Using LiDAR point clouds in determination of the scots pine stands spatial structure meaning in the conservation of lichen communities in "Bory Tucholskie" National Park

Piotr Wężyk , Paweł Hawryło , Marta Szostak , Karolina Zięba-Kulawik , Monika Winczek , Ewa Siedlarczyk , Adam Kurzawiński , Justyna Rydzyk , Jowita Kmiecik , Wojciech Gilewski , Monika Szparadowska , Artur Warchoł , Agnieszka Turowska

Abstract

The aim of the research carried out in 2018 and financed by the Forest Fund was the analysis of biometric features and parameters of pine stands in the area of the "Bory Tucholskie" National Park (PNBT), where a program of active protection of lichen was initiated in 2017. Environmental analyses were conducted in relation to selected biometric features of trees and stands using laser scanning (LiDAR), including ULS (Unmanned Laser Scanning; RIEGL VUX-1) and TLS (Terrestrial Laser Scanning; FARO FOCUS 3D; X130). Thanks to the application of LiDAR technology, the structure of pine stands was precisely determined by means of a series of descriptive statistics characterizing the 3D spatial structure of vegetation. Using the Trees Crown Model (CHM), the analysis of the volume of tree crowns and the volume of space under canopy was performed. For the analysed sub-compartments, GIS solar analyses were carried out for the solar energy reaching the canopy and the ground level due to active protection of lichen. Multispectral photos were obtained using a specialized RedEdge-M camera (MicaSense) mounted on the UAV multi rotor platform Typhoon H520 (Yuneec). Flights with a thermal camera were also performed in order to detect places on the ground with high temperature. Plant indices: NDVI, NDRE, GNDVI and GRVI were also calculated for sub-compartments. The data obtained in 2017 and 2018 were the basis for spatial and temporal analyses of 4-D changes in stands which were related to the removal of some trees and organic layer (litter, moss layer).
Author Piotr Wężyk (FoF / IoFRM / DoFDGaEoF)
Piotr Wężyk,,
- DEPARTMENT OF FOREST DEVICES, GEOMATICS AND ECONOMICS OF FORESTRY
, Paweł Hawryło (FoF / IoFRM / DoFDGaEoF)
Paweł Hawryło,,
- DEPARTMENT OF FOREST DEVICES, GEOMATICS AND ECONOMICS OF FORESTRY
, Marta Szostak (FoF / IoFRM / DoFDGaEoF)
Marta Szostak,,
- DEPARTMENT OF FOREST DEVICES, GEOMATICS AND ECONOMICS OF FORESTRY
, Karolina Zięba-Kulawik (FoF / IoFRM / DoFDGaEoF)
Karolina Zięba-Kulawik,,
- DEPARTMENT OF FOREST DEVICES, GEOMATICS AND ECONOMICS OF FORESTRY
, Monika Winczek (FoF / IoFRM)
Monika Winczek,,
- Institute of Forest Resources Management
, Ewa Siedlarczyk (FoF / IoFRM / DoFDGaEoF)
Ewa Siedlarczyk,,
- DEPARTMENT OF FOREST DEVICES, GEOMATICS AND ECONOMICS OF FORESTRY
, Adam Kurzawiński (FoF / IoFRM / DoFDGaEoF)
Adam Kurzawiński,,
- DEPARTMENT OF FOREST DEVICES, GEOMATICS AND ECONOMICS OF FORESTRY
, Justyna Rydzyk (FoF / IoFRM / DoFDGaEoF)
Justyna Rydzyk,,
- DEPARTMENT OF FOREST DEVICES, GEOMATICS AND ECONOMICS OF FORESTRY
, Jowita Kmiecik (FoF / IoFRM / DoFDGaEoF)
Jowita Kmiecik,,
- DEPARTMENT OF FOREST DEVICES, GEOMATICS AND ECONOMICS OF FORESTRY
, Wojciech Gilewski (FoF / IoFRM / DoFDGaEoF)
Wojciech Gilewski,,
- DEPARTMENT OF FOREST DEVICES, GEOMATICS AND ECONOMICS OF FORESTRY
et al.`
Other language title versionsWykorzystanie danych LiDAR do określenia znaczenia struktury przestrzennej drzewostanów sosnowych w zachowaniu borów chrobotkowych na terenie Parku Narodowego „Bory Tucholskie”
Journal seriesArchiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, ISSN 2083-2214, e-ISSN 2391-9477, [2391-9477], (0 pkt)
Issue year2019
Vol31
Pages85-103
Publication size in sheets0.9
Keywords in Polishchmury punktów LiDAR, bezzałogowe skanowanie laserowe ULS, naziemne skanowanie laserowe TLS, modelowanie 3D, Park Narodowy Bory Tucholskie
Keywords in EnglishLiDAR, point clouds, unmanned laser scanning, terrestrial laser scanning, Bory Tucholskie National Park, UAV
Abstract in PolishCelem badań realizowanych w roku 2018 finansowanych z Funduszu Leśnego, była analiza cech biometrycznych i parametrów drzewostanów sosnowych na terenie Parku Narodowego "Bory Tucholskie" (PNBT), w których w 2017 roku zainicjowano program ochronny czynnej borów chrobotkowych. Analizy środowiskowe prowadzono w odniesieniu do wybranych cech biometrycznych drzew i drzewostanów z wykorzystaniem chmur punktów ze skanowania laserowego (LiDAR), w tym bezzałogowych platform ULS (RiCopter + VUX-1 RIEGL) oraz naziemnych skanerów TLS (FARO FOCUS 3D; X130). Dzięki zastosowaniu technologii LiDAR, w precyzyjny sposób opisano strukturę drzewostanów sosnowych poprzez szeregi statystyk opisowych charakteryzujących strukturę przestrzenną 3D roślinności. Wykorzystując Model Koron Drzew (CHM) dokonano analizy objętości koron drzew oraz objętości przestrzeni podokapowej. Dla analizowanych wydzieleń przeprowadzono analizy solarne GIS pod kątem sumarycznej energii słonecznej docierającej do okapu drzewostanu oraz bezpośrednio do poziomu gruntu co ma duże znaczenie dla ochrony czynnej chrobotków. Dla celów projektu pozyskano także zdjęcia wielospektralne przy wykorzystaniu specjalistycznej kamery RedEdge-M (MiceSense) zamontowanej na platformie BSP wielowirnikowca Typhoon H520 (Yuneec). Przeprowadzono też naloty z kamerą termalną w celu detekcji miejsc z wysoką temperaturą na gruncie, odpowiednich na pionierskich gatunków porostów. Dla wydzieleń leśnych obliczono także wskaźniki roślinne: NDVI, NDRE, GNDVI oraz GRVI. Dane pozyskane w 2017 oraz 2018 roku były podstawą analiz przestrzenno-czasowych 4-D zmian w drzewostanach jakie miały związek z usunięciem części drzew oraz warstwy organicznej (ścioła, warstwa mszaków).
DOIDOI:10.2478/apcrs-2019-0007
Languageen angielski
LicenseJournal (articles only); author's original; Uznanie Autorstwa - Użycie Niekomercyjne - Bez utworów zależnych (CC-BY-NC-ND); after publication
File
Using LiDAR point clouds in determination of the scots pine stands spatial structure meaning in the conservation of lichen communities in "Bory Tucholskie" National Park of 17-02-2020
1,62 MB
Score (nominal)5
Score sourcejournalList
Citation count*
Additional fields
FinansowanieThe project was financed from the Polish State Forests national Holding - Forest Fund.
Cite
Share Share

Get link to the record


* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back
Confirmation
Are you sure?