ocena stanu obszarów leśnych przy - pptf ::.. · ilość biomasy w koronie (drewno...

Ocena stanu obszarów leśnych przy wykorzystaniu analizy obrazu

Dr hab. inż. Tomasz Nurek Dr hab. inż. Witold Zychowicz Zakład Mechanizacji Leśnictwa Katedra Maszyn Rolniczych i Leśnych Wydział Inżynierii Produkcji SGGW w Warszawie

Inwentaryzacja zasobów leśnych, Pomiar i określenie gatunku drzew

Ocena stanu drzewostanów, Bezpieczeństwo pożarowe

Tworzenie i aktualizacja map numerycznych

Telemetyka

Ocena skutków klęsk żywiołowych


Sukcesja

Ocena walorów krajobrazowych

Analiza zmian pokrycia terenu w czasie

Rozkład przestrzenny drzew

Powierzchnie leśna

Gatunki lasotwórcze

Rodzaj drzewostanu

Porównanie zdjęć w barwach naturalnych wykonanych • późną wiosną (zdjęcie lewe) • w środku lata (zdjęcie prawe). Na zdjęciu wiosennym wyraźnie jest widoczne zróżnicowanie gatunkowe. Na zdjęciu letnim trudno jest odróżnić gatunki iglaste od liściastych

Zdjęcia w podczerwieni bliskiej



Ilość biomasy w koronie (drewno małowymiarowe)

Kształt korony

Rozmiar korony

Wysokość drzew

Średnice pnia

Rodzaj drzewostanu


Naziemny skaning

laserowy

Skanowanie kołowej powierzchni próbnej

Obraz planarny (2D) chmury punktów TLS


Chmura punktów TLS. Z lewej: widok izometryczny drzewostanu Bk; z prawej: widok z boku (2D) drzewostanu So z podszytem Św (źródło: P. Wężyk)

Naziemny skaning

laserowy


Cyfrowe zdjęcia hemisferyczne drzewostanu: a – w stanie ulistnionym, b – w stanie bezlistnym

Zdjęcia hemisferyczne

W wypadku lasów najczęściej określa się: – ażurowość, – indeks powierzchni liściowej (ang. Leaf Area Index – LAI), – wielkość promieniowania bezpośredniego i rozproszonego.


Określanie stref uszkodzeń

Określenie wskaźników wegetacyjnych

Gradacje owadów

Oddziaływania przemysłowe

Lokalizacja pożarów

Identyfikacja obszarów zagrożonych pożarem

Barwa korony na zdjęciu CIR

Stan korony drzewa obserwowany w terenie

1 Czerwień nasycona Zdrowa, pełny garnitur igieł, bez widocznych zmian zabarwienia

2 Czerwień rozjaśniona (różowy)

Redukcja aparatu asymilacyjnego, widoczne przebarwienia części igieł (jasnozielone, żółtawe lub zaczerwienione)

3 Biały (z lekkim dodatkiem czerwieni)

Znaczna redukcja aparatu asymilacyjnego, duża część pozostających na drzewie igieł jest przebarwiona

4 Zieleń Drzewa martwe (brak igieł, także martwych)

Fragment ortomozaiki CIR (ok. 200 × 120 m) –

zaznaczono drzewa będące obiektem analiz


Rozmieszczenie dębów (stan w 2010 r.) na ortomozaice wykonanej za pomocą zdjęć uzyskanych z

bezzałogowego statku powietrznego; kolory: zielony – zdrowe (kod 1), żółty – zamierające (kod 2),

czarny – martwe (kod 3), białe – luka (kod 4); czerwona ramka oznacza obszar pokazany na ryc. 2


Odwzorowanie koron dębów na zdjęciu pozyskanym za pomocą bezzałogowego statku

powietrznego (stan w październiku 2013 r.); kolory: zielony – zdrowe (kod 1), czarny –

martwe (kod 3), białe – luka (kod 4) (fot. P. Szymański)


Ortofotomozaika w barwach naturalnych (RGB). Rycina

przedstawia obszar o powierzchni 20,25 ha (450×450 m)

0 - defoliacja 0-10%, drzewa zdrowe 1 - defoliacja 11-25%, korona lekko przerzedzona 2 – defoliacja 26-60%, korona przerzedzona 3 – defoliacja powyżej 60%, korona silnie przerzedzona 4 – drzewa martwe

Ortofotomozaika w barwach umownych, utworzona z kanałów G (zielony), R (czerwony) oraz IR

(podczerwony). Rycina przedstawia obszar o powierzchni 20,25 ha

(450×450 m)


Porównanie linii regresji uzyskanych dla drzew z różnych części obrazu. Oś pozioma - stopnie uszkodzeń drzew ustalone na podstawie obserwacji wykonanych w terenie, oś pionowa - stopnie uszkodzeń określone na podstawie analizy obrazu.


Podzbiory zdjęcia uzyskanych zdjęć CIR (górne): zdjęcie środkowe - NDVImod (NIR − widzialny niebieski), zdjęcie na dole – (NIR + widzialny niebieski). zaatakowane dęby są wskazywane przez kolory jasno lub ciemnoszary

Nieporażone dęby posiadają w pełni rozwiniętą koronę, zielone liście o wysokim albedo NIR.

Zdjęć CIR wykonane z bezzałogowych

statków powietrznych


Przykłady zobrazowań obszarów leśnych w zakresach podczerwieni średniej – kanały 5 (1,55–1,75 μm) i 7 (2,08–2,35 μm) skanerów Thematic Mapper oraz Enhanced Thematic Mapper+, zainstalowanych na satelicie Landsat 7


Szata roślinna w podczerwieni

średniej

Wstępna analiza pokrycia terenu na podstawie

wskaźnika NDVI analizowanego

obszaru

Temperatura radiacyjna - opracowanie mapy

temperatury powierzchni ziemi

Wynikowa mapa zagrożenia pożarowego


Indeks wegetacyjny NDVI zobrazowania wielospektralne z satelity Landsat 5 TM.


Porównanie wyników kartowania rozmiaru zniszczeń spowodowanych huraganem w drzewostanach Nadleśnictwa Koszęcin, z wykorzystaniem: • fotointerpretacji ortofotografii lotniczych 2-D • na podstawie stereodigitalizacji 3-D na cyfrowej stacji fotogrametrycznej DEPHOS


W badaniach wykorzystano zdjęcia lotnicze wykonane przez firmę MGGP Aero. Podstawowym narzędziem wykorzystywanym w fotointerpretacji uszkodzeń była cyfrowa stacja fotogrametryczna DEPHOS (formaty wektorowe DET, DGN, DXF). Do procesu eksportu plików wektorowych do stacji DEPHOS użyto oprogramowania Microstation (Bentley). Ze zdjęciami MGGP Aero dostarczyła kompletny projekt fotogrametryczny, który wykorzystano w środowisku pracy DEPHOS.

Telemetyka

Zarządzanie pracą maszyn Monitoring pracy maszyn

Podstawy teledetekcji i fotogrametrii; - prof. dr hab. Tomasz Zawiła-niedźwiecki – IBL

Lotnicze obrazowanie Ziemi; - dr inż. Emilia Wiśniewska – DGLP

Naziemny skaning laserowy; - dr inż. Piotr Wężyk – UR w Krakowie, Wydział Leśny

Zdjęcia hemisferyczne; - dr inż. Paweł Strzeliński – UP w Poznaniu, Wydział Leśny,

Ocena stanu zdrowotnego świerka na podstawie analizy zdjęć wielospektralnych wykonanych fotograficznymi aparatami cyfrowymi przenoszonymi przez bezzałogowy statek latający; - Anna Zmarz, Krzysztof Będkowski, Stanisław Miścicki, Wieńczysław Plutecki

Przykład wykorzystania zobrazowań landsat tm do oceny stanu zagrożenia pożarowego lasów; - Piotr Walczykowski, Agata Orych, Joanna Łysenko, WAT

Literatura:

Fotogrametryczne opracowanie skutków huraganu na obszarze Nadleśnictwa Koszęcin - Bartłomiej Boncol, Piotr Wężyk

Fotogrametryczny monitoring drzewostanu dębu bezszypułkowego (Quercus petraea Liebl.) w rezerwacie „Zimna Woda” w Rogowie - Paweł Szymański, Adam Robaszkiewicz, Krzysztof Będkowski, Michał Brach, Łukasz Kwaśny

Analysis of Unmanned Aerial System-Based CIR Images in Forestry—A New Perspective to Monitor Pest Infestation Levels; J. R. K. Lehmann, F. Nieberding, T. Prinz, Ch. Knoth

ocena stanu obszarów leśnych przy - pptf ::.. · ilość biomasy w koronie (drewno...

Documents