Порівняльний аналіз методів автоматизованого виділення окремих дерев у лісовому масиві за даними лідарного знімання - Статья

ФОТОГРАММЕТРІЯ І ДИСТАНЦІЙНЕ ЗОНДУВАННЯУ статті про аналізовано геометричну точність стереопари космічних знімків із супутника WORLDVIEW-2 у час-тині можливості їх використання для топографічних цілей. Ортознімок було отримано за моделлю RPC з використанням одержаної зі стереопари ЦММ та без будь-яких опорних точок. Це важливо економічно, адже дозволяє створювати орто-фотокарти масштабу 1:10 000 за допомогою кос-міч них знімків без їх наземної при вяз ки. Ви ко-ристання інших моделей сенсора та опорних точок для досягнення вищої геометричної точності кінцевих ортознімків може бути предметом по даль-ших досліджень. Integration of Ikonos and QUICKBIRD Imagery for Geopositioning Accuracy Analysis / Rongxing Li, Feng Zhou, Xutong Niu, Kaichang Di // Photogrammetric Engineering & Remote Sensing.Визначення положення та параметрів сучасних технічних засобів багато-та гіперспек-кро ни дерева може бути використане як матема - трального знімання, суттєво обмежує можливості тич на змінна для моделювання структурних та отримання оцінок розподілу характеристик і ало метричних рівнянь, без яких не обійтися в про-параметрів обєктів на різних відстанях (висотах, цесі інвентаризації і таксації лісів [2,3,10]. ярусах). Разом з тим одержання означених вели-До недавнього часу задача виділення окремих чин можливе із застосуванням активних лідарних де рев на аерокосмічних знімках вирішувалась пе - систем, в яких зображення розташованих на міс-реважно візуальним аналізом стереопари [2,3], цевос ті обєктів формуються енергією імпульсів але такий метод потребує значних зусиль і часу. лазерного випромінювання, відбитого від цих Тому в останні роки велика увага приділяється обєктів [14]. ав тома ти зації виділення дерев, розробленню ме - Автоматичне визначення положення дерев та тодів і алгоритмів, які дозволяють на основі бага-розмежування їх крон з використанням аерофото-тоспектральних аерокосмічних зображень і даних знімків можливе тільки у двовимірному просторі лідар но го знімання частково або повністю авто-(2D) [11,18], а для лідара можна застосувати двох матизувати процес вирішення означеної задачі з половиною вимірний (2,5D) або тривимірний [1,3,10,19]. Таким чином, турних джерел [2,6,7] свідчить, що дистанційне ав - третій вимір часто використовується для пред-томатичне виділення одного дерева може здійсню-ставлення атрибутивного значення, а не просторо-ватися на основі аналізу як багатоспектральних вої координати; приклад таких моделей зображено аерокосмічних зображень (БАЗ), так і лідарних на мал. М е т а даної статті - порівняти методи автоматизованого виділення окремих дерев у лісовому масиві за даними лідарного знімання та визначення морфоструктурних параметрів деревостану, а саме вста-нов лен ня кількості дерев на одиницю площі, середніх значень висоти де рев, площ проективного по к-риття деревостанів, а також аналізування обраних методик виокремлення дерев та проведення оцінювання точності кожного методу. Може бути викорис-таний при первинному оціню-ван ні щільності плато або інтервалів між деревами, а також дозволяє виявити дерева в межах ділянки, які відрізняються за характеристиками (сухостої, хворі дерева, хвойне дерево серед листяних та навпаки) [7].

1. Багатоспектральні методи ДЗЗ в задачах природокористування; за ред. В.І. Лялько і М.О. Попова. - К.: Наук. думка, 2006. - 360 с.

2. Данилин, И.М. Морфологическая структура, продуктивность и дистанционные методы таксации древостоев Сибири: автореф. дис. … д-ра с.-х. наук: 06.03.02 / Данилин Игорь Михайлович; Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН. - Красноярск, 2003. - 35 с.

3. Данилин, И.М. Оценка структуры и состояния лесного покрова на основе лазерного сканирования и цифровой аэро- и космической съемки / И.М. Данилин, Е.М. Медведев // География и природные ресурсы. - 2005. - Вып. 3. - С. 109-113.

4. Лакида, П.І. Фітомаса лісів України: монографія / П.І. Лакида. - Тернопіль: Збруч, 2002. - 256 с.

5. Попов, М.О. Оцінювання характеристик зелених насаджень з використанням засобів дистанційного зондування Землі / М.О. Попов, І.Д. Семко // Основи природокористування та безпека життєдіяльності. - 2013. - Вип. 12. - С. 51-62.

6. Changok, Lim. Estimation of Urban Tree Crown Volume based on Object-oriented approach and LIDAR Da ta / L. Changok. - Observation in partial fulfilment of

36 Вісник геодезії та картографії, 2014, № 4 (91)

ФОТОГРАММЕТРІЯ І ДИСТАНЦІЙНЕ ЗОНДУВАННЯ

the requirements for the degree of Master of Science Geo -in formation Science and Earth Observation.

7. Ene, L. Single tree detection in heterogeneous boreal forests using airborne laser scanning and area based stem number estimates / L. Ene, E. N?sset, T. Gobakken // In -ter national Journal of Remote Sensing. - 2012. - Vol. 33. - No.16. - P. 5171-5193.

8. Gougeon, F.A. Forest regeneration: individualtree crown detection techniques for density and stocking assessments / F.A. Gougeon, D.G. Leckie // International Forum on Automated Interpretation of High Spatial Resolution Digital Imagery for Forestry - Canada, 19.

9. Gupta, S. Comparative Analysis of Clustering-Based Approaches for 3-D Single Tree Detection Using Airborne Fullwave Lidar Data / S. Gupta, H. Weinacker, B. Koch // Remote Sensing. - 2010. - № 2. - P. 968-989.

10. Hayward, C. Estimating the significant above ground biomass of Amazonian rain forest using low altitude aerial videography / C. Hayward, D. Slaymaker // Ame ri -can Society for Photogrammetry and Remote Sensing, May, 16-18, 2001.

11. Hildebrandt, G. Single tree detection using Remote Sen sing methods / G. Hildebrandt // Remote sensing and aerial photogrammetry, Germany. - 1996. - P. 67-84.

12. Holmgren, J. Prediction of stem attributes by combining airborne laser scanning and measurements from harvesting machinery / J. Holmgren, A. Barth, H. Larsson, H. Olsson // 10th International Conference on LIDAR Applications for Assessing Forest Ecosystems. - 2010. - P. 327-335.

13. Hyyppa, J. Detecting and estimating attributes for single trees using laser scanner / J. Hyyppa, M. Inkinen // The Photogrammetric Journal of Finland. - 1999. - Vol. 16. - No. 2. - P. 27-42.

14. Measures, R.M. Laser Remote Sensing: Funda men -tals and Applications / R.M. Measures // Malabar, Florida: Krieger Publishing Company, 1992. - 510 p.

15. Morsdorf, F. Clustering in Airborne Laser Scanning

Raw Data for Segmentation of Single Trees / F. Morsdorf, E. Meier, B. Allgower, D. Nuesch // Remote Sensing and Spatial Information Sciences. - 2003. - Vol. 34. - No. 3. - P. 330-336.

16. Pitkanen, J. Adaptive methods for individual tree detection on airborne laser based canopy height model / J. Pit-kanen, M. Maltamo, J. Hyyppa, X. Wei Yu // International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Freiburg, Germany. - 2008. - Vol. 36. - P. 188-191.

17. Pitkanen, J. Individual tree detection in digital aerial images by combining locally adaptive binarization and lo -cal maximal methods / J. Pitkanen // Canadian Journal of Forest Research. - 2001. - Vol. 31. - P. 832-844.

18. Pouliot, D.A. Automated tree crown detection and delineation in high-resolution digital camera imagery of coniferous forest regeneration / D.A. Pouliot, D.G. King, D.J. Pitt, F.W. Bel // Remote Sensing of Environment. - 2002. - № 82. - P. 322-334.

19. Reitberger, J. Combined tree segmentation and stem detection using full waveform LIDAR data / J. Reitberger, P. Krzysteck, U. Stilla // Remote Sensing and Spatial In -formation. - 2007. - Vol. 36. - No. 3. - P. 332-337.

20. Solberg, S. Single tree segmentation using airborne la ser scanner data in a structurally heterogeneous spruce forest / S. Solberg, E. Nжsset, O. Bollandsas // Photogrammetric Engineering & Remote Sensing. - 2006. - Vol. 72. - P. 1369-1378.

21. Wang, L. Individual Tree-Crown Delineation and Treetop Detection in High-Spatial-Resolution Aerial Imagery / L. Wang, P. Gong, G. Biging // Photo gram metric Engineering & Remote Sensing. - 2004. - Vol. 70. - No. 3. - P. 351-357.

22. Wang, Y. Lidar point cloud based procedure for vertical canopy structure analysis and 3D single tree model-ling in forest / Y. Wang, H. Weinacker, B. Koch // Sensors. - 2008. - Vol. 8. - No. 6. - P. 3938-3951.

Надійшла 22.04.14

Вісник геодезії та картографії, 2014, № 4 (91) 37