انقلاب قایق‌های LiDAR دستی در بررسی جنگل‌ها: از ابرهای نقطه‌ای تا داده‌های دقیق درختان میوه با دیجیتالی‌سازی

وقتی به بررسی های جنگلداری فکر می کنید، چه چیزی به ذهنتان می رسد؟ آیا هنگام عبور از جنگل های انبوه، نوار اندازه گیری و ارتفاع سنج حمل می کند؟ یا ایستادن زیر درخت، نگاه کردن به بالا، تلاش برای تخمین زدن ارتفاع آن، اما همیشه از دست دادن علامت آن چند سانتی متر؟ این روش های سنتی نه تنها کار فشرده هستند، بلکه مستعد عدم دقت هستند. امروز، ما یک سهم عملی از تیم فناوری خود را برای شما آورده‌ایم و نشان می‌دهیم که چگونه فناوری اسکن سه بعدی همراه با الگوریتم‌های هوش مصنوعی، نظرسنجی‌های جنگل‌داری را «آسان و دقیق» می‌کند!

بررسی های جنگلداری سنتی اغلب به نقشه برداران نیاز دارند که نوارهای اندازه گیری و ارتفاع سنج را حمل کنند، در جنگل های انبوه و کوه های دورافتاده حرکت کنند. این فرآیند زمان بر، کار فشرده و مستعد خطای انسانی است. نکات کلیدی درد در صنعت بررسی جنگلداری عبارتند از:

• اندازه‌گیری‌های دستی سنتی (نوار سنج/ارتفاع‌سنج) زمان‌بر، کار فشرده و پرهزینه هستند.
• دقت تحت تأثیر زمین، پوشش شاخه و خطای انسانی است و کنترل خطاها را دشوار می کند.
• فقط داده های خطی اولیه را می توان جمع آوری کرد و بعد داده ها محدود است که نیازهای مدیریت دقیق را برآورده نمی کند.
• داده ها فاقد استانداردهای یکسان هستند و غیر قابل ردیابی هستند. نظرسنجی های در مقیاس بزرگ فقط می توانند بر نمونه گیری تکیه کنند که منجر به داده های غیرنماینده می شود.

با توسعه فناوری LiDAR، فناوری ابر نقطه سه بعدی انقلاب دیجیتالی را در نظرسنجی های جنگلداری به ارمغان آورده است. فناوری LiDAR دستی، با قابلیت جمع‌آوری داده‌های کارآمد و انعطاف‌پذیر، بررسی‌های جنگلداری را از رویکرد «دستی و خام» به عصر «هوشمند و دقیق» می‌برد. اسکن بدون تماس را انجام می دهد، کاملاً با زمین های پیچیده در باغ ها سازگار می شود، درختان میوه را در برابر آسیب محافظت می کند و خطرات ایمنی را از بالا رفتن از بین می برد. با یک اسکن ساده، کل ساختار سه بعدی منطقه جنگلی ثبت می شود.

مزیت اصلی LiDAR دستی توانایی آن در تصویربرداری دیجیتالی از منظره جنگلی در دنیای واقعی و از طریق نرم افزارهای تخصصی، استخراج و تجزیه و تحلیل دقیق اطلاعات درختان است. کل فرآیند ساده و کارآمد است و حتی مبتدیان نیز می توانند به سرعت بر آن مسلط شوند. چهار مرحله برای تکمیل کل فرآیند جمع آوری و خروجی داده ها عبارتند از:

بیایید نگاهی به این تصویر بیندازیم:

این داده های ابر نقطه سه بعدی است که با استفاده از یک اسکنر لیزری دستی جمع آوری شده است. ابر نقطه نه تنها رنگ واقعی منطقه جنگلی (مانند درختان منظره یا توده های جنگلی) را بازیابی می کند، بلکه با ماژول RTK یکپارچه با دقت بالا، امکان خروجی بلادرنگ ابرهای نقطه مختصات مطلق را بدون نیاز به نقاط کنترل پیچیده فراهم می کند. نقشه برداران به سادگی می توانند در یک مسیر برنامه ریزی شده قدم بزنند و اطلاعات مختصات فضایی سه بعدی غنی را جمع آوری کنند. چه تاج درختان متراکم باشد و چه تنه درخت در پایین، همه چیز به راحتی "دیجیتال" می شود.

وقتی درختان نزدیک به هم با شاخه های همپوشانی رشد می کنند، تشخیص آنها با روش های سنتی دشوار است. با این حال در نرم افزار پوینت ابری همه چیز مشخص می شود. به لطف الگوریتم‌های خوشه‌بندی فضایی قدرتمند، این نرم‌افزار می‌تواند به‌طور دقیق درخت‌ها را تقسیم‌بندی کند و برچسب‌های رنگی متفاوتی را به هر درخت اختصاص دهد. آنچه زمانی یک جنگل پیوسته بود، اکنون به وضوح از هم جدا شده است، و بررسی های جنگلداری دیگر فقط "جنگل را می بینند"، بلکه اکنون می توانند دقیقا "درختان" را ببینند.

هنگامی که تقسیم بندی تک درخت کامل شد، کار واقعی آغاز می شود - استخراج پارامترهای اندازه گیری درخت به طور خودکار. ماژول محاسبه و تجزیه و تحلیل تخصصی یک جعبه ابزار غنی را ارائه می دهد: افزودن، ادغام، حذف درختان، حذف میله های پشتیبانی، تجزیه و تحلیل تاج و حتی محاسبه حجم ذخیره و ذخیره کربن.

با کلیک کردن روی "محاسبه ویژگی"، سیستم به طور خودکار یک گزارش درختی دقیق ایجاد می کند. در اینجا، هر درخت شناسه منحصر به فرد خود را دارد و داده های زیر خروجی می شود:

• موقعیت مکانی (X، Y، Z)
• ارتفاع درخت (متر)
• DBH (قطر در ارتفاع سینه) (سانتی متر)
• قطر تاج (متر)
• قطر زمین (متر)
• ارتفاع شاخه (متر)

داده ها دقیق و کامل هستند، همه فقط با یک کلیک انجام می شود!

با در دست داشتن داده ها، نقشه ها ضروری هستند. چه برای گزارش پروژه و چه برای مدیریت جنگل، یک نقشه توزیع بصری ضروری است. این نرم افزار شامل یک ابزار قدرتمند تولید «نقشه توزیع» است. می‌توانید با تنظیم آستانه‌های دارایی، درخت‌ها را بر اساس نیازهای دنیای واقعی به‌دقت فیلتر کنید (به عنوان مثال، فقط درخت‌های بلندتر از ۵ متر یا درخت‌هایی را که DBH بیشتر از مقدار مشخصی دارند نشان دهید).

از اندازه‌گیری دستی گرفته تا بررسی‌های دیجیتالی LiDAR، این فقط یک ارتقاء در ابزارها نیست، بلکه تحولی در رویکرد به بررسی‌های جنگلداری است. چرا افراد بیشتر و بیشتری برای بررسی های جنگلداری به LiDAR دستی روی می آورند؟ هسته اصلی در چهار مزیت غیرقابل جایگزین نهفته است:

• اسکن بدون تماس:سازگار با زمین های پیچیده باغ، بدون آسیب رساندن به درختان میوه یا به خطر افتادن ایمنی از بالا رفتن.
• بازسازی ساختار درخت سه بعدی با دقت بالا:خطاهای ارتفاع درخت، DBH و قطر تاج به طور قابل توجهی کمتر از ابزارهای سنتی است.
• افزایش کارایی:ادغام کار میدانی و کار اداری، با تأیید اطلاعات در محل.
• داده های قابل ردیابی و ادغام آسان:داده های ابر نقطه دیجیتال می توانند به طور خودکار پارامترهای درخت چند بعدی را استخراج کنند و از مدیریت خوب باغ ها پشتیبانی کنند.

از «راه رفتن در جنگل» تا «نگاه کردن به رایانه»، از «تخمین» تا «محاسبه دقیق»، LiDAR دستی بسیاری از چالش‌های بررسی‌های سنتی درختان میوه را به طور کامل حل کرده است. این بررسی‌های جنگلداری را از رویکرد «دستی و خشن» به مدل «اسکن با یک کلیک، تحلیل هوشمند» متحول کرده است.