1 # Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR 1 15 Sep 2010 Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR Adrian Madejczyk COWI Polska sp. z.o.o. Thomas Brethvad COWI Norway Erik Heimdal Iversen COWI Norway

2 # Projekt pilotażowy 2 15 Sep 2010 Rozpoczęcie programu pilotażowego we współpracy z Nadleśnictwem Świeradów celem którego jest sprawdzenie funkcjonalności i możliwości implementacji do warunków polskich technologii automatycznej analizy cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu danych z lotniczego skaningu laserowego LIDAR. Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

3 # Dane  Dane zostały udostępnione dzięki uprzejmości Nadleśnictwa Świeradów.  Pozyskanie danych nastąpiło w 2007 r dzięki uczestnictwie w Programie InterReg IIIA, w projekcie pt.: „Koordynacyjne Centrum Edukacji i Promocji Przyrodniczo-Leśnej w Świeradowie Zdroju”.  Przekazane dane obejmowały: –dane ze skaningu laserowego –ortofotomapę ze zdjęć lotniczych –dane wektorowe z LMN –dane opisowe dla powierzchni kołowych –eksport danych taksacyjnych z bazy SILP 3 15 Sep 2010 Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

4 # Dane Czynniki utrudniające przeprowadzenie analizy: -niejednorodność danych – zobrazowania i skaning wykonany przy zmianie fazy fenologicznej u drzew liściastych – niejednorodna próbka nie pozwala na przeprowadzenie analizy dla tej grupy, -trudno identyfikowalne w terenie kołowe powierzchnie próbne z pomiarami z okresu wykonywania skaningu, -krótki termin wykonania analiz. 4 15 Sep 2010 Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

5 # Obszar testowy 5 15 Sep 2010 84 oddziały powierzchnia – 815 ha maksymalna wysokość – ok. 830 m n.p.m. minimalna wysokość – ok. 540 m n.p.m. różnica wysokości - 290 m Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

6 # Obszar testowy 6 15 Sep 2010 Z uwagi na zbyt dużą zmienność reprezentacji gatunków liściastych (etap opadania liści w różnym stadium) postanowiono wziąć do analizy jedynie wydzielenia z dominującym gatunkiem ŚWIERKIEM Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

7 # Przeprowadzenie analizy 7 15 Sep 2010 Schemat technologii V=2.326*h 90l 1.912 *d 3f 3. 142 V=82 m 3 /ha 0,25-1 puls / m 2 dane wektorowe - wydzielenia siatka robocza dane LIDAR pomiary na powierzchniach polowych Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

8 # 8 15 Sep 2010 Przeprowadzenie analizy Wyznaczanie właściwego przebiegu granic pomiędzy wydzieleniami: dane źródłowe : LIDAR oprogramowanie: DEFINIENS Legenda wydzielenia LMN wydzielenia segmentacja Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

9 # 9 15 Sep 2010 Przeprowadzenie analizy Wyznaczanie właściwego przebiegu granic pomiędzy wydzieleniami: dane źródłowe : LIDAR oprogramowanie: DEFINIENS Legenda wydzielenia LMN wydzielenia segmentacja Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

10 # 10 15 Sep 2010 Przeprowadzenie analizy Wyznaczanie właściwego przebiegu granic pomiędzy wydzieleniami: dane źródłowe : LIDAR oprogramowanie: DEFINIENS Legenda wydzielenia LMN wydzielenia segmentacja Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

11 # 11 15 Sep 2010 Przeprowadzenie analizy Ostateczny zakres przeprowadzenia pełnej analizy: powierzchnia : 476,99 ha wysokość drzewostanu: pow. 12 m udział gatunku głównego: pow.60 % ŚW Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

12 # 12 15 Sep 2010 Przeprowadzenie analizy Wykorzystano powierzchnie próbne założone przy ostatnich pracach urządzeniowych liczba powierzchni : 49 wielkość powierzchni: 300 – 500 m 2 wyznaczenie środka powierzchni: pomiar DGPS RTK – dokł. 0,5 – 1 m taksacyjny opis i pomiar drzew Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

13 # 13 15 Sep 2010 Przeprowadzenie analizy Dla wyznaczonych wydzieleń została wygenerowana siatka pomiarowa która jest podstawą do sporządzania obliczeń wszystkich parametrów taksacyjnych: wielkość oczka siatki : 20 x 20 m liczba oczek ujętych w kalkulacji: 12167 Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

14 # 14 15 Sep 2010 Przeprowadzenie analizy Określono średni błąd wyznaczenia dla poszczególnych parametrów na podstawie wartości aproksymowanych i rzeczywiście pomierzonych na powierzchniach kołowych Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

15 # 15 15 Sep 2010 Przeprowadzenie analizy Estymacja wartości pierśnicy drzew dla poszczególnych oczek siatki pomiarowej w oparciu o dane LIDAR i wzorcowe wartości z pól testowych Wartość pierśnicy dla każdego oczka [cm] Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

16 # 16 15 Sep 2010 Przeprowadzenie analizy Estymacja wartości wysokości drzew dla poszczególnych oczek siatki pomiarowej w oparciu o dane LIDAR i wzorcowe wartości z pól testowych Wartość wysokości drzew dla każdego oczka [m] Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

17 # 17 15 Sep 2010 Przeprowadzenie analizy Estymacja wartości miąższości dla poszczególnych oczek siatki pomiarowej w oparciu o dane LIDAR i wzorcowe wartości z pól testowych Wartość miąższości dla każdego oczka [m 3 /ha] 700 - 884 600 - 700 500 - 600 400 - 500 300 - 400 200 - 300 100 - 200 0 - 100 Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

18 # Wyniki 18 15 Sep 2010 Miąższość określona na podstawie danych LIDAR dla poszczególnych wydzieleń objętych analizą Miąższość określona na podstawie na podstawie pomiarów tradycyjnych dla poszczególnych wydzieleń objętych analizą 400 - 620 300 - 400 200 - 300. 100 - 200. 0- 100 miąższość m 3 /ha Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

19 # Wyniki 19 15 Sep 2010 Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

20 # Wyniki 20 15 Sep 2010 m 3 /ha Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

21 # Wyniki 21 15 Sep 2010 Miąższość określona na podstawie danych LIDAR dla poszczególnych oddziałów objętych analizą Miąższość określona na podstawie na podstawie pomiarów tradycyjnych dla poszczególnych oddziałów objętych analizą 400 - 620 300 - 400 200 - 300. 100 - 200. 0- 100 miąższość m 3 /ha Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

22 # Wyniki 22 15 Sep 2010 Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

23 # Wyniki 23 15 Sep 2010 Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

24 # Wnioski 24 15 Sep 2010 Analizy wykonane przy wykorzystaniu tej technologii mają ciągłą reprezentację na całej analizowanej powierzchni – są niezależne od sztucznie wyznaczanych granic co ma ogromne znaczenie przy różnego rodzaju wielkoobszarowych katastrofach naturalnych. Dokładności cech taksacyjnych wyznaczanych na podstawie danych LIDAR dla analizowanej próby (drzewostan świerkowy) jest wysoka i pozwala na wykorzystanie tych danych w opracowaniach urządzeniowych. Obszar reprezentujący zmienność danej cechy w przypadku tej metody ma dużo mniejszą powierzchnie próbkowania (400 m 2 ) niż w przypadku metod tradycyjnych co skutkuje dużo większą reprezentatywnością zmienności poszczególnych cech a co za tym idzie dużo większą dokładnością. Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

25 # Wnioski 25 15 Sep 2010 Analiza ekonomiczna prezentowanej metody wskazuję, że dzięki potrzebie wykonania dużo mniejszej ilości pomiarów terenowych (jedynie ok. 500 powierzchni próbnych dla nadleśnictwa Świeradów) koszty kompletnego opracowania mogą być 30 - 40% niższe. Klient przy tej metodologii otrzymuje pełną analizę cech taksacyjnych oraz dostaje do dyspozycji również produkty pośrednie i dane źródłowe (ortofotomapa, NMT, NMPT, chmura punktów, model wysokości drzewostanu), które stanowią wartość same w sobie i stanowią doskonały materiał po przeprowadzania kolejnych analiz. Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR

26 # 26 15 Sep 2010 Dziękuję za uwagę. Analiza cech taksacyjnych drzewostanów przy wykorzystaniu technologii LIDAR