Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Opracowanie metody zautomatyzowanego określania wysokości drzewostanów na podstawie danych lotniczego skanowania laserowego oraz jej weryfikacja w Nadleśnictwie Milicz

Wężyk P., Szostak M., Tompalski P.

Roczniki Geomatyki

|

2010

|

T. 8, z. 7

73-81

PL

Celem prezentowanej pracy było opracowanie zautomatyzowanych procedur weryfikacji atrybutu wysokości drzewostanów zapisanych w bazie danych SILP/LAS dla zasięgu całego obrębu nadleśnictwa, w oparciu o dane pozyskane technologią lotniczego skaningu laserowego. Badania miały potwierdzić przydatność stosowania w praktyce leśnej nowoczesnych technologii teledetekcyjnych, które poza możliwością pomiaru wysokości wszystkich drzewostanów, w szybkim czasie dają wyniki weryfikowalne i obiektywne w odniesieniu nie tylko do wybranych cech taksacyjnych drzew, ale również zasięgu (granic) i przestrzennej zmienności cechy w obrębie pododdziału. W ramach prowadzonych badań opracowano i przetestowano metodykę automatycznego procesu przetwarzania chmur punktów ALS, którą zintegrowano z analizami przestrzennymi GIS, w celu korekcji błędów geometrii obiektów podstawowych tworzących LMN, a także detekcji: luk, polan, obszarów nowych zrębów, wiatrołomów czy obszarów o niskim zwarciu drzewostanu (halizny). Wyniki automatycznego procesu weryfikacji i aktualizacji baz danych geometrycznych i atrybutowych (wysokość) w oparciu o technologię ALS porównano do danych referencyjnych opracowanych metodami tradycyjnymi na drodze ekranowej wektoryzacji ortofotomapy lotniczej, wzmocnionej informacją o wysokości drzewostanu (zNMPT). Dane referencyjne dotyczące wysokości drzewostanu pochodziły z baz SILP/LAS, które były aktualizowane w oparciu o informacje zebrane w terenie metodami tradycyjnymi w roku 2006, tj. w roku poprzedzaj?cym nalot ALS.

EN

The aim of the research was implementation of airborne laser scanning (ALS) data for automated updating of compartment borders (LMN . forest digital map) and height attribute (SILP . descriptive database). The Milicz forest district was chosen as the test area. New fields in the database were filled with the mean stand height value and the difference to existing height value from the last inventory (2006). The updated compartment height values were calculated without gaps and without the 5 m border buffer belt of the stand as 95th percentile of normalized height point cloud values. In order to compare these results with tree height values from the forest inventory, raster layers (GRID) representing both heights were generated and map algebra was used to calculate the differences (HDiff). The study area consisted of 1,434 compartments with total area equal to 5,353.82 ha, from which 1084 compartments were pine stands (4,393.43 ha; 82.06%). The height values from the descriptive SILP/ LAS database were on average lower with regard to all analyzed tree species and stands than the heights from ALS data. The difference was equal to +2,3m (3.2m for absolute values). It was found that numerous pine young stands significantly contributed to the height difference value due to their outdated height parameter, which sometimes even reached the value by 3.13m lower then ALS data. The research confirmed that the use of modern remote sensing technologies like ALS in forest practice opens a new space in the quick and precise forest inventory. The proposed automated procedures of stand height verification based on airborne laser scanning data allow for fast assessment of geometric and descriptive data update status.

2

Aktualizacja baz danych SILP oraz leśnej mapy numerycznej w oparciu o dane z lotniczego skaningu laserowego

Wężyk P., Szostak M., Tompalski P.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2010

|

Vol. 21

437--446

PL

Celem pracy było zaimplementowanie danych pozyskanych technologią lotniczego skaningu laserowego (ALS) w zautomatyzowanej procedurze aktualizacji granic pododdziałów, tj. przebiegu wektorów obiektów podstawowych Leśnej Mapy Numerycznej (LMN) oraz weryfikacji atrybutu wysokości drzewostanów, zapisanej w bazie danych Systemu Informatycznego Lasów Państwowych (SILP). Obiektami testowymi były obręby w Nadleśnictwach Milicz (Milicz) i Chojna (Piasek). Obszar badań w każdym z obrębów obejmował ok. 6 000 ha lasów, z czego blisko 80% stanowiły drzewostany sosnowe. Prace rozpoczęto od aktualizacji przebiegu granic wektora (SHAPE) pododdziałów zapisanych w bazie geometrycznej LMN w oparciu o modele generowane z chmury punktów ALS oraz obraz cyfrowej ortofotomapy. Następnie przeprowadzono aktualizację atrybutowej bazy danych SILP/LAS. Określenie wysokości całego drzewostanu oparto na powierzchni pododdziału z wyłączeniem luk, wykorzystując analizę chmury punktów ALS, tj. 95 percentyl. W celu porównania wyników do danych referencyjnych zbieranych metodami tradycyjnymi (SILP), wygenerowano modele rastrowe (GRID) wysokości drzewostanów określone metodą ALS (HALS) oraz HSILP. W obu obrębach stwierdzono zaniżenie wartości wysokości z bazy SILP/LAS. Średnia różnica (HDiff) wyznaczenia wysokości metodą ALS w stosunku do SILP wyniosła dla obrębu Piasek i Milicz, przy uwzględnieniu znaków odchyłek, odpowiednio +0.9 m oraz +2.3 m, natomiast w przypadku wartości bezwzględnych 2.1 m oraz 3.2 m. Ustalono, że zasadniczą rolę w wartości błędu odegrały licznie występujące drzewostany młodszych klas wieku.

EN

Automatic processing of remotely sensed data, like ALS point clouds, is crucial for modern economy, including forestry. The aim of the study was to develop automated procedures for digital forest map (LMN) revision and automated verification of the attributes (height) stored in the forest descriptive database (SILP), both based on airborne laser scanner datasets. The study areas were the Piasek (Chojna) and Milicz management forest districts, covering about 6,000 ha (80% Scots pine stands). The workflow of verifying and updating a digital map started with updating the compartment borders, which was based on nDSM (created from classified point cloud) and digital ortophoto (RGB+NIR) as well. The developed method, based on normalized ALS point cloud and GIS analysis, provided instant possibility for compartment border update, revealing additional objects like gaps or tree biogroups. The total area of automatically detected objects was around 15% lower when compared to the reference data for Chojna forest district and 10% higher regarding Milicz forest district. Around 84.0% and 85.5% of the gaps matched the reference for Chojna and Milicz forest districts, respectively. A method based on point cloud distribution (95th percentile) within compartment borders to assess its height was presented in the study. The results were compared to a height model (GRID) generated from descriptive database. For both the study areas the height stored in SILP database was lower than the height value derived from ALS data. The difference was equal to +0.9 m (Chojna; absolute difference 2.1 m) and +2.3 m (Milicz; absolute difference 3.2 m). When the stand area was used as a weight in the difference calculation, the difference values (HDiff) changed to +0.6 m (Chojna; absolute difference1.5 m) and +2.4 m (Milicz; absolute difference 2.7 m). Concerning the deciduous stands, the difference was higher (~+1 m) than for the Scots pine stands. The analysis performed confirms the possibility of using airborne laser scanning for geometrical (LMN) and descriptive (SILP/height) database updating. Periodical stand monitoring based on ALS technology can guarantee keeping the databases up to date without the necessity of costly and time consuming field measurements.

3

Rola klasyfikacji nadzorowanej wyzokorozdzielczych obrazów satelitarnych QuickBird w nowej koncepcji wyznaczania przemysłowych stref uszkodzeń drzewostanów na przykładzie Miasteczka Śląskiego

Kozioł K., Wężyk P.

Roczniki Geomatyki

|

2005

|

T. 3, z. 2

87-96

EN

During the last decades the influence of industry left its trace on Polish forests worsening significantly their health condition, expressed e.g. by the defoliation degree. Direct negative influence of industrial contamination was in certain forests so high that they have been considered the zones of ecological disaster. The new Instruction of Forest Management issued in 2003 does not describe precisely the method of zone delineation . leaving a serious gap . due to which the zones determined 10 or 20 years ago are taken over by new forest management. The purpose of this paper is to point out the usefulness of application of the VHR QuickBird satellite images (04.09.2004; region of 89 km2), which is the socalled supervised classification in assisting the new method of the forest damage zones delineation. Forests of the .wierklaniec Forest Inspectorate (RDLP Katowice) surrounding the zinc and lead metallurgical plant in Miasteczko Śląskie was the region of interest. Distinct damages of stands, including even the so-called industrial turfs caused by heavy metals dust emission and toxic concentrations of gases are still visible in this region. The calibration of image was based on vector data from the Digital Forest Map and GCP (RMSXY <1.50 m) control measurements. The supervised classification (Maximum Likelihood) was performed by means of DGPS measurements in ROI. The results of classification of the QuickBird image were compared with the determined Test Areas and information in the database of the LAS/SILP system prepared during the last forest management review (2003). The obtained classification likelihood for the .FOREST. class was 92.6%, Chile for the .NON FOREST. class: 95.3%. The likelihood of the classification for individual tree species was from 82% for Scots pine (Pinus sylvestris L.) to 38% for Black alder (Alnus glutinosa L.). For industrial damage zones (II, III and IV) determined more than 10 years ago, the supervised classification allowed to establish the approximate parameter of the crown density as being: 90.37% (zone II), 90.43% (zone III) and 71.93% (zone IV . the so-called .death zone.). Detailed analyses of the selected evaluating features proved the possibility of utilizing the QuickBird image for the determination of such parameters as the crown density or the number of trees in a unit area. The value of the crown canopy oscillated from 94.9% to approximately 7.9% in the damage zone IV. The investigations have shown, beyond any doubt, that the VHR QuickBird satellite images can assist works on site and decision-making processes in delineation of new damage zones. High resolution in the region of interest and variety of radiometric information cause that the QuickBird images are valuable cartometric material, which due to the integration with other geoinformatic technologies (GPS, GIS) can be used for the verification and updating of LMN and SILP databases, including information on already existing forest damage zones.