DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu
| ŠUMARSKI LIST 11-12/2021 str. 62 <-- 62 --> PDF |
LiDAR (prema engl. Light Detection and Ranging) tehnologiji zauzima velik interes istraživača diljem svijeta te danas nalazi operativnu primjenu u šumarstvu gospodarski razvijenih zemalja u kojima se LiDAR podaci redovno prikupljaju i ažuriraju na nacionalnoj razini (npr. Finska, Norveška, Švedska) (Næsset 2014, Rahlf i dr. 2014). Rezultat zračnog laserskog skeniranja je visoko precizni trodimenzionalni (3D) oblak točaka koji omogućuje izradu niza proizvoda korisnih u izmjeri šuma i šumarstvu općenito. Klasifikacijom oblaka točaka, tj. iz prvog ili jedinog odbitka izrađuje se digitalni model površine krošanja (DMPK, engl. digital surface model - DSM), a iz točaka klasificiranih kao tlo izrađuje se digitalni model reljefa (DMR, engl. digital terrain model - DTM). Upravo ta mogućnost laserskih zraka da u šumskim sastojinama ‘prodiru’ do samog tla predstavlja jednu od glavnih prednosti LiDAR tehnologije u odnosu na ostale metode daljinskih istraživanja. Preklapanjem DMR-a i DMPK-a, odnosno oduzimanjem DMR-a od DMPK-a dobije se digitalni model visina krošanja (DMVK, engl. canopy height model - CHM) (Lim i dr. 2003, Reutebuch i dr. 2005, Balenović i dr. 2013, White i dr. 2016). Uz zračno lasersko skeniranje, unazad posljednjih 10-ak godina, veliku pozornost zauzimaju istraživanja o mogućnosti korištenja oblaka točaka, DMPK-a i DMVK-a dobivenih fotogrametrijskim procesiranjem aerosnimaka (Balenović i dr. 2011, White i dr. 2013, 2016, Goodbody i dr. 2019). Tome je posebno doprinio konstantni napredak i poboljšanje kvalitete snimaka (radiometrijska i geometrijska rezolucija), razvoj naprednih algoritama obrade aerosnimaka, poboljšanje kapaciteta i snage računala, ali i činjenica da su troškovi aerosnimanja znatno niži od troškova zračnog laserskog skeniranja (White i dr. 2013, 2016, Rahlf i dr. 2014, Stepper i dr. 2015, Goodbody i dr. 2019). Osim toga, za razliku od zračnog laserskog skeniranja, periodička aerosnimanja se u mnogim zemljama Europe, uključujući i Hrvatsku, redovito provode za topografske svrhe (Straub i dr. 2013). Fotogrametrijskim procesiranjem aerosnimaka nastaje oblak točaka koji je vrlo sličan oblaku točaka dobivenom iz prvog povrata zračnim laserskim skeniranjem (Pitt i dr. 2015). Kao i kod ALS tehnologije, daljnjim procesiranjem oblaka točaka izrađuje se DMPK, a koji se u kombinaciji s DMR-om koristi za izradu DMVK-a. Ukoliko se radi o gustim sklopljenim sastojinama, na aerosnimkama nije vidljivo tlo, te stoga nije moguće izraditi DMR zadovoljavajuće točnosti, i to poglavito u šumskim područjima s većim nagibima terena. Stoga je za šumska područja kompleksnijih sastojinskih i stanišnih karakteristika uputno koristiti postojeći DMR (Rahlf i dr. 2017). Primjerice, u mnogim zemljama Europe već postoji dostupan nacionalni DMR izrađen iz ALS podataka. Iako je u planu, u Hrvatskoj još uvijek nije provedeno nacionalno ALS prikupljanje podataka, već takvi podaci postoje za određena manja područja koja su skenirana s posebnim ciljem (Balenović i dr. 2018). Trenutno je u Hrvatskoj službeno dostupan nacionalni DMR izrađen fotogrametrijskim procesiranjem aerosnimaka te dodatnim terenskim prikupljanjem podataka i vektorizacijom postojećih topografskih karata. U okviru komparativnih studija (Balenović i dr. 2018, 2019) gdje je ispitana i uspoređena točnost ALS DMR-a i postojećeg službenog nacionalnog (tzv. fotogrametrijskog) DMR-a, utvrđeno je su da se u nedostatku ALS DMR-a postojeći nacionalni DMR može koristiti u nizinskim šumskim područjima Republike Hrvatske kao podloga za procjenu strukturnih elemenata šumskih sastojina. Također, Balenović i dr. (2018, 2019) su istaknuli da je u svakom slučaju neophodna i prethodna kontrola DMR-a. Naime, utvrđeno je da su u skupu vektorskih podataka DMR-a moguće grube pogreške, koje mogu značajno utjecati na točnost samog DMR-a te posljedično i na točnost procjene strukturnih elemenata šumskih sastojina. Takve pogreške su rijetke, ali i lako uočljive. 3D oblak točaka, ali i DMVK, omogućuju dobivanje raznovrsnih metričkih podataka (npr. visinski podaci, podaci gustoće krošanja) i karakterizaciju vertikalne strukture šumskih sastojina, a u kombinaciji s referentnim terenskim podacima te izrađenim modelima i procjenu strukturnih elemenata šumskih sastojina (npr. visina, temeljnica, drvna zaliha, biomasa) (White i dr. 2013). Općenito, postoje dva glavna pristupa za dobivanje informacija o šumama iz oblaka točaka ili DMVK-a: pristup temeljen na površini (ABA – prema engl. area-based approach) i pristup temeljen na pojedinačnom stablu (ITBA – prema engl. individual tree-based approach) (White i dr. 2013, Rahlf i dr. 2015). ABA pristup koristi metričke podatke iz oblaka točaka za niz ploha kao ulaz (nezavisne varijable ili prediktori) u statistički model za procjenu šumskih varijabli (zavisne varijable). Čitavo područje od interesa (npr. gospodarska jedinica) se potom podijeli na pravilne kvadrate (npr. 20x20 m) čija površina približno odgovara površini ploha korištenih za izradu modela (npr. 400 m2). Za svaki kvadrat se potom izračunaju odabrane nezavisne varijable (metrički podaci) te se na temelju izrađenih modela procjenjuju sastojinske varijable unutar svakog pojedinog kvadrata, i to na cijelom području od interesa (tzv. ‘wall-to wall’ mapiranje strukturnih elemenata šumskih sastojina) (White i dr. 2013). Za navedeni ABA pristup postoje programska rješenja, poput FUSION LDV softvera (McGaughey 2018), koja uvelike automatiziraju cjelokupni postupak. Kod ITBA pristupa prvi korak je segmentacija pojedinačnog stabla, a zatim određivanje visine stabla i određene dimenzije krošnja (promjera, površine) koja se potom mogu koristiti za izračun ostalih varijabli stabala (npr. prsni promjer, temeljnica, volumen, biomasa, itd.). Za razliku od ABA pristupa, ITBA pristup još uvijek nije našao operativnu primjenu i to uglavnom zbog teškoća pri segmentaciji pojedinačnih stabala, a koja su posebno |