Pozemné laserové skenovanie
Pozemné laserové skenovanie (Terrestrial Laser Scanning, TLS) je moderná a presná technológia na získavanie 3D údajov o lese. Pozemný laserový skener vytvára presný 3D obraz lesného porastu pomocou mračna bodov. Zabudovaný digitálny fotoaparát umožňuje bodom priradiť farbu a tak vytvoriť realistické trojrozmerné modely lesa.
Vybavenie
Laboratórium geoinformatiky disponuje pozemným laserovým skenerom FARO Focus3D 120 a Faro Focus Plus S 150. Tieto prístroje majú malé rozmery, nízku hmotnosť, vysokú rýchlosť a rozlíšenie skenovania, preto sú vhodné na použitie v lesnom prostredí. Okrem digitálnej kamery sú vybavené GPS, inklinometrom a digitálnym kompasom, ktoré sa používajú na spájanie a georeferencovanie získaných mračien bodov.
Skenovanie lesa
Proces snímania pozemným laserovým skenerom môžeme rozdeliť do troch krokov.
- V prvom kroku skener vyšle laserový lúč a pomocou rotujúceho zrkadla tento lúč je odrazený do okolitého priestoru.
- Následne sa lúč odrazí od objektu stojaceho v smere vyslania lúča.
- Posledným krokom je prijatie odrazeného laserového lúča späť a jeho zápis do pamäte skenera.
V mieste odrazu lúča sa vytvorí bod so súradnicami XYZ. Všetky vytvorené body miest odrazov lúčov sa nazývajú mračno bodov. Vytvorené body môžu okrem súradníc obsahovať napríklad atribúty intenzity a RGB. Taktiež sa nemusí zaznamenať len jeden bod z jedného vyslania lúča.
Dôležitú úlohu pri použití pozemného laserového skenovania v prostredí lesného porastu zohráva rozmiestnenie pozícii skenera. Používajú sa dve metódy skenovania.
- Jednoskenová metóda – Pri jednoskenovej metóde sa používa mračno bodov pochádzajúce len z jednej pozície, ktorá je obvykle umiestnená v strede záujmovej plochy.
- Multiskenová metóda – Mračná bodov pochádzajúce z multiskenovej metódy sú fúziou viacerých mračien bodov z rôznych pozícii zo záujmovej plochy. Pri tejto metóde je potrebné do priestoru skenovania umiestniť referenčné body slúžiace na spojenie týchto skenov. Väčšinou sa na spojenie viacerých skenov využívajú biele gule, ktoré sa dajú v postprocesingu automaticky rozpoznať, prípadne sú to rôzne druhy terčíkov.
Využitie v lesníctve
Inventarizácia lesných porastov
Do tejto skupiny zaraďujeme schopnosť odvodiť z mračien bodov základné dendrometrické charakteristiky (hrúbka a výška stromu, kruhová základňa, zásoba porastu). Ďalším dôležitým prvkom je zisťovanie druhu stromov zo štruktúry kôry, ktorá zatiaľ nie je dostatočne dopracovaná. Nakoniec sem zaraďujeme aj zisťovanie externej kvality stojaceho stromu.
Zisťovanie korunových charakteristík.
V tomto prípade je možné využiť PLS na zisťovanie korunového zápoja, výšky nasadenia koruny, tvar koruny, objem koruny a určovanie plochy medzier v korunách. Ďalším veľmi dôležitým parametrom je index listovej plochy, ktorý je možné odvodiť pomocou PLS tak ako aj pomernú listovú plochu.
3D modely stromov
Do tejto skupiny autori zaraďujú metódy, ktoré sa zameriavajú na čo najpresnejšiu rekonštrukciu stavby stromov z mračna bodov. Tieto rekonštrukcie rozdeľujú na rekonštrukciu drevnatej časti stromov a na modelovanie na základe pravdepodobnosti.
Modelovanie lesných ekosystémov
PLS pre ekologické účely môžeme použiť hlavne pri zisťovaní interakcie medzi svetlom a korunami stromov. Ďalej napríklad využitie PLS pri zisťovaní vzťahu medzi prílivom a porastmi v pobrežných oblastiach. Ďalším využitím PLS pre ekologické účely zamerané na les je možnosť použiť PLS na rozdeľovanie mikrohabitatov živočíchov v korunách stromov.