Przenośny LiDAR zrewolucjonizuje badania leśne: od chmur punktowych do precyzyjnych danych o drzewach owocowych dzięki cyfryzacji

Kiedy myślisz o inwentaryzacji lasów, co przychodzi Ci na myśl? Czy jest to noszenie taśmy mierniczej i miernika wysokości podczas przedzierania się przez gęste lasy? A może stanie pod drzewem, patrzenie w górę i próba oszacowania jego wysokości, ale zawsze chybić o kilka centymetrów? Te tradycyjne metody są nie tylko pracochłonne, ale także podatne na niedokładności. Dziś prezentujemy praktyczne spostrzeżenia od naszego zespołu technologicznego, pokazujące, jak technologia skanowania 3D w połączeniu z algorytmami AI sprawia, że inwentaryzacja lasów jest „łatwa i dokładna”!

Tradycyjne inwentaryzacje lasów często wymagają od geodetów noszenia taśm mierniczych i mierników wysokości, poruszania się po gęstych lasach i odległych górach. Proces ten jest czasochłonny, pracochłonny i podatny na błędy ludzkie. Kluczowe problemy w branży inwentaryzacji lasów obejmują:

• Tradycyjne pomiary ręczne (taśma miernicza/miernik wysokości) są czasochłonne, pracochłonne i kosztowne.
• Dokładność jest zależna od terenu, pokrycia gałęzi i błędów ludzkich, co utrudnia kontrolę błędów.
• Można zebrać tylko podstawowe dane liniowe, a wymiar danych jest ograniczony, co nie spełnia potrzeb precyzyjnego zarządzania.
• Dane nie mają jednolitych standardów i są nieprześledzalne. Wielkoskalowe badania mogą opierać się jedynie na próbkowaniu, co skutkuje niereprezentatywnymi danymi.

Wraz z rozwojem technologii LiDAR, technologia chmury punktów 3D przyniosła cyfrową rewolucję w inwentaryzacji lasów. Ręczna technologia LiDAR, dzięki swoim wydajnym i elastycznym możliwościom zbierania danych, przenosi inwentaryzację lasów z podejścia „ręcznego i prymitywnego” do ery „inteligentnego i precyzyjnego”. Wykonuje skanowanie bezkontaktowe, doskonale adaptując się do złożonego terenu sadów, chroniąc drzewa owocowe przed uszkodzeniem i eliminując ryzyko związane z wspinaczką. Za pomocą prostego skanu przechwytywana jest cała trójwymiarowa struktura obszaru leśnego.

Główną zaletą ręcznego LiDAR jest jego zdolność do cyfrowego przechwytywania rzeczywistego krajobrazu leśnego i, za pomocą specjalistycznego oprogramowania, precyzyjnego wydobywania i analizowania informacji o poszczególnych drzewach. Cały proces jest prosty i wydajny, a nawet początkujący mogą go szybko opanować. Cztery kroki do ukończenia całego procesu zbierania i wyjściowego przetwarzania danych to:

Przyjrzyjmy się temu obrazowi:

Są to dane chmury punktów 3D zebrane za pomocą ręcznego skanera laserowego. Chmura punktów nie tylko odtwarza rzeczywisty kolor obszaru leśnego (takiego jak drzewa ozdobne lub drzewostany), ale także, dzięki zintegrowanemu modułowi RTK o wysokiej precyzji, umożliwia generowanie w czasie rzeczywistym chmur punktów o współrzędnych absolutnych bez potrzeby stosowania skomplikowanych punktów kontrolnych. Geodeci mogą po prostu spacerować po zaplanowanej ścieżce i zbierać bogate informacje o trójwymiarowych współrzędnych przestrzennych. Niezależnie od tego, czy są to gęste korony drzew, czy pnie drzew u podstawy, wszystko jest łatwo „zdigitalizowane”.

Gdy drzewa rosną blisko siebie z nakładającymi się gałęziami, trudno je odróżnić od siebie za pomocą tradycyjnych metod. Jednak w oprogramowaniu do przetwarzania chmur punktów wszystko staje się jasne. Dzięki potężnym algorytmom klastrowania przestrzennego oprogramowanie może precyzyjnie segmentować drzewa, przypisując każdemu pojedynczemu drzewu różne etykiety kolorystyczne. To, co kiedyś było ciągłym lasem, jest teraz wyraźnie oddzielone, a inwentaryzacja lasów już nie tylko „widzi las”, ale może teraz precyzyjnie „widzieć drzewa”.

Po zakończeniu segmentacji pojedynczych drzew rozpoczyna się właściwa praca – automatyczne wydobywanie parametrów pomiarowych drzew. Specjalistyczny moduł obliczeniowo-analityczny oferuje bogaty zestaw narzędzi: dodawanie, scalanie, usuwanie drzew, usuwanie tyczek wspierających, analiza koron, a nawet obliczanie objętości zapasów i magazynowania węgla.

Klikając „Obliczanie atrybutów”, system automatycznie generuje szczegółowy raport drzew. Tutaj każde drzewo ma swój unikalny identyfikator, a dane wyjściowe to:

• Położenie przestrzenne (X, Y, Z)
• Wysokość drzewa (m)
• Średnica pnia na wysokości klatki piersiowej (DBH) (cm)
• Średnica korony (m)
• Średnica u podstawy (m)
• Wysokość gałęzi (m)

Dane są dokładne i kompletne, wszystko wykonane jednym kliknięciem!

Mając dane w ręku, mapy są niezbędne. Niezależnie od tego, czy chodzi o raportowanie projektów, czy zarządzanie lasem, intuicyjna mapa rozmieszczenia jest koniecznością. Oprogramowanie zawiera potężne narzędzie do generowania „Mapy rozmieszczenia”. Możesz precyzyjnie filtrować drzewa zgodnie z rzeczywistymi wymaganiami, ustawiając progi właściwości (np. pokazuj tylko drzewa wyższe niż 5 metrów lub te o DBH większym niż określona wartość).

Od pomiarów ręcznych do cyfrowych badań LiDAR, jest to nie tylko ulepszenie narzędzi, ale transformacja podejścia do inwentaryzacji lasów. Dlaczego coraz więcej osób zwraca się ku ręcznemu LiDAR do inwentaryzacji lasów? Klucz tkwi w czterech niezastąpionych zaletach:

• Skanowanie bezkontaktowe: Adaptowalne do złożonego terenu sadów, bez uszkadzania drzew owocowych ani ryzyka związanego z wspinaczką.
• Precyzyjne odtwarzanie trójwymiarowej struktury drzew: Błędy wysokości drzewa, DBH i średnicy korony są znacznie niższe niż w przypadku tradycyjnych narzędzi.
• Wzrost wydajności: Integracja pracy terenowej i biurowej, z weryfikacją danych na miejscu.
• Dane możliwe do śledzenia i łatwe do integracji: Cyfrowe dane chmury punktów mogą automatycznie wydobywać wielowymiarowe parametry drzew, wspierając precyzyjne zarządzanie sadami.

Od „spacerowania po lesie” do „patrzenia w komputer”, od „szacowania” do „precyzyjnego obliczania”, ręczny LiDAR całkowicie rozwiązał wiele wyzwań związanych z tradycyjnymi badaniami drzew owocowych. Zrewolucjonizował inwentaryzację lasów z podejścia „ręcznego i prymitywnego” do modelu „jednokrotne skanowanie, inteligentna analiza”.