Автоматизированное дешифрирование лесного древостоя по данным беспилотной съемки на примере участков в центральной Якутии

Автоматизированное дешифрирование лесного древостоя по данным беспилотной съемки на примере участков в центральной Якутии
Беспилотные съемки и полевые измерения лесного древостоя были проведены в ходе летней экспедиции в июле 2019 г. на территории лесной научной станции Спасская Падь (к северо-западу от Якутска). Нами проанализированы наземные геоботанические описания участков с количественными характеристиками древостоя и данные беспилотной (БПЛА) съемки с разных высот (50, 100 и 200 метров).

Цель настоящей работы – получение количественных характеристик древостоя на основе автоматизированной обработки данных беспилотной съемки с помощью ряда программ (Agisoft PhotoScan [Metashape], GlobalMapper, SAGA GIS, Pix4D Mapper, ArcGIS и QGIS c дополнительным модулем LAS Tools) и разработка оптимизированной методики обработки данных. Актуальность выбранной темы продиктована необходимостью изучения количественных характеристик лесного древостоя (высоты деревьев, сомкнутости крон и объема стволовой древесины) на больших территориях для оценки лесных экосистем и управления лесным хозяйством.
В ходе исследования решались следующие задачи: анализ и систематизация собранных полевых данных, создание алгоритма обработки данных беспилотной съемки с помощью фотограмметрического и геоинформационного программного обеспечения, оценка объема стволовой древесины, получение ряда производных карт, оценка высоты деревьев и сомкнутости крон, разработка единой методики обработки данных беспилотной съемки.

Результатами работы стали цифровые модели рельефа, модели местности и древесного полога, карты крон деревьев и их пиков (точек наибольшей высоты), полученные на основе разработанной методики. Полученные данные можно использовать для оценки запасов стволовой древесины. Проведена оценка достоверности результатов по данным БПЛА путем сравнения с полевыми данными, а также со схемами визуального дешифрирования деревьев, составленным по ортофотопланам и моделям древесного полога

В рамках дальнейшего развития исследований предполагается применение созданных производных карт в практических лесохозяйственных целях, валидация карт запасов древесной фитомассы и индекса листовой поверхности (Leaf Area Index – LAI), составленных для всей России в ИКИ РАН по снимкам MODIS.

Работа выполнена по российско-британскому проекту «Мультиплатформенный дистанционный мониторинг воздействия изменения климата на северные леса России», финансируемому Британским Советом (грант Institutional Links №352397111) и Министерством науки и высшего образования РФ (проект RFMEFI61618X0099).