Invece delle operazioni pericolose, il lidar effettua le indagini delle risorse della foresta più sicure e più efficienti

Fondo di applicazione

L'indagine delle risorse della foresta, come i mezzi principali per padroneggiare la situazione e lo sviluppo persent delle risorse forestali, è di grande importanza alla gestione ed alla protezione delle risorse forestali sostenibili.

La tecnologia tradizionale dell'inventario forestale è relativamente a rovescio ed estesa. I ricercatori devono entrare in profondità in retroterra della foresta, con l'alta intensità di lavoro ed i rischi imprevedibili. L'acquisizione dei parametri della foresta dipende dal campionamento del campo e dalla misura sul terreno dagli agricoltori. I mezzi usati sono limitati soltanto agli strumenti di misura relativamente originali quali l'altimetro tenuto in mano, il righello di DBH e la misura di nastro. È non solo che richiede tempo e laborioso, ma anche può ottenere soltanto le informazioni di area su scala ridotta della foresta e la portata di ricerca non è completa.

Lo sviluppo rapido della tecnologia di telerilevamento porta la speranza per la realizzazione dell'indagine di ampia area ed efficiente delle risorse forestali. Tuttavia, dovuto la realtà che le immagini ottiche di telerilevamento non possono «penetrare» il chioma forestale ed ottenere le informazioni verticali della struttura della foresta, gli efficaci parametri disponibili del supporto sono limitati.

Direzione di applicazione

La tecnologia di lidar è differente dal telerilevamento ottico tradizionale, che conta molto sulle sorgenti luminose esterne quale il sole. Ha l'abilità dell'operazione per qualsiasi tempo attivamente emettendo i raggi laser per individuare gli obiettivi. Con il supporto della tecnologia di multiecho, il raggio laser pulsato emesso dal lidar può raggiungere il tronco di albero e perfino la terra con la lacuna della foresta per ottenere i suoi dati tridimensionali della nuvola del punto, in modo da completamente ottenere le informazioni verticali della struttura della foresta ed infine estrarre le informazioni di parametro della foresta quali altezza dell'albero, DBH e volume.

Attualmente, la ricerca ed il monitoraggio delle risorse forestali di ampia area è pricipalmente sotto forma di lidar disperso nell'aria, completato dagli analizzatori di COLPO e terrestri 3D di laser. La tecnologia di lidar pricipalmente si applica all'estrazione dei parametri di base del supporto quali il numero della pianta, altezza dell'albero, DBH e grado di copertura come pure la stima di volume del supporto.

Numero 01 del supporto

Il numero degli alberi è le informazioni della quantità degli alberi in un'area data, che è un indice importante per descrivere l'indice di densità. L'algoritmo dell'estrazione di numero dell'albero è basato sul modello di altezza del baldacchino (CHM) prodotto dai dati della nuvola del punto per rilevazione massima locale. Dopo l'attraversamento del CHM per ottenere il valore massimo nella finestra, il vertice della corona può essere ottenuto, in modo da ottenere le informazioni di numero della pianta.

Altezza dell'albero di 02 supporti

L'altezza del supporto è non solo una riflessione della crescita dell'albero, ma anche un parametro importante per la stima del volume della foresta. La tecnologia di lidar può ottenere non solo la nuvola del punto del chioma forestale, ma anche la nuvola del punto del terreno sotto il chioma forestale. Sulla base del CHM ottenuto tramite i due processi, i singoli parametri di altezza dell'albero possono essere estratti usando i vertici della corona.

03 DBH degli alberi

DBH è uno dei parametri importanti per valutare lo stato della crescita degli alberi.

Il metodo manuale di misura è di usare il righello di DBH per misurare il diametro dell'albero 1.3m a partire dalla radice dell'albero come il parametro di DBH. Il metodo di estrazione delle informazioni dell'albero DBH basate sui dati di COLPO o terrestri di lidar del punto della nuvola è metodo di cerchio del montaggio del Hough. Questo metodo è usato per segmentare la singola nuvola del punto dell'albero. Su questa base, i dati della nuvola del punto all'altezza di 1.3m DBH sono intercettati per generare l'immagine bidimensionale corrispondente di griglia. Poi, il Hough trasformare l'algoritmo adattantesi del cerchio è usato per montaggio circolare ed il diametro circolare ottenuto può essere considerare come l'albero DBH.

Un grado di copertura di 04 supporti

Il grado di copertura è la macro riflessione della crescita della foresta e del fattore chiave per determinare l'intensità tagliente. Il grado di copertura è la percentuale della proiezione del baldacchino e dell'area di terreno forestale.

I metodi tradizionali di telerilevamento devono usare gli algoritmi complessi di elaborazione di immagini per segmentare il chioma forestale dall'immagine dell'ortofotografia (DOM) e poi per calcolare il grado di copertura contando il rapporto del baldacchino ad area della foresta. Il lidar basato sulla tecnologia di multi-eco ottiene il grado di copertura direttamente contando il rapporto dei punti della vegetazione del primo eco ai punti totali del primo eco, che è semplice ed efficiente.

Vantaggi del lidar

Il lidar presenta gli ovvi vantaggi nelle risorse forestali ricerca e monitoraggio:

1. alta efficienza operativa per soddisfare le esigenze di ricerca su grande scala delle risorse forestali

Prendendo aCiao-nuvola il lidar disperso nell'aria PM-1500 come esempio, ha quattro echi e una velocità di scansione di fino a 2 milione punti/s, che possono efficacemente ottenere le informazioni tridimensionali complete quali i rami, il tronco e la superficie, in modo da estrarre esattamente i parametri del supporto. Inoltre, grazie alla gamma di lunghezza dei 1500 tester, è non solo impavido del terreno della montagna con alta goccia, ma inoltre ha una grande area di copertura di singola operazione e l'efficienza dell'operazione di ricerca notevolmente è stata migliorata.

2. intervento meno manuale, sicurezza del personale

Il raggio dell'operazione del lidar disperso nell'aria PM-1500 può raggiungere 30km ed il compito può essere eseguito automaticamente senza intervento manuale dopo pianificazione dell'itinerario. Gli operatori non devono entrare in profondità in area della foresta, in modo da assicurare la sicurezza per il personale ricerca ed evitare gli incidenti.

3. risultati ricchi dell'indagine delle risorse forestali

Oltre ai parametri convenzionali quale il numero del supporto, la larghezza della corona ed il grado di copertura che possono essere ottenuti attraverso i mezzi convenzionali di telerilevamento, la tecnologia di lidar possono anche direttamente ottenere i parametri di altezza dell'albero e di DBH ed esattamente stimano il volume del supporto, in modo da fornire informazioni più accurate e più complete di parametro per ricerca delle risorse forestali.

4. I dati sono obiettivi, accurati ed imputabili

Contando sull'indagine per campione del campo manualmente, la selezione di portata di indagine e gli oggetti è spesso casuali e soggettivi e l'attività di indagine può essere svolta soltanto una volta senza tracciabilità, che può condurre alla difficoltà di assicurazione l'obiettività e dell'accuratezza dei risultati di indagine.

Sulla base della tecnologia di lidar, da un lato, i dati della nuvola del punto della foresta che trattano l'intera gamma possono essere ottenuti, d'altra parte, l'estrazione automatica dei parametri globali del supporto all'interno della gamma può essere realizzata basata sull'algoritmo dell'elaborazione dei dati della nuvola del punto.

Inoltre, con l'elaborazione di fusione di disperso nell'aria, terrestre, del COLPO e di altri dati di lidar di multi-fonte, può anche soddisfare le richieste di singola estrazione più dettagliata di parametro del supporto dell'albero. La tecnologia di lidar ha l'obiettività ed efficacia incomparabili nell'estrazione dei parametri del supporto.