appropriate State Forest unit at least once a year. More than 50% respondents support an idea of creating a GIS specialist position in each forest district. The main positive finding is that the State Forest employees want to get more knowledge about the utilization and updating of forest digital maps.