Точність вимірювання висоти дерев різними способами
DOI:
https://doi.org/10.31548/forest2021.01.001Анотація
Дослідження присвячено перевірці точності вимірювання висоти дерев різними способами. В роботі оцінено можливості використання стереофотограмметричного методу для визначення показників висоти дерев за допомогою знімання з безпілотних літальних апаратів (БПЛА) в умовах стиглого соснового деревостану. Проведено порівняння результатів вимірювання висоти дерев сосни звичайної висотомірами та показників висоти, визначених за даними дистанційного зондування, отриманих за допомогою БПЛА. Загалом у дослідженні було розглянуто шість різних способів вимірювання висоти ростучих дерев. Дослідні дані про висоту модельних дерев збирали трьома різними висотомірами (ручними наземними приладами) та БПЛА Phantom 4 Pro. Застосування БПЛА полягало в оптичному зніманні та збиранні даних за допомогою бортового обладнання. Використано способи визначення висоти дерев, які спираються на результати оброблення даних, зібраних навісним обладнанням квадрокоптера. Зокрема, застосовано вимірювання висоти дерев із хмари точок, побудованої на основі одностороннього вертикального знімання модельних дерев, та розрахунок цифрової моделі висоти крон (СНМ) за даними аерофотознімання горизонтальних прольотів над деревостаном. Результати математичного аналізу проведених досліджень демонструють найвищу точність способу з використанням СНМ для визначення висоти ростучих дерев. Значення середньої випадкової помилки вимірювання висоти модельних дерев для CHM становило менше ніж 2 %. Наступним за точністю визначення висоти дерев був спосіб вимірювання за допомогою лазерно-оптичного приладу TruPulse 360B, застосування якого продемонструвало найвищу точність з-поміж висотомірів. Використання TruPulse 360B для наземних вимірювань та способу CHM (за даними оптичної зйомки з БПЛА) показало кращі результати, які відповідають нормативам точності визначення висоти для виробничої таксації. Способи визначення висоти дерев за даними оптичної зйомки з БПЛА можуть використовуватися для проведення обстежувальних, інвентаризаційних, лісовпорядних та інших робіт, які пов’язані із веденням лісового господарства та моніторингом змін у лісових екосистемах.
Ключові слова: безпілотний літальний апарат, аерофотознімання, стереофотограмметрія, модель висоти крон, висотомір.
Посилання
Agisoft Metashape, A. M. U. (2019). Agisoft Metashape User Manual - Professional Edition, Version 1.5, 145.
Bidolakh, D. I., Bilous, A. M., & Kuzyovych, V. S. (2018). Measurement of the tree and shrub height with the help of unmanned aerial vehicles. Scientific Bulletin of UNFU, 28 (1), 24-27 [in Ukrainian].
https://doi.org/10.15421/40280104
Bidolakh, D. I., Bilous, А. М., & Kuziovych, V. S. (2019). The accuracy of measuring the height of trees with the use of a quadrocopter. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 10 (3), 19-26 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.31548/forest2019.03.019
Bragg, D. C. (2008). An improved tree height measurement technique tested on mature southern pines. Southern Journal of Applied Forestry, 32 (1), 38-43. https://doi.org/10.1093/sjaf/32.1.38
Eskandari, R., Mahdianpari, M., Mohammadimanesh, F., Salehi, B., Brisco, B., & Homayouni, S. (2020). Meta-analysis of Unmanned Aerial Vehicle Imagery for Agro-environmental Monitoring Using Machine Learning and Statistical Models. Remote Sensing, 12 (21), 3511.
https://doi.org/10.3390/rs12213511
Forsman, M., Börlin, N., & Holmgren, J. (2016). Estimation of Tree Stem Attributes Using Terrestrial Photogrammetry with a Camera Rig. Forests, 7 (12), 61. https://doi.org/10.3390/f7030061
Guimarães, N., Pádua, L., Marques, P., Silva, N., Peres, E., & Sousa, J. J. (2020). Forestry Remote Sensing from Unmanned Aerial Vehicles: A Review Focusing on the Data, Processing and Potentialities. Remote Sensing, 12 (6), 1046. https://doi.org/10.3390/rs12061046
Holiaka, D., Kato, H., Yoschenko, V. І., Igarashi, Yа., Onda, Yu., Avramchuk, O. O., Holiaka, M. A., Humenyuk, V. V., & Lesnyk, O. M. (2018). Identification and estimation of heights of scots pine trees in forest stands in the Chernobyl exclusion zone using stereophotogrammetry method. Scientific Bulletin of UNFU, 28 (10), 18-21 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15421/40281003
Instructions for arranging the forest fund of Ukraine, (2014) [in Ukrainian]. Avalaible at http://dklg.kmu.gov.ua/forest/control/uk/publish/article?art_id=119314.
Laser Technology Inc. (2017). LTI TruPulse 360/360B User's Manual. 57.
Magnussen, S., Næsset, E., Kändler, G., Adler, P., Renaud, J. P., & Gobakken, T. (2016). A functional regression model for inventories supported by aerial laser scanner data or photogrammetric point clouds. Remote Sensing of Environment, 184, 496-505. https://doi.org/10.1016/j.rse.2016.07.035
Maselli, F., Chiesi, M., Mura, M., Marchetti, M., Corona, P., & Chirici, G. (2014). Combination of optical and LiDAR satellite imagery with forest inventory data to improve wall-to-wall assessment of growing stock in Italy. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 26, 377-386. https://doi.org/10.1016/j.jag.2013.09.001
Mulla, D. J. (2013). Twenty-five years of remote sensing in precision agriculture: Key advances and remaining knowledge gaps. Biosystems Engineering, 114 (4), 358-371. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2012.08.009
Myroniuk, V., Bilous, A., Diachuk, P., & Fedyna, K. (2018). Accuracy of sample-based forest inventory obtained from different plot configurations. Biological Resourses and Nature Management, 10 (5-6) [in Ukrainian]. https://doi.org/10.31548/bio2018.05.018
Myroniuk, V. V., Svynchyk, V. A., Bilous, A. M., & Vasylyshyn, R. D. (2019). Forest mensuration: Tutorial. Kyiv, NUBiP of Ukraine [in Ukrainian]
Myroniuk, V., Bilous, А., & Diachuk, P. (2019). Predicting forest stand parameters using the k-NN approach. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 10 (2), 51-63 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.31548/forest2019.02.051
Sadeghi, S., & Sohrabi, H. (2019). The effect of UAV flight altitude on the accuracy of individual tree height extraction in a broad-leaved forest. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XLII-4/W18, GeoSpatial Conference 2019 - Joint Conferences of SMPR and GI Research, 12-14 October 2019, Karaj, Iran. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-xlii-4-w18-1168-2019
Williams, M. S., Bechtold, W. A., & LaBau, V. J. (1994). Five Instruments for Measuring Tree Height: An Evaluation. Southern Journal of Applied Forestry, 18 (2), 76-82. https://doi.org/10.1093/sjaf/18.2.76
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
