Використання мобільного лазерного сканування для інвентаризації соснових деревостанів

Abstract

Робота присвячена дослідженню можливостей застосування мобільного наземного лазерного сканування на основі технології SLAM для інвентаризації соснових деревостанів у умовах Українського Полісся. У роботі проаналізовано теоретичні основи традиційної лісової таксації та сучасний стан розвитку дистанційних і лазерних технологій збору лісівничої інформації. Об’єктом дослідження є стиглий сосновий деревостан Малоцвілянського лісництва Звягельського надлісництва ДП «Ліси України». Предметом дослідження є таксаційні показники деревостанів, визначені за даними мобільного та повітряного лазерного сканування. Польові дослідження виконано з використанням мобільного лазерного сканера AlphaGeo SLAM R100 та безпілотного літального апарата DJI Matrice 300 RTK з фотолідарною камерою DJI Zenmuse L1. У процесі досліджень сформовано хмари точок, цифрові моделі рельєфу та висоти пологу, виконано подеревну ідентифікацію та розрахунок основних таксаційних показників. Проведено порівняльний аналіз результатів лазерного сканування з матеріалами перелікової таксації відводу в рубку головного користування. Встановлено, що мобільне лазерне сканування забезпечує високу деталізацію піднаметового простору та надійне визначення висот і просторового розміщення дерев, однак точність визначення діаметрів стовбурів є чутливою до якості сегментації хмар точок.

The thesis is devoted to the assessment of the applicability of mobile terrestrial laser scanning based on SLAM technology for the forest inventory of pine stands under the conditions of the Ukrainian Polissia. The study analyzes the theoretical foundations of traditional forest mensuration and reviews the current state of development of remote sensing and laser-based technologies for the acquisition of forestry data. The object of the research is a mature pine stand within the Malotsvilianske Forestry of the Zviahel Forest Enterprise of the State Enterprise “Forests of Ukraine”. The subject of the research comprises stand-level forest inventory parameters derived from mobile and airborne laser scanning data. Field surveys were conducted using the AlphaGeo SLAM R100 mobile laser scanner and an unmanned aerial vehicle DJI Matrice 300 RTK equipped with a DJI Zenmuse L1 LiDAR sensor. During the study, three-dimensional point clouds, digital terrain models, and canopy height models were generated, followed by individual tree detection and the calculation of key forest mensuration parameters. A comparative analysis of laser scanning results and conventional tree-by-tree inventory data collected for final felling allocation was performed. The results demonstrate that mobile laser scanning provides a high level of detail of the understory space and ensures reliable estimation of tree heights and spatial distribution. At the same time, the accuracy of stem diameter estimation is sensitive to the quality of point cloud segmentation and requires additional validation.