Elementy pionowej budowy drzewostanów odwzorowywane w danych LIDAR Krzysztof Będkowski, Joanna Adamczyk 2 oraz Kamil Onisk 2, Marcin Wiśniewski 2, Paweł Wysocki 2 Uniwersytet Łódzki 2 SGGW w Warszawie XXII Konferencja Fotointerpretacji i Teledetekcji OTiG PTG, Politechnika Warszawska, 22-23.09.206 r.
n n6 n5 n n3 n2 n
Źródło rys.: Wysocki 20
Myszkowski, Ksepko 200
Pionowa dystrybucja punktów LIDAR (warstwy 0.5 m) k22 6 6 9 9 3 25 3 3 25 3 LE 0 0.02 0.0 0.06 0.08 0. 0 0.02 0.0 0.06 0.08 0. h22 Dąb, 8 lata, 2 m 6 6 9 9 3 25 3 3 25 3 LE 0 0.02 0.0 0.06 0.08 0 0.02 0.0 0.06 0.08 Dąb, 65 lat, 22 m Będkowski, Stereńczak 2008
Pionowa dystrybucja punktów LIDAR (warstwy 0.5 m) g30 6 6 9 9 3 25 3 25 LE 3 3 0 0.02 0.0 0.06 0.08 0 0.02 0.0 0.06 0.08 d30 Sosna, 6 lat, 22 m 6 6 9 9 3 25 3 25 LE 3 3 0 0.02 0.0 0.06 0.08 0 0.02 0.0 0.06 Sosna, 6 lat, 22 m Będkowski, Stereńczak 2008
Algorytm PAM Partitioning Around Medoids Grupa 6/ PAM jest metodą podziału zbioru obiektów (tutaj komórek), opisanych za pomocą zbioru cech, na pewną liczbę grup 6 3 0 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 50.00 V V 2 V 3 Histogramy opisuje 6 cech (V, V 2, V 6 ), których wartości są odsetkiem odbić impulsów lasera w 2-metrowych warstwach drzewostanu
Grupa / 6 3 0 Grupa 3/ 6 6 Grupa 6/ 3 0 6 3 0 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 50.00 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 6 2 3 6 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 50.00 Drzewostany uznawane wg kryteriów leśników za jednorodne zostały podzielone na strefy Decydowały różnice położenia maksimum histogramu
Grupa / 6 3 0 8 3 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 50.00 Grupa 5/ 6 Drzewostany uznawane wg kryteriów leśników za jednorodne zostały podzielone na strefy Decydowały różnice położenia maksimum histogramu 3 0 0 3 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 50.00
Grupa / Grupa 6/ 6 3 0 2 6 3 0 5 3 6 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 50.00 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 50.00 Drzewostany uznawane wg kryteriów leśników za jednorodne zostały podzielone na strefy Decydowały różnice położenia maksimum histogramu
h max() h max(6) Grupa / Grupa 6/ 6 3 0 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 50.00 6 3 0 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 50.00
Różne drzewostany mają podobne rozkłady chmur punktów, dlatego zostały zaklasyfikowane do jednej grupy Jedna grupa Sosna z bukiem Olsza czarna
Drzewostany świerkowy i sosnowy w tej samej grupie
Drzewostany olszowy i sosnowy z dębem zaliczone do tej samej grupy
Grupa 3/ Grupa 3/ 6 3 0 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 50.00 6 3 0 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 50.00 Podobne histogramy, ta sama grupa, lecz różny skład II p. drzewostanów
Grupa / Grupa / 6 3 0 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 50.00 6 3 0 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 50.00 Drzewostan dwupiętrowy (So + Bk) i jednopiętrowy (Św) mają podobne histogramy i zaliczone są do tej samej grupy
Korony II p. stykaja się z koronami I p. Po lewej luźniejsze zwarcie II p.
Po lewej: przerwa między piętrami. Po prawej: luźne I p. przepuszcza więcej impulsów.
Numer warstwy Numer warstwy Wysokość n.p.m [m] Wysokość n.p.m [m] Zarejestrowane odbicia impulsów laserowych w drzewostanie (Wiosna) Zarejestrowane odbicia impulsów laserowych w drzewostanie (Lato) 95 90 95 90 85 80 5 0 65 60 390 3920 3930 390 3950 3960 390 3980 3990 Współrzędne Y [m] 85 80 5 0 65 60 390 3920 3930 390 3950 3960 390 3980 3990 Współrzędne Y [m] Znikające warstwy, czyli aspekt wiosna / lato Dystrybucja odbić impulsów lasera w warstwach (wiosna) 5 3 2 0 9 8 6 5 3 2 0,00 5,00 0,00 5,00 20,00 25,00 30,00 35,00 0,00 % Dystrybucja odbić impulsów lasera w warstwach (lato) 5 3 2 0 9 8 6 5 3 2 0,00 5,00 0,00 5,00 20,00 25,00 30,00 35,00 0,00 % Wiosna / lato zmienność histogramów
Numer warstwy Numer warstwy Wysokość n.p.m [m] Wysokość n.p.m [m] Zarejestrowane odbicia impulsów laserowych w drzewostanie (Wiosna) Zarejestrowane odbicia impulsów laserowych w drzewostanie (Lato) 90 85 90 85 80 5 0 65 60 55 320 3220 3230 320 3250 3260 320 3280 3290 Współrzędne Y [m] 80 5 0 65 60 55 320 3220 3230 320 3250 3260 320 3280 3290 Współrzędne Y [m] Znikające warstwy, czyli aspekt wiosna / lato Dystrybucja odbić impulsów lasera w warstwach (wiosna) 3 2 0 9 8 6 5 3 2 0,00 5,00 0,00 5,00 20,00 25,00 30,00 35,00 0,00 % Dystrybucja odbić impulsów lasera w warstwach (lato) 5 3 2 0 9 8 6 5 3 2 0,00 5,00 0,00 5,00 20,00 25,00 30,00 35,00 0,00 %
Olsza z podszytem czeremchy Sosna z podszytem leszczyny
Olsza wiosną Olsza latem Sosna wiosną Sosna latem
Olsza wiosną Olsza latem Sosna wiosną Sosna latem
Ulistnione gałęzie II piętra umieszczone wysoko / nisko
WNIOSKI
Grupa / Grupa / 6 3 0 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 50.00 6 3 0 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 50.00
Grupa / Grupa / 6 3 0 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 50.00 6 3 0 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 50.00
Grupa / Grupa / 6 3 0 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 50.00 6 3 0 0.00 0.00 20.00 30.00 0.00 50.00
Odstęp między piętrami
Rozluźnienie zwarcia górnego piętra Odstęp między piętrami
Rozluźnienie zwarcia górnego piętra Odstęp między piętrami Duże zwarcie / gęstość dolnego piętra
Nachylenie terenu na większych powierzchniach próbnych wpływa na kształt histogramu
WNIOSKI Budowa pionowa drzewostanów na pewnym obszarze jest podobna Kształt histogramów wynika z pionowej budowy lasu Jednak istniejące w drzewostanach warstwy niekiedy nie odzwierciedlają się w kształtach histogramów Skanowanie wiosenne i letnie dostarcza innych informacji o budowie pionowej lasu Konieczne stosowanie także innych danych
Źródła Będkowski K. Stereńczak K.,2008: Przestrzenny rozkład punktów odbić impulsów skanera laserowego a wybrane cechy drzewostanu; Roczniki Geomatyki t. VI, z. 8 Myszkowski M., Ksepko M., 200: Budowa pionowa drzewostanu w świetle przestrzennego rozkładu punktów lotniczego skanowania laserowego. Roczniki Geomatyki t. VIII, z.. Onisk K., 20: Określanie pionowej budowy drzewostanów na podstawie lotniczego skanowania laserowego. WL SGGW w Warszawie (praca mag.). Wiśniewski M., 20: Wpływ dokładności numerycznych modeli terenu (NMT) i pokrycia terenu (NMPT) na dokładność określania miąższości grubizny w drzewostanie. WL SGGW w Warszawie (praca mag.). Wysocki P., 20: Pionowa budowa drzewostanów i jej odwzorowanie w danych lotniczego skanowania laserowego. WL SGGW w Warszawie (praca mag.). Dziękuję za uwagę