Aktualizacja LMN i weryfikacja dokładności elementów mapy numerycznej z wykorzystaniem archiwum zdjęć IKONOSA

Tak się zaczęło… Zarządzeniem nr 13 z r. Dyrektor Generalny LP powołał zespół zadaniowy ds. wykonania pilotażowego projektu wykorzystania zdjęć satelitarnych w Lasach Państwowych

Bohaterowie pilotażu Nadleśnictwo Pomorze Nadleśnictwo Wałbrzych

Aktualizacja LMN firma Techmex przedstawiła posiadane materiały archiwalne. a)dla nadleśnictwa Pomorze – zdjęcia z okresu lipiec-wrzesień 2004 b)dla nadleśnictwa Wałbrzych – zdjęcia z okresu marzec-listopad 2003 oraz październik 2004

Aktualizacja LMN w projekcie wykorzystano wysokorozdzielcze obrazy wykonane przez satelitę Ikonos – w barwach naturalnych i w barwach umownych z wykorzystaniem bliskiej podczerwieni – o rozdzielczości przestrzennej 1 piksela wynoszącej w przybliżeniu 1 metr a)dla nadleśnictwa Pomorze parametr RMS wynosi 66 cm a CE90 1,42 m, b)dla nadleśnictwa Wałbrzych parametr RMS wynosi 84 cm a CE90 1,80 m.

Aktualizacja LMN ze strony LP przekazano: - warstwy mapy numerycznej obu nadleśnictw - listę obiektów wymagających aktualizacji - krótki opis zabiegu gospodarczego lub innej przyczyny powodującej powstanie zmian

Aktualizacja LMN Firma Techmex dokonała symulowanej aktualizacji mapy numerycznej obu nadleśnictw.

Aktualizacja LMN - wyniki 1.Ortofotomapa jest bardzo dobrym materiałem źródłowym do wykonania aktualizacji. Prawie wszystkie przekazane obiekty zostały zwektoryzowane. W jednym wypadku nie dokonano aktualizacji wydzielenia użytkowanego rębnią gniazdową, być może przyczyna leżała po stronie aktualności ortofotomapy.

Aktualizacja LMN - wyniki

2.Przydatna jest znajomość terenowa aktualizowanych obiektów (wskazana jest w niektórych przypadkach dodatkowa lustracja terenowa) oraz dobra znajomość kryteriów tworzenia wydzieleń.

Aktualizacja LMN - wyniki

3.Przy ocenie wyników aktualizacji zespół zauważył pewne szczegóły nie uwzględnione przez wykonawcę w trakcie prac aktualizacyjnych (dotyczy to gniazd i luk). Możliwe było ich wniesienie na podstawie ortofotomapy.

Aktualizacja LMN - wyniki

4.Przy aktualizacji LMN wykorzystuje się niewielką część ortofotomapy (wydzielenie i jego bezpośrednie okolice).

Aktualizacja LMN - wyniki 5.Bardziej przydatne okazały się zdjęcia z wykorzystaniem bliskiej podczerwieni.

Aktualizacja LMN - wyniki

6.Większą trudność przy interpretacji ortofotomapy sprawiły górskie warunki Nadleśnictwa Wałbrzych.

Aktualizacja LMN - wyniki 7.Zakup ortofotomapy tylko dla celów aktualizacji LMN wydaje się nieuzasadniony ekonomicznie

Weryfikacja LMN-założenia 1.Czy ortofotomapę wykonaną z pozyskanych zdjęć satelitarnych można wykorzystać do budowy leśnych map? 2.Czy ortofotomapa może być podstawowym źródłem informacji o geometrii obiektów leśnej mapy numerycznej? 3.Czy jej zastosowanie wpłynie na dokładność lokalizacji i odwzorowania geometrii obiektów na mapie w porównaniu z dotychczas stosowanymi metodami? 4.A jeżeli tak, to na ile? 5.Czy jest to uzasadnione ekonomicznie?

Weryfikacja LMN-metodyka Ocena została przeprowadzona na losowej próbie. Jednostką losowania był cały oddział.

Weryfikacja LMN-metodyka Sposób wyboru oddziału do próby: spośród pierwszych trzydziestu oddziałów (tj. oznaczonych numerami od 1 do 30) wylosowano jeden – był to pierwszy oddział w próbie. Numery wszystkich pozostałych oddziałów otrzymano przez dodanie numeru wylosowanego oddziału i 30 oraz wielokrotności 30. Po wylosowaniu oddziałów, zwektoryzowano wszystkie widoczne na ortofotomapie elementy składające się na warstwy podlegające ocenie.

Weryfikacja LMN-metodyka Ocenie podlegały obiekty z warstw pochodnych. Reprezentują bowiem obiekty faktycznie istniejące i zauważalne w terenie. Warstwy podlegające ocenie: wydzielenia, powierzchnie nie stanowiące wydzieleń, cieki, komunikacja.

Weryfikacja LMN-wskaźniki różnica powierzchni (RP) pomiędzy tożsamymi obiektami w stosunku do pierwotnej powierzchni wyrażona w procentach.

Weryfikacja LMN-wskaźniki powierzchnia wspólnej geometrii (WP) w stosunku do pierwotnej powierzchni wyrażona również w procentach Określenie powierzchni wspólnych i nie wspólnych pary geometrii poligonowej 1 – część wspólna geometrii (WP), 2- powierzchnia nie wspólna określona przez obiekt LMN, 3- powierzchnia nie wspólna określona przez obiekt ORTO. Autor: Antoni Łabaj

Weryfikacja LMN-wskaźniki przesunięcie środka ciężkości (centroidu) (PS) porównywanych obiektów powierzchniowych względem siebie

Weryfikacja LMN-wskaźniki procent wspólnego przebiegu granicy (WG), w przypadku linii - wspólny przebieg linii § 18 p.5 Instrukcji urządzenia lasu, „…należy dążyć do pełnego wykorzystania danych zaktualizowanych na mapach nadleśnictwa, bez korekty konturów wyłączeń lub innych szczegółów sytuacji wewnętrznej o zmiany nie mające istotnego znaczenia (drobne załamania, uskoki itp.)” - można tu uwzględnić ten zapis i wyznaczyć tolerancję, w zakresie której te drobne, nie mające znaczenia różnice będą pomijane, a przebieg granicy odnotowywany jako wspólny przebieg.

Weryfikacja LMN-wskaźniki

odchylenie punktowe (OP) to maksymalna wielkość odchylenia od granicy obiektu

Odchylenie liniowe Weryfikacja LMN-wskaźniki odchylenie liniowe (OL). to średnia wartość odchylenia. Dla każdego typu obiektów policzono liczbę odchyleń (LOP i LOL), obliczono ich średnie i maksima (MOP i MOL). h

Weryfikacja LMN - wyniki WYDZIELENIA wyłącznie za pomocą ortofotomapy nie jest możliwa pełna identyfikacja wyłączeń drzewostanowych. Wyniki uzyskane tą drogą były tak różne od stanu bieżącego, że niemożliwe było ich porównanie na podstawie ortofotomapy udało się zidentyfikować 95% wydzieleń w nadleśnictwie Pomorze. w nadleśnictwa Wałbrzych wynik był znacznie gorszy – tylko 65%. stwierdzono kilkuprocentową różnicę w powierzchni wydzieleń: –w przypadku nadleśnictwa Pomorze różnica ta wyniosła 7,61%±3,13%, –w przypadku nadleśnictwa Wałbrzych 8,77%±2,45%.

Weryfikacja LMN - wyniki przeciętnie na jedno wydzielenie przypada jeden - dwa błędy określenia przebiegu granicy. –ok. 22 metrów w przypadku nadleśnictwa Pomorze –ok. 34 metrów dla nadleśnictwa Wałbrzych. przeciętny błąd odchylenia liniowego jest mniejszy w nadleśnictwie Pomorze, gdzie wynosi on 11 m, natomiast w nadleśnictwie Wałbrzych 18 m. Tabela 1 Analiza porównania geometrii warstwy wydzieleń

Weryfikacja LMN - wyniki

POWIERZCHNIE NIE STANOWIĄCE WYDZIELEŃ W przypadku obiektów z tej warstwy istotna jest powierzchnia a lokalizacja może być podawana orientacyjnie. stwierdzono stosunkowo niewielką, przeciętnie kilkuarową różnicę powierzchni i dość wysoką dokładność lokalizacji obiektów, które udało się na ortofotomapie zidentyfikować - przesunięcie środka powierzchni rzędu kilkunastu metrów wielu obiektów występujących na mapie nadleśnictw (LMN) na ortofotomapie nie stwierdzono dzięki obrazom z satelity zwektoryzowano znaczną liczbę obiektów z warstwy pnsw, głównie luk, o których nie posiadano informacji.

Weryfikacja LMN - wyniki

KOMUNIKACJA wspólną granicę dla obiektów z tej warstwy stwierdzono odpowiednio na 78% - nadleśnictwo Pomorze i na 52% w nadleśnictwie Wałbrzych. zwraca uwagę duża liczba obiektów, których na ortofotomapie nie znaleziono: było ich 24% w nadleśnictwie Pomorze i aż 69% w nadleśnictwie Wałbrzych.

Weryfikacja LMN - wyniki

Weryfikacja LMN - wnioski Na mapie nadleśnictwa Wałbrzych, która nie została wykonana na podstawie mapy ewidencyjnej, stwierdzono błędy związane z lokalizacją kompleksów leśnych, bądź błędy wpasowania arkuszy map gospodarczych

Weryfikacja LMN - wnioski Błędna lokalizacja działki

Weryfikacja LMN - wnioski Błędne wpasowanie arkusza mapy gospodarczej

Weryfikacja LMN - wnioski 1.Ortofotomapa wykonana na podstawie wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych z satelity Ikonos może być podstawą do wykonania leśnych map numerycznych ale nie powinna być jedynym materiałem źródłowym - konieczna jest również taksacja terenowa. Ponieważ pewna liczba obiektów, które powinny się znaleźć na leśnych mapach, nie została poprawnie zinterpretowana na podstawie ortofotomapy, nie jest możliwe oparcie się wyłącznie na tym materiale. W związku z tym sama ortofotomapa nie zawsze będzie materiałem wystarczającym.

Weryfikacja LMN - wnioski 2.Zastosowanie obrazów satelitarnych do budowy mapy numerycznej nadleśnictwa zgodnej ze standardem LMN, może się przyczynić do zwiększenia jej wiarygodności i dokładności.

Weryfikacja LMN - wnioski 3.W leśnictwie bardziej przydatne są obrazy w barwach umownych wykonane z wykorzystaniem bliskiej podczerwieni. Na tego rodzaju obrazach lepiej są rozpoznawalne gatunki drzew. 4.Istotna jest jakość obrazów wykorzystanych do budowy ortofotomapy, stwierdzono, że z powodu jakości niektórych obrazów niemożliwa była ich jakakolwiek interpretacja (np. występowanie chmur, zacienienie).

Weryfikacja LMN - wnioski Problem jakości obrazów

Weryfikacja LMN - wnioski Problem jakości obrazów

Weryfikacja LMN - wnioski Z daniem zespołu, ortofotomapa może być wykorzystana w sposób optymalny do sporządzenia planu urządzenia lasu. D ane teledetekcyjne powinny być obligatoryjnym materiałem źródłowym w trakcie taksacji i przekazywane następnie wraz z planem jednostkom Lasów Państwowych.