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

21,73 m (h Naslunda); 21,99 m (h L) 21,23 m Średnia wartość wysokości:   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

Wysokość osadzenia pierwszej żywej gałęzi [m] Wysokość FUSION [m] 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 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 Minimum Średnia 0,63 0,89

Wyskość/długość (pomiar drzewa leżącego) [m] Nr drzewa Wyskość/długość (pomiar drzewa leżącego) [m] Wysokość oszacowana (h Naslunda) [m] Wysokość (TIFFS) [m] Różnica (pdl*-wo*) [m] (pdl-TIFFS) [m] (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 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 0,13 166 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 Minimum 0,11 Średnia 0,74 0,90 *pdl - pomiar drzewa leżącego *wo - wysokość oszacowana

Wykorzystanie istniejących modeli 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 VknCPAnHnDn = ??? Vk4CPA4H4D4 = v Vk3CPA3H3D3 = v

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 kamil.kondracki@up.poznan.pl Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Wydział Leśny, Katedra Urządzania Lasu Projekt „POMERANIA” kamil.kondracki@up.poznan.pl