Лазерное сканирование

С 1991 года Лаборатория дистанционного зондирования (часто в сотрудничестве со Шведским агентством оборонных исследований – FOI) проводит работы по применению лазерного сканирования лесов (Nilsson, 1996), Разработаны два основных метода инвентаризации лесов, основанных на лазерном сканировании. С использованием лазерных данных низкой плотности регистрации (порядка 1 лазерный импульс / м²), можно выявить статистические зависимости между измерениями на полевых площадях и характеристиками данных, получаемых с лазера. Так, выявленные закономерности статистического распределения высот деревьев (в процентилях); можно затем использовать во всех насаждениям, где проводилось лазерное сканирование. Этот метод обеспечивает оценки запаса стволов со среднеквадратической погрешностью 10–15% (Næsset et al., 2004; Holmgren, 2004). Коммерческое использование лазерных измерений для инвентаризации лесов впервые было осуществлено в Норвегии. Первое промышленное испытание в Швеции было проведено в 2003 году, когда с помощью лазера была обследована территория в 5000 га (Holmgren & Jonsson, 2004). Среднеквадратическая погрешность на уровне насаждений составила 14% для объема стволов, 5% для высоты деревьев и 9% для среднего диаметра.

Принципиально другой подход заключается в лазерном сканировании с плотностью, достаточной для получения множества лазерных импульсов на дерево – с целью определения отдельных деревьев, для чего требуется плотность порядка 5 импульсов на м² и более. В настоящее время такие данные, в основном, получают при проведении научных исследований с вертолета, но технические разработки, позволяющие получать данные лазерного датчика очень высокой плотности с воздушных судов с неподвижным крылом, представляют собой волне перспективный вариант для последующих обследований лесов в промышленном масштабе. Вкладом в эту разработку является развивающаяся технология использования видеопреобразователя, которая задействует многие элементы датчика для записи обратного сигнала с каждого выданного лазерного импульса (Steinvall, 2003). Одно из таких исследований было проведенных в Швеции в лесу с преобладанием хвойных пород. С помощью лазерного датчика высокой плотности удалось выявить более чем 70% всех деревьев, что в сумме составило более 90% по запасу стволов. Высота деревьев и диаметр крон также определялись автоматически, причем оба показателя – с точностью 0.6 м (Persson et al. 2002). Используя характеристики крон деревьев, автоматически получаемые из данных лазерного сканирования, нам также удалось разделить сосну и ель с точностью 95% (Holmgren & Persson, 2004). Наша текущая работа заключается в совместном использовании лазерных данных и оптических снимков для более точного определения пород деревьев. Лаборатория дистанционного зондирования также работает над оценкой распределения стволов по диаметру с использованием лазерного датчика высокой плотности (Holmgren и Wallerman 2006) и над применением лазерных данных для сегментации насаждений на снимках.

Дата добавления: 2014-01-07