Το Handheld LiDAR φέρνει επανάσταση στη δασοκομική έρευνα: Από τα σύννεφα σημείου στα ακριβή δεδομένα οπωροφόρων δέντρων με ψηφιοποίηση

Όταν σκέφτεστε τις δασολογικές έρευνες, τι σας έρχεται στο μυαλό; Είναι η μεταφορά μεζούρας και υψομέτρου ενώ διασχίζετε πυκνά δάση; Ή η στάση κάτω από ένα δέντρο, κοιτάζοντας προς τα πάνω, προσπαθώντας να εκτιμήσετε το ύψος του, αλλά πάντα να χάνετε τον στόχο κατά μερικά εκατοστά; Αυτές οι παραδοσιακές μέθοδοι δεν είναι μόνο επίπονες, αλλά και επιρρεπείς σε ανακρίβειες. Σήμερα, σας φέρνουμε μια πρακτική κοινοποίηση από την ομάδα τεχνολογίας μας, παρουσιάζοντας πώς η τεχνολογία τρισδιάστατης σάρωσης σε συνδυασμό με αλγορίθμους Τεχνητής Νοημοσύνης καθιστά τις δασολογικές έρευνες «εύκολες και ακριβείς»!

Οι παραδοσιακές δασολογικές έρευνες συχνά απαιτούν από τους ερευνητές να μεταφέρουν μεζούρες και υψόμετρα, διασχίζοντας πυκνά δάση και απομακρυσμένα βουνά. Αυτή η διαδικασία είναι χρονοβόρα, επίπονη και επιρρεπής σε ανθρώπινα λάθη. Τα βασικά προβλήματα στον κλάδο των δασολογικών ερευνών περιλαμβάνουν:

• Οι παραδοσιακές χειροκίνητες μετρήσεις (μεζούρα/υψόμετρο) είναι χρονοβόρες, επίπονες και δαπανηρές.
• Η ακρίβεια επηρεάζεται από το έδαφος, την κάλυψη των κλαδιών και τα ανθρώπινα λάθη, καθιστώντας δύσκολο τον έλεγχο των σφαλμάτων.
• Μπορούν να συλλεχθούν μόνο βασικά γραμμικά δεδομένα και η διάσταση των δεδομένων είναι περιορισμένη, κάτι που δεν ανταποκρίνεται στις ανάγκες της ακριβούς διαχείρισης.
• Τα δεδομένα στερούνται ομοιόμορφων προτύπων και δεν είναι ανιχνεύσιμα. Οι μεγάλης κλίμακας έρευνες μπορούν να βασίζονται μόνο σε δειγματοληψία, με αποτέλεσμα μη αντιπροσωπευτικά δεδομένα.

Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας LiDAR, η τεχνολογία τρισδιάστατων νεφών σημείων έχει φέρει μια ψηφιακή επανάσταση στις δασολογικές έρευνες. Η τεχνολογία χειρός LiDAR, με τις αποδοτικές και ευέλικτες δυνατότητες συλλογής δεδομένων, μεταφέρει τις δασολογικές έρευνες από την «χειροκίνητη και αδρή» προσέγγιση στην εποχή της «έξυπνης και ακριβούς». Πραγματοποιεί σάρωση χωρίς επαφή, προσαρμόζεται τέλεια σε πολύπλοκα εδάφη σε οπωρώνες, προστατεύει τα οπωροφόρα δέντρα από ζημιές και εξαλείφει τους κινδύνους ασφαλείας από την αναρρίχηση. Με μια απλή σάρωση, καταγράφεται η τρισδιάστατη δομή ολόκληρης της δασικής περιοχής.

Το βασικό πλεονέκτημα του χειρός LiDAR είναι η ικανότητά του να καταγράφει ψηφιακά το πραγματικό δασικό τοπίο και, μέσω εξειδικευμένου λογισμικού, να εξάγει και να αναλύει με ακρίβεια πληροφορίες για μεμονωμένα δέντρα. Ολόκληρη η διαδικασία είναι απλή και αποδοτική, και ακόμη και οι αρχάριοι μπορούν να την κατακτήσουν γρήγορα. Τα τέσσερα βήματα για την ολοκλήρωση ολόκληρης της διαδικασίας συλλογής και εξόδου δεδομένων είναι:

Ας ρίξουμε μια ματιά σε αυτήν την εικόνα:

Αυτά είναι τρισδιάστατα δεδομένα νέφους σημείων που συλλέχθηκαν χρησιμοποιώντας έναν σαρωτή λέιζερ χειρός. Το νέφος σημείων όχι μόνο αποκαθιστά το πραγματικό χρώμα της δασικής περιοχής (όπως δέντρα τοπίου ή δασικές συστάδες), αλλά επίσης, με την ενσωματωμένη μονάδα RTK υψηλής ακρίβειας, επιτρέπει την πραγματικού χρόνου έξοδο απόλυτων νεφών σημείων συντεταγμένων χωρίς την ανάγκη σύνθετων σημείων ελέγχου. Οι ερευνητές μπορούν απλώς να περπατήσουν κατά μήκος μιας προγραμματισμένης διαδρομής και να συλλέξουν πλούσιες τρισδιάστατες πληροφορίες χωρικών συντεταγμένων. Είτε πρόκειται για πυκνές κόμες δέντρων είτε για τους κορμούς των δέντρων στο κάτω μέρος, τα πάντα «ψηφιοποιούνται» με ευκολία.

Όταν τα δέντρα μεγαλώνουν κοντά μεταξύ τους με επικαλυπτόμενα κλαδιά, είναι δύσκολο να διακριθούν μεταξύ τους με παραδοσιακές μεθόδους. Ωστόσο, στο λογισμικό νέφους σημείων, όλα γίνονται ξεκάθαρα. Χάρη σε ισχυρούς αλγορίθμους χωρικής ομαδοποίησης, το λογισμικό μπορεί να τμηματοποιήσει με ακρίβεια τα δέντρα, αναθέτοντας διαφορετικές χρωματικές ετικέτες σε κάθε μεμονωμένο δέντρο. Αυτό που κάποτε ήταν ένα συνεχές δάσος τώρα διαχωρίζεται σαφώς, και οι δασολογικές έρευνες δεν «βλέπουν πλέον μόνο το δάσος», αλλά μπορούν πλέον να «βλέπουν τα δέντρα» με ακρίβεια.

Μόλις ολοκληρωθεί η τμηματοποίηση μεμονωμένων δέντρων, ξεκινά η πραγματική εργασία – η εξαγωγή παραμέτρων μέτρησης δέντρων αυτόματα. Η εξειδικευμένη μονάδα υπολογισμού και ανάλυσης προσφέρει μια πλούσια εργαλειοθήκη: προσθήκη, συγχώνευση, διαγραφή δέντρων, αφαίρεση στηριγμάτων, ανάλυση κόμης, ακόμη και υπολογισμός όγκου αποθέματος και αποθήκευσης άνθρακα.

Κάνοντας κλικ στο «Υπολογισμός Ιδιοτήτων», το σύστημα δημιουργεί αυτόματα μια λεπτομερή αναφορά δέντρων. Εδώ, κάθε δέντρο έχει το δικό του μοναδικό αναγνωριστικό, και εξάγονται τα ακόλουθα δεδομένα:

• Χωρική θέση (X, Y, Z)
• Ύψος δέντρου (m)
• DBH (Διάμετρος σε ύψος στήθους) (cm)
• Διάμετρος κόμης (m)
• Διάμετρος εδάφους (m)
• Ύψος κλαδιών (m)

Τα δεδομένα είναι ακριβή και πλήρη, όλα γίνονται με ένα κλικ!

Με τα δεδομένα στο χέρι, οι χάρτες είναι απαραίτητοι. Είτε για αναφορές έργων είτε για διαχείριση δασών, ένας διαισθητικός χάρτης κατανομής είναι απαραίτητος. Το λογισμικό περιλαμβάνει ένα ισχυρό εργαλείο δημιουργίας «Χάρτη Κατανομής». Μπορείτε να φιλτράρετε με ακρίβεια δέντρα με βάση απαιτήσεις πραγματικού κόσμου, θέτοντας κατώφλια ιδιοτήτων (π.χ., εμφάνιση μόνο δέντρων ύψους άνω των 5 μέτρων, ή εκείνων με DBH μεγαλύτερο από μια συγκεκριμένη τιμή).

Από τη χειροκίνητη μέτρηση σε ψηφιακές έρευνες LiDAR, αυτή δεν είναι απλώς μια αναβάθμιση εργαλείων, αλλά ένας μετασχηματισμός στην προσέγγιση των δασολογικών ερευνών. Γιατί όλο και περισσότεροι άνθρωποι στρέφονται στο χειρός LiDAR για δασολογικές έρευνες; Ο πυρήνας βρίσκεται στα τέσσερα αναντικατάστατα πλεονεκτήματα:

• Σάρωση χωρίς επαφή: Προσαρμόζεται σε πολύπλοκο έδαφος οπωρώνα, χωρίς να καταστρέφει οπωροφόρα δέντρα ή να διακινδυνεύει την ασφάλεια από αναρρίχηση.
• Αποκατάσταση τρισδιάστατης δομής δέντρων υψηλής ακρίβειας: Τα σφάλματα ύψους δέντρου, DBH και διαμέτρου κόμης είναι σημαντικά χαμηλότερα από ό,τι με παραδοσιακά εργαλεία.
• Αύξηση αποδοτικότητας: Ενσωμάτωση εργασίας πεδίου και γραφείου, με επαλήθευση δεδομένων επί τόπου.
• Ανιχνεύσιμα και εύκολα στην ενσωμάτωση δεδομένα: Τα ψηφιακά δεδομένα νέφους σημείων μπορούν να εξάγουν αυτόματα πολυδιάστατες παραμέτρους δέντρων, υποστηρίζοντας τη λεπτομερή διαχείριση οπωρώνων.

Από το «περπάτημα στο δάσος» στο «κοίταγμα στον υπολογιστή», από την «εκτίμηση» στον «ακριβή υπολογισμό», το χειρός LiDAR έχει λύσει πλήρως πολλές από τις προκλήσεις των παραδοσιακών ερευνών οπωροφόρων δέντρων. Έχει φέρει επανάσταση στις δασολογικές έρευνες από μια «χειροκίνητη και αδρή» προσέγγιση σε ένα μοντέλο «σάρωση με ένα κλικ, έξυπνη ανάλυση».