Ocena stanu obszarów leśnych przy wykorzystaniu analizy obrazu

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Ocena stanu obszarów leśnych przy wykorzystaniu analizy obrazu"

Marcin Dąbrowski
7 lat temu
Przeglądów:

1 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

2 Inwentaryzacja zasobów leśnych, Pomiar i określenie gatunku drzew Ocena stanu drzewostanów, Bezpieczeństwo pożarowe Tworzenie i aktualizacja map numerycznych Ocena skutków klęsk żywiołowych Telemetyka

3 Inwentaryzacja zasobów leśnych, Pomiar i określenie gatunku drzew Powierzchnie leśna Gatunki lasotwórcze Rodzaj drzewostanu Rozkład przestrzenny drzew Analiza zmian pokrycia terenu w czasie Sukcesja Ocena walorów krajobrazowych

(zdjęcie lewe) w środku lata (zdjęcie prawe).

4 Inwentaryzacja zasobów leśnych, Pomiar i określenie gatunku drzew Zdjęcia w podczerwieni bliskiej 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

5 Inwentaryzacja zasobów leśnych, Pomiar i określenie gatunku drzew Wysokość drzew Średnice pnia Rodzaj drzewostanu Rozmiar korony Kształt korony Ilość biomasy w koronie (drewno małowymiarowe)

6 Inwentaryzacja zasobów leśnych, Pomiar i określenie gatunku drzew Naziemny skaning laserowy Skanowanie kołowej powierzchni próbnej Obraz planarny (2D) chmury punktów TLS

TLS. Z lewej: widok izometryczny drzewostanu Bk; z

7 Inwentaryzacja zasobów leśnych, Pomiar i określenie gatunku drzew Naziemny skaning laserowy Chmura punktów TLS. Z lewej: widok izometryczny drzewostanu Bk; z prawej: widok z boku (2D) drzewostanu So z podszytem Św (źródło: P. Wężyk)

stanie bezlistnym W wypadku lasów najczęściej określa się: ażurowość, indeks

8 Inwentaryzacja zasobów leśnych, Pomiar i określenie gatunku drzew Zdjęcia hemisferyczne Cyfrowe zdjęcia hemisferyczne drzewostanu: a w stanie ulistnionym, b w stanie bezlistnym W wypadku lasów najczęściej określa się: ażurowość, indeks powierzchni liściowej (ang. Leaf Area Index LAI), wielkość promieniowania bezpośredniego i rozproszonego.

9 Ocena stanu drzewostanów, Bezpieczeństwo pożarowe Określanie stref uszkodzeń Określenie wskaźników wegetacyjnych Gradacje owadów Oddziaływania przemysłowe Identyfikacja obszarów zagrożonych pożarem Lokalizacja pożarów

10 Ocena stanu drzewostanów, Bezpieczeństwo pożarowe Fragment ortomozaiki CIR (ok m) zaznaczono drzewa będące obiektem analiz 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) 3 Biały (z lekkim dodatkiem czerwieni) Redukcja aparatu asymilacyjnego, widoczne przebarwienia części igieł (jasnozielone, żółtawe lub zaczerwienione) Znaczna redukcja aparatu asymilacyjnego, duża część pozostających na drzewie igieł jest przebarwiona 4 Zieleń Drzewa martwe (brak igieł, także martwych)

11 Ocena stanu drzewostanów, Bezpieczeństwo pożarowe 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

12 Ocena stanu drzewostanów, Bezpieczeństwo pożarowe 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).

13 Ocena stanu drzewostanów, Bezpieczeństwo pożarowe 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 naturalnych (RGB). Rycina przedstawia obszar o powierzchni 20,25 ha ( m) Ortofotomozaika w barwach umownych, utworzona z kanałów G (zielony), R (czerwony) oraz IR (podczerwony). Rycina przedstawia obszar o powierzchni 20,25 ha ( m)

14 Ocena stanu drzewostanów, Bezpieczeństwo pożarowe 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.

powietrznych Podzbiory zdjęcia uzyskanych zdjęć CIR

niebieski), zdjęcie na dole (NIR + widzialny

zaatakowane dęby są wskazywane przez kolory jasno

15 Ocena stanu drzewostanów, Bezpieczeństwo pożarowe Zdjęć CIR wykonane z bezzałogowych statków powietrznych 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.

Ocena stanu drzewostanów, Bezpieczeństwo pożarowe Szata roślinna w podczerwieni średniej Przykłady zobrazowań obszarów leśnych w zakresach

16 Ocena stanu drzewostanów, Bezpieczeństwo pożarowe Szata roślinna w podczerwieni średniej 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

17 Ocena stanu drzewostanów, Bezpieczeństwo pożarowe Indeks wegetacyjny NDVI zobrazowania wielospektralne z satelity Landsat 5 TM. Wstępna analiza pokrycia terenu na podstawie wskaźnika NDVI analizowanego obszaru Temperatura radiacyjna - opracowanie mapy temperatury powierzchni ziemi Wynikowa mapa zagrożenia pożarowego

Ocena skutków klęsk żywiołowych Porównanie wyników kartowania rozmiaru zniszczeń spowodowanych huraganem w drzewostanach Nadleśnictwa Koszęcin,

18 Ocena skutków klęsk żywiołowych 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

19 Ocena skutków klęsk żywiołowych 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.

20 Telemetyka Zarządzanie pracą maszyn Monitoring pracy maszyn

21 Literatura: 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 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

Podobne dokumenty

Przykładowe opracowania fotogrametryczne uzyskane niemetrycznym aparatem cyfrowym z pokładu modelu latającego. Warszawa, wrzesień 2010 r.

Przykładowe opracowania fotogrametryczne uzyskane niemetrycznym aparatem cyfrowym z pokładu modelu latającego Warszawa, wrzesień 2010 r. Firma Taxus SI Sp. z o.o. otrzymała wsparcie na prace badawcze i