660358645

OKÓLNIK TD nr 137

VII OGÓLNOPOLSKIE SYMPOZJUM GEOINFORMATYCZNE Waiszawa, 11-13 09.2013

Klasyfikacja drzewostanów wg ich pionowej budowy z wykorzystaniem ortofotomapy i danych lotniczego skanowania laserowego

Krzysztof Będkowski, Tomasz Święcki

Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Wydział Leśny Katedra Urządzania Lasu. Geomatyki i Ekonomiki Leśnictwa ul. Nowoursynowska 159,02-776 Warszawa [e-mail]. [e-mail]

Słowa kluczowe: skanowanie laserowe, struktura drzewostanów, klasyfikacja

W pracy omówiono wyniki badań nad wykorzystaniem danych skanowania laserowego do analizy warstwowej budowy drzewostanów . Zebrano dane w postaci tzw. chmur punktów o znanych współrzędnych X, Y, Z, ze stu kołowych powierzchni próbnych (promień R = 12,61 m) położonych w drzewostanach czterech głównych gatunków lasotwórczych: sosny, świerka, dębu i olszy. Dodatkowym kryterium wyboru prób była wysokość drzewostanu. W ten sposób wyróżniono siedem grup drzewostanów. Powierzchnie próbne zakładano w miejscach, które dobrze reprezentowały dany drzewostan. Aby je wskazać wykorzystano ortofoto-mapę, na której wyszukano miejsca o typowych (dla danego drzewostanu) cechach struktury i tekstury obrazu.

Dla każdej ze 100 powierzchni utworzono histogram przedstawiający pionowy rozkład liczby punktów odbić impulsów lasera w warstw ach o grubości 0,5 m. Histogramy scharakteryzowano za pomocą kilku cech opisujących położenie charakterystycznych miejsc histogramów' oraz wybrane wartości w histogramach.

W badaniach przyjęto hipotezę, że na podstawie charakterystyk opisujących kształt histogramów, można podzielić drzewostany na grupy o podobnej budowie pionowej. Do grupow ania drzewostanów wykorzystano taksonomiczną metodę aglomeracyjną Warda, w której obliczone charakterystyki były zmiennymi służącymi do oceny podobieństwa histogramów. Na każdym etapie grupowania łączono ze sobą dwa obiekty (powierzchnie próbne) lub przyłączano jeden obiekt do istniejącej grupy, ewentualnie łączono ze sobą dwie istniejące grupy. Proces grupow ania (tzw. hierarchicznego) przedstawiono za pomocą dendrogramu. Grupowanie prowadzono do momentu, w którym powstało siedem grup drzewostanów. Kluczowym momentem analizy było sprawdzenie, czy utworzone grupy odpowiadają grupom drzewostanów wyróżnionym wcześniej na podstawie gatunku głównego i wysokości.

Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, że istnieje możliwość różnicowania drzewostanów ze względu na ich budowę pionową, korzystając z ortofotomapy i danych lotniczego skanowania laserowego (LIDAR). Nie można jednakże jednoznacznie wykazać występowania w nich wyraźnych pięter (warstw) roślinności.