Лесное хозяйство

Специалистами филиала ФГБУ «Рослесинфорг» «Запсиблеспроект» совместно с инженерами компании «Джи Пи Эс Ком.» на экспериментальном полигоне были отработаны способы автоматического определения таксационных показателей по отдельным деревьям и выделам внутри квартала в результате аэрофотосъёмки с помощью беспилотного летательного аппарата senseFly eBee. Исследования проводились в зимнее время в насаждениях смешанного породного состава. В качестве тестового полигона был выбран участок, содержащий ландшафты колочной степи и ленточного бора Алтайского края.
Полётное задание
Полётное задание

Были произведены:

  • автоматическая классификация отдельных крон по данным шести диапазонов спектра,
  • автоматическое определение высот,
  • автоматизированная сегментация изображения на выделы,
  • геопространственный анализ полученных материалов.

Наличие функции радиометрической калибровки в программе Pix4Dmapper позволило получить карту отражений, исходя из которой, в свою очередь, были классифицированы кроны деревьев различных пород. Также определялись непосредственно измеряемые показатели: оценено количество деревьев в выделе, сомкнутость, высоты и т.д. Результаты были сопоставлены с данными таксации полигона, сделанными согласно действующей Лесоустроительной инструкции. Сравнение подтвердило соответствие качества работ, произведённых с помощью БПЛА eBee и программного обеспечения Pix4Dmapper, действующим требованиям Рослесхоза.

Автоматическая сегментация
Автоматическая сегментация крон

Определяя соотношение площадей крон и площадей выделов на истинном ортофотоплане, определяется сомкнутость с высокой точностью.

Выделение крон
Выделение крон

Наличие радиометрической коррекции позволяет получить карту отражений, исходя из которой, в свою очередь, можно классифицировать кроны различных пород, что позволяет оценить их количество и сомкнутость.

Для решения задач таксации такая точность зачастую недостаточна. Использование данной технологии требует тщательного контроля со стороны таксатора.

 

Определение высоты деревьев возможно путём построения коррелятором плотного облака точек. Данная технология позволяет определять высоты в автоматическом режиме. Однако точность определения зависит от множества источников ошибок, например падающих теней. Существует ручной метод, основанный на измерении продольного параллакса непосредственно по стволам. При малой высоте фотографирования определение высот с максимальной ошибкой в 3 разрешения на местности составляет 10 — 30 см.

Облако точек

Существенным отличием данных eBee от стереопар снимков с космических аппаратов, даже таких детальных, как с WorldView 3, является высокое пространственное разрешение получаемой съёмки. Размер пиксела на местности спектральных каналов камеры Sequoia превышает разрешение космической съёмки более, чем в 10 раз. Это позволяет получать данные не только по участкам леса, но и по отдельным деревьям.

senseFly Duet M
камера senseFly Duet M

Получаемые данные дают возможность производить оверлейные операции. Например, подсчёт количества деревьев различных пород внутри выдела. Набор получаемых таксационных показателей тот же, что и при космической съёмке, за исключением высот насаждений, которые могут быть получены фотограмметрическим путём с субдециметровой точностью. В то же время, качество определяемых показателей значительно выше благодаря высокодетальным и радиометрически точным данным, не зависящим ни от облачности, ни от изменений условий освещения.

Ленточные боры