Pozemní laserové skenování v lesnictví
Pozemní laserové skenování představuje moderní způsob, jak velmi přesně zachytit skutečnou podobu lesa. Laserový skener umístěný přímo v porostu vysílá do okolí velké množství laserových paprsků a měří vzdálenost k povrchům, od kterých se paprsky odrazí. Výsledkem je prostorový soubor milionů až miliard bodů, označovaný jako mračno bodů.
Každý bod nese informaci o své poloze v prostoru. Společně tak body vytvářejí podrobný trojrozměrný obraz kmenů, větví, korun, podrostu i terénu pod vegetací. Na rozdíl od běžné fotografie nejde pouze o pohled na les, ale o měřitelný prostorový model, ve kterém lze určovat vzdálenosti, rozměry a vzájemnou polohu jednotlivých objektů.
Co lze z laserových dat zjistit
Zpracováním mračna bodů je možné rozpoznat jednotlivé stromy a stanovit jejich základní dendrometrické charakteristiky. Mezi nejčastěji určované údaje patří:
- poloha jednotlivých stromů,
- průměr kmene v různé výšce,
- výška stromu,
- průběh a tvar kmene,
- výška nasazení koruny,
- rozměry a prostorová struktura koruny,
- počet stromů a hustota porostu,
- zásoba dříví a odhad objemu jednotlivých kmenů,
- členitost terénu a výskyt překážek.
Velkou výhodou je možnost zachytit také nepravidelnosti, které se při běžném měření obtížně popisují. Může jít například o naklonění kmene, rozdvojení, deformace, přítomnost silných větví nebo změny tvaru kmene způsobené růstem či poškozením.
Od jednotlivého stromu k celému porostu
Laserové skenování lze využít jak pro podrobný popis jednotlivých stromů, tak pro hodnocení prostorové struktury celého porostu. Z dat je možné sledovat rozmístění stromů, jejich vzájemné vzdálenosti, zapojení korun nebo zastoupení jednotlivých výškových vrstev.
Takové informace jsou důležité například při výzkumu přirozených lesů, hodnocení pěstebních zásahů, sledování vývoje mladých porostů nebo dokumentaci významných a památných stromů. Opakované skenování stejného místa navíc umožňuje porovnávat stav lesa v různých obdobích a vyhodnocovat růst stromů, změny korun, poškození porostu nebo množství odumřelého dřeva.
Přesné měření bez kácení stromu
Tradiční měření objemu a tvaru kmene bývá založeno na zjednodušených matematických modelech nebo na měření pokáceného stromu. Pozemní laserové skenování umožňuje vytvořit podrobný model kmene ještě před jeho pokácením.
Z prostorových dat lze sestavit příčné řezy kmene v různých výškách, sledovat jeho sbíhavost a vypočítat objem s ohledem na skutečný tvar stromu. To přináší nové možnosti při zpřesňování objemových tabulek, oceňování dříví, plánování těžby i výzkumu růstu stromů.
Využití v lesnické praxi a výzkumu
Pozemní laserové skenování může nalézt uplatnění v celé řadě oblastí:
- lesnická inventarizace,
- měření zásoby a struktury porostu,
- plánování a vyhodnocování pěstebních zásahů,
- sledování růstu a vývoje lesa,
- dokumentace pralesovitých a přírodě blízkých porostů,
- hodnocení stability stromů a porostů,
- evidence odumřelého dřeva,
- zpřesňování modelů objemu a tvaru kmene,
- dokumentace významných stromů a lokalit,
- vytváření podkladů pro vědecký výzkum a vzdělávání.
Laserové skenování přitom nenahrazuje odbornou práci lesníka. Poskytuje však velmi podrobný a opakovatelný zdroj dat, který může klasická terénní měření významně doplnit.
Jak vzniká výsledný model
Pro zachycení porostu se zpravidla provádí několik skenování z různých stanovišť. Jednotlivé skeny se následně spojí do společného souřadnicového systému. Tím se omezí místa, která jsou z jednoho směru zakryta kmeny, větvemi nebo podrostem.
Výsledné mračno bodů je dále možné čistit, třídit a zpracovávat. Oddělují se například body terénu a vegetace, vyhledávají se kmeny a jednotlivé stromy nebo se vytvářejí trojrozměrné modely jejich povrchu. Míra podrobnosti výsledku závisí na hustotě porostu, počtu stanovišť skeneru, použité technologii a způsobu zpracování dat.
Prohlédněte si les jako trojrozměrná data
Následující ukázka představuje skutečný lesní porost zachycený pomocí pozemního laserového skenování. V zobrazených datech se můžete pohybovat, měnit pohled, přibližovat jednotlivé části porostu a prohlédnout si strukturu lesa způsobem, který při běžné návštěvě není možný.
Ukázka zároveň umožňuje nahlédnout do podoby vstupních dat, ze kterých lze následně určovat rozměry jednotlivých stromů, vytvářet jejich modely a hodnotit prostorovou strukturu celého porostu.
Načítám lidarová data…
