Automatyczna detekcja i określanie parametrów drzew z wykorzystaniem danych LiDAR

 Dane LiDAR coraz częściej są wykorzystywane w analizach drzewostanów. Wynika to z ilości informacji zawartej w chmurze (współrzędne X,Y,Z, intensywność odbicia) a także zasięgu pomiarów obejmujących duże obszary leśne. Aby wyjść naprzeciw potrzebom branży leśnej, firma LASERDATA, producent oprogramowania LiS, opracowała rozszerzenie LiS Forestry, służące do zaawansowanych analiz drzewostanu. 

Jednym z modułów dodatku LiS Forestry jest Tree Shape Metrics. Funkcja ta pozwala na obliczenie współrzędnych x,y pni drzew, ich wysokości, powierzchni, średniego promienia, średnicy a także maksymalnej szerokości korony drzewa oraz współczynnika kształtu (stosunku promienia do maksymalnej szerokości korony). Poniżej przedstawiono przykład takiej analizy dla okolic Kadzielni w Kielcach. Danymi niezbędnymi do wykonania analizy jest sklasyfikowana chmura punktów (ryc.1).

Ryc. 1. Sklasyfikowana chmura punktów.

Operację Tree Shape Metrics należy poprzedzić jedynie generowaniem numerycznego modelu roślinności wysokiej (ryc.2) z użyciem modułu LiS Point Cloud to Grid oraz segmentacją zlewni Watershed Segmentation.

Ryc. 2. Numeryczny model roślinności wysokiej.

Przy odpowiednim doborze parametrów tej ostatniej funkcji, produktami końcowymi jest warstwa rastrowa przedstawiająca zasięg poszczególnych koron drzew oraz warstwa wektorowa, zawierająca informacje o położeniu wierzchołków drzew (ryc.3).

Ryc. 3. Segmentacja koron drzew wraz lokalizacją wierzchołków.

Na podstawie tych danych, moduł Tree Shape Metrics generuje plik wektorowy z informacjami o wielkości poszczególnych parametrów drzewostanu, które następnie mogą posłużyć nie tylko do analiz obliczeniowych ale również do zwizualizowania poszczególnych parametrów roślinności (ryc.4) czy wykonania modeli 3D.

Ryc. 4. Maksymalne szerokości koron drzew dla fragmentu Kielc.