Transcript wysokość osadzenia korony - Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Polsko-niemiecki projekt:
„Opracowanie transgranicznego systemu
wspomagania procesów decyzyjnych dla zdalnej i
modelowej oceny biomasy drzewnej w lasach
obszaru wsparcia Pomerania”
INTERREG IV A
Kamil Kondracki
„Ocena parametrów leśnych
przy pomocy lotniczego skaningu laserowego
na przykładzie drzewostanu sosnowego”
Technologia lotniczego skanowania laserowego
(Airborne Laser Scanning)
Źródło: FUSION/LDV: Software for LIDAR Data Analysis and Visualization – FUSION Version 3.10. Software manual.
Parametry (cechy) drzew i drzewostanów możliwe do uzyskania
na podstawie danych z lotniczego skanowania laserowego
• Liczba drzew,
• wysokość drzew,
• charakterystyki korony:
 objętość,
 wysokość korony,
 wysokość osadzenia korony,
 powierzchnia rzutu korony,
• biomasa,
• profil pionowy drzewostanu,
• LAI,
• klasyfikacja gatunkowa drzew.
Powierzchnia próbna w wydzieleniu 107f
•
•
•
•
Powierzchnia: 0,3 ha,
liczba drzew: 211,
średnia wysokość: 21,7 m,
średnia pierśnica: 23,8 cm.
• TSL: Bśw,
• gatunek główny: Sosna
zwyczajna (Pinus sylvestris L.),
• klasa wieku: III
Fot. P. Strzeliński
Lotniczy skaning laserowy - dane
Dane w formacie LAS (v. 1.2)
Gęstość skutecznej rejestracji:
• cały obszar – 4 pkt/m2
• powierzchnie testowe – 16-25 pkt/m2
Dane referencyjne
• Drzewa
modelowe
z
dokładnie
pomierzonymi
parametrami
(długość,
pierśnica,
średnice
na
poszczególnych odcinkach długości, długość korony,
wysokość osadzenia korony oraz biomasa/miąższość,
• Pomiar pierśnic wszystkich drzew wchodzących w skład
powierzchni oraz wysokości wybranych z określeniem
stanowiska biosocjalnego oraz KJW,
• Dokładnie pomierzone współrzędne powierzchni oraz
drzew modelowych,
• Naziemny skaning laserowy drzew modelowych i
powierzchni próbnych.
Powierzchnia próbna w wydzieleniu 107f
(chmura punktów lotniczego skanowania laserowego)
• Dane z lotniczego skaningu laserowego zostały poddane analizie
detekcji drzew w oprogramowaniu TIFFS (Toolbox for Lidar
Data Filtering and Forest Studies) firmy Globalidar.
• Automatycznie określono dla każdego drzewa takie parametry jak:
współrzędne wierzchołka korony, wysokość drzewa, promień
korony, powierzchnię rzutu korony, objętość korony.
• Drzewa modelowe poddano również analizie w FUSION (wysokość
drzewa, wysokość osadzenia korony).
Filtracja chmury punktów do DEM, DSM oraz
nDSM (OHM – wysokościowy model koron)
DEM
DSM
nDSM (OHM)
Analiza automatycznej detekcji drzew na powierzchni
oraz określenia ich wysokości, promienia oraz
objętości korony, położenia wierzchołka korony.
Jeden z wyników analizy – wektorowa warstwa
obrysów koron wykrytych drzew oraz ich
wierzchołków – liczba wykrytych drzew: 236.
Wynikiem jest również tabela zestawiająca każde
wykryte drzewo z opisem dotyczącym m.in.
położenia wierzchołka korony, promienia oraz
objętości korony i wysokości drzewa.
Wybór drzew, które wchodzą w obręb
powierzchni próbnej.
• Liczba drzew po selekcji – wchodzących w
obręb powierzchni próbnej:
214
• Liczba drzew na powierzchni próbnej (z
pomiarów terenowych):
211
• Średnia wartość wysokości:
21,73 m (h Naslunda); 21,99 m (h L)
• Średnia wartość wysokości wyliczona przez
TIFFS:
21,23 m
Powierzchnia rzutu koron
• Powierzchnia próbna: 0,3 ha
• Sumaryczna powierzchnia rzutu koron
powierzchni próbnej: 0,29 ha (96,7%)
Projekt INTERREG IVa "ForseenPomerania"
Analizy drzew modelowych
Selekcja drzew modelowych spośród wszystkich
drzew wchodzących w skład powierzchni próbnej
Drzewo modelowe nr 166
Fot. P. Strzeliński
Analizy drzew modelowych (FUSION –moduł LDV,
Tree measurement)
Wyniki analizy drzew modelowych
Nr drzewa
Wysokość [m]
Wysokość
osadzenia
pierwszej żywej
gałęzi [m]
Wysokość
FUSION [m]
Wysokość
osadzenia
pierwszej żywej
gałęzi FUSION [m]
Różnica
wysokości [m]
Różnica wysokości osadzenia
pierwszej żywej gałęzi [m]
49
19,9
12,9
19,92
12,32
-0,02
0,58
53
23,3
13,6
22,59
13,39
0,71
0,21
74
23,2
13,1
22,41
14,21
0,79
-1,11
126
23,4
15,1
22,57
15,87
0,83
-0,77
131
21,7
18,8
21,60
18,30
0,11
0,50
142
21,3
14,5
19,97
14,48
1,33
0,02
147
21,6
14,5
21,05
15,55
0,55
-1,05
166
22,1
15,9
21,44
15,14
0,66
0,76
176
20,2
14,6
19,80
12,00
0,40
2,60
208
24,1
12,1
23,18
13,38
0,92
-1,28
Maksimum
1,33
2,60
Minimum
0,02
0,02
Średnia
0,63
0,89
Nr drzewa
Wyskość/długość
(pomiar drzewa
leżącego) [m]
Wysokość
oszacowana
(h Naslunda) [m]
Wysokość
(TIFFS) [m]
Różnica
(pdl*-wo*) [m]
Różnica
(pdl-TIFFS) [m]
Różnica
(wo-TIFFS) [m]
49
19,9
22,02
20,60
-2,12
-0,70
1,42
53
23,3
21,46
22,62
1,84
0,68
-1,16
74
23,2
22,57
22,29
0,63
0,91
0,28
126
23,4
22,57
21,96
0,83
1,44
0,61
131
21,7
20,77
22,33
0,93
-0,63
-1,56
142
21,3
22,08
20,88
-0,78
0,42
1,20
147
21,6
21,45
21,32
0,15
0,28
0,13
166
22,1
23,04
21,13
-0,94
0,97
1,91
176
20,2
19,69
19,81
0,51
0,39
-0,11
208
24,1
23,73
23,09
0,37
1,01
0,65
Maksimum
2,12
1,44
1,91
Minimum
0,15
0,28
0,11
Średnia
0,91
0,74
0,90
*pdl - pomiar drzewa leżącego
*wo - wysokość oszacowana
Szacowanie biomasy na podstawie danych
z lotniczego skaningu laserowego
• Wykorzystanie istniejących modeli
G drzewa = 0,013546 ∙ CPA0,510109
Źródło: Zasada i in. 2011. Zależność między pierśnicą a cechami
koron uzyskanymi z lotniczego skanowania laserowego [W:]
SYLWAN 155 (11): 725−735.
•
Budowa nowego modelu
Vk4CPA4H4D4 = v
Vk3CPA3H3D3 = v
Vk1CPA1H1D1 = v
Vk2CPA2H2D2 = v
VknCPAnHnDn = ???
Podsumowanie
• Wykorzystanie danych z lotniczego skanowania
laserowego wykazuje duży potencjał w
określaniu wybranych parametrów taksacyjnych
drzew i drzewostanów.
• Dalsze analizy będą ukierunkowane na
wykorzystanie
wybranych
parametrów
taksacyjnych (np. parametry koron) uzyskanych
z danych ALS do celów szacowania biomasy
oraz miąższości pojedynczych drzew i
drzewostanów.
Dziękuję za uwagę!
Kamil Kondracki
• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu,
Wydział Leśny, Katedra Urządzania Lasu
• Projekt „POMERANIA”
[email protected]