Případová studie Adamov

Detailná data v pestrém lese

Pilotní případová studie byla provedena u Adamova na jižní Moravě, v lesním celku o rozloze 1 ha. Tento les se vyznačoval prostrorovou i druhovou rozmanitostí. Pro studii byla pořízena fotogrammetrická data z náletu dronu a pozemní snímky z LiDARu.

Polohy stromů

 Různé možnosti vizualizace poloh stromů. A – jednoduché zobrazení, kde tečky znázorňují polohy stromů. B – zobrazení s barevně odlišenými dřevinami a velikostně diferencovanými výškami stromů. C – stromy ohraničené čtverci pro účely označování poloh stromů. D – jednotlivé stromy ohraničené polygony, vzniklé segmentací pomocí natrénované neuronové sítě.

Určení dřevin

Z dronových obrázků byly určeny jednotlivé dřeviny a spočítáno jejich zastoupení.

Počty jedinců jednotlivých dřevin na celém území lesa.
Znázornění prostorového rozložení jednotlivých dřevina území lesa. Velikost bodů odpovídá dřevní zásobě jednotlivých stromů.

Výšky stromů

Na základě výškového modelu z fotogrammetrie byla stanovena výška stromů. Data pak byla vyhodnocena pro jednotlivé dřeviny.

Data o výškách stromů v lese v Adamově. A – rozmístění stromů podle výšky v metrech, barevně diferencované výškové třídy, legenda je škála začínající od 0. B – histogram znázorňující rozložení výšek podle jednotlivých dřevin, zobrazeno je 5 nejpočetnějších dřevin.

Výčetní tloušťka

Pomocí dat z pozemního LiDARu byla vypočítána výčetní tloušťka kmene pro každý strom. Výčetní tloušťka byla také porovnána s výškou pro přesnější představu o vlastnostech každého stromu.

Rozložení jednotlivých dřevin podle jejich výčetní tloušťky a výšky.
Data o výčetní tloušťce kmene oblasti lesa v Adamově získaná z dat z LiDARu. A – rozmístění stromů podle výčetní tloušťky, barevně diferencované různé šířky, legenda je škála začínající od 0. B – histogram znázorňující rozložení výčetní tloušťky podle jednotlivých dřevin, zobrazeno je 5 nejpočetnějších dřevin.

Dřevní zásoba

Jedním z klíčových parametrů, na který se výstupy analýzy zaměřili byla dřevní zásoba, důležitý ukazatel pro plánování těžby a hospodaření v lese. Dřevní zásoba byla vypočítána na základě výčetní tloušťky a výšky stromu.

Celková dřevní zásoba pro jednotlivé dřeviny.
Znázornění rozmístění dřevní zásoby na území lesa. A – vizualizace objemu dřevní zásoby v m3, legenda je škála začínající od 0. B – histogram rozložení dřevní zásoby u každé dřeviny, zobrazeno je 5 nejpočetnějších dřevin.

Porovnání forestum.ai s ručním měřením

Pro posouzení přesnosti technologie byla srovnána data získaná automatickou analýzou dronových a LiDARových dat s výsledky ručního terénního měření provedeného v dané oblasti. Nejprve bylo analyzováno, jaký podíl stromů dokáže technologie Forestum.ai detekovat ve srovnání s manuálním měřením. Zatímco při ručním měření bylo zaznamenáno 313 stromů, automatická analýza forestum.ai detekovala 203 stromů.

Výpočet dřevní zásoby ukázal, že objem 313 stromů změřených manuálně činí 208,6 m³, zatímco 203 stromů detekovaných pomocí DPZ má objem 183,0 m³. Z toho vyplývá, že přestože forestum.ai identifikuje pouze 65 % stromů se šířkou nad 10 cm, tyto stromy představují až 88 % celkové dřevní zásoby.

Porovnání počtu stromů detekovaných pomocí DPZ a ručního měření. A – srovnání detekovaných stromů na základě jejich výčetní tloušťky a výšky. B – prostorové rozmístění stromů identifikovaných pomocí DPZ.

V další fázi byla analyzována přesnost stanovení výšky a výčetní tloušťky stromů. Výška stromů odvozená z dronových snímků byla porovnána s daty získanými ručním měřením. Analogicky byla výčetní tloušťka stromů vypočtená z LiDARových dat srovnána s hodnotami naměřenými v terénu .

Porovnání výšky a výčetní tloušťky jednotlivých stromů získaných z DPZ a ručního měření. A – srovnání výšky stromů stanovené z dronových snímků pomocí CHM modelu s ručním měřením v terénu. B – porovnání výčetní tloušťky jednotlivých stromů získané z pozemního LiDARového skenování s ručním měřením v terénu.