Aktuális lézeres letapogatások az NYME EMK GEVI Földmérési és Távérzékelési Tanszéken

Aktuális lézeres letapogatások az NYME EMK GEVI Földmérési és Távérzékelési Tanszéken Király Géza, Brolly Gábor NYME Erdőmérnöki Kar GEVI Földmérési és Távérzékelési Tanszék 9400 SOPRON Bajcsy-Zs. u. 4.

Lézeres letapogatás LiDAR (Laser Scanning) Optikai tartományban Távmérések sorozata Letapogatás -> „képalkotás”

Távmérések Szögek GPS/INS

3D pontfelhő 2013.09.19

Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös

2

Teljes visszavert jel digitalizálása Full waveform - FWF 1 visszaverődés 2 visszaverődés First/Last 4-6 visszaverődés Teljes visszavert jel digitalizálása Több információ Információ az objektumról

2013.09.19


3

Hordozóeszközök Platform Földi Műszerállvány Mobil térképező rendszerek

Légi Repülőgép Helikopter UAV

Űr ICESat/GLAS

2013.09.19


4

Fontosabb felmérések Sarród (2004) Hidegvíz-völgy Erdőrezervátum (2006) Sopron és környéke (2007) Pilisi Pro Silva bemutató erdő (2009) Fertő tó – Hansági-főcsatorna (2011) Soproni-hegység (2011-12) Szigetköz (2013) 2013.09.19


5

PHARE CBC 2004 – Digitális geoadatállomány előállítása légi lézerszkenner-adatokból Légi lézeres letapogatás a Sarródi élőhely-rekonstrukció területén Első magyarországi légi lézeres letapogatás! 17 km2 6 p/m2 Több, mint 100 millió mérés GPS referenciamérések biztosítása Felmérés tájékozása illesztőpontok (felületek) pontosság Domborzatmodell, felületmodell Hidrológiai szimuláció Földhasználati elemzés 2013.09.19


6

2013.09.19


7

Sopron és környéke A felmérés előzményei ISPRS Congress 2008 Peking Geoservice GmBH (Ausztria) ODD informatikai Kft 2007.11.28. Felmért területek Sopron belváros Sopron GYSEV állomás Ágfalva Bevezető út, távvezeték Várhely

2013.09.19


8

A felmérés előzményei als.nyme.hu

www.geoservice.at

als.nyme.hu 2013.09.19


www.odd.hu 9

A felmérés Az adatnyerés A Lézerszkenner

Riegl LMS-Q560 Közeli infravörös Rögzítési órajel: 1ns Adattárolás: 16 bit Megvilágított terület Ø 20 cm

Pontonkénti adatok:

Koordináták Amplitúdó Jelszélesség Visszaverődés sorszáma Visszaverődések száma

Kamera

Rollei Metric AIC Modular 22MP

2013.09.19


10

A felmérés A repülés 2007.11.28. 75 ha 5 sáv 1250 m hosszú 80 m távolság

EC-135 70 km/h 270 m

2013.09.19


11

~ 5 cm-es ortofotó

2013.09.19


12

A domborzatmodell előállítása A vegetáció – domborzat A tereppontok

mindig az utolsó de nem mindig éri el a talajt

A tereppontok elkülönítésére számos, ún. szűrési eljárást dolgoztak ki Módszer: Aktív felületek

Az eljárás csak a koordinátákat használja Szűrés és domborzatmodell létrehozása egy lépésben Fizikai reprezentációja: Rugalmas felületek energiaminimalizálása Jellemzője: Lokálisan legalacsonyabb pontokat mindig tartalmazza a modell

Szoftver: TreesVis (FELIS, AlbertLudwigs-Universität, Freiburg)

2013.09.19


13

Halomsírok térképe Automatikus felismerés ~40%

Vizuális interpretáció ~150 halomsír Helyzetek pontosítása max 15 m eltérés

2013.09.19


14

Munkafolyamat – GENESEE ALS Felmérés tervezése Felmérés megvalósulása Előfeldolgozás Szűrés Relatív tájékozás Abszolút tájékozás

Feldolgozás Borított FelszínModell (BFM – DSM) Digitális DomborzatModell (DDM – DTM) Objektumok magasságmodellje (… – nDSM ) 2013.09.19


15

GENESEE ALS Tervezés

t k e j o r P E E S E N E G m i e t e i b e G S L A e t n n a l p e G 0 0 0 0 5 1 : 1

e t e i b e G e t n n a l p e G

e e S r e l d e i s u e N l a n a K r e s n i E

e t e i b e G S L A e g i r o V

s e e S r e l d e i s u e N s e d e z n e r G e v i t a r t s i n i m d A

~30.1 km2

~92.6 km2

16 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 2013.09.19

GENESEE ALS Megvalósulás

2013.09.19


17

GENESEE ALS Pászták relatív tájékozása – Előtte

2013.09.19


18

GENESEE ALS Pászták relatív tájékozása – Utána

2013.09.19


19

GENESEE ALS Pászták relatív tájékozása Előtte

2013.09.19

Utána


20

GENESEE ALS Abszolút tájékozás – Illesztőfelületek

2013.09.19


21

GENESEE ALS Borított felszínmodell (DSM)

Leggyakoribb módszerek: • nearest neighbour; • moving average; • moving planes; • matching paraboloide; • spline.

2013.09.19


22

GENESEE ALS Digitális Domborzatmodell (DDM) 160 m HAE 157 m HAE 30 km

Leggyakoribb módszerek: • Robust filtering (SCOP++) • Progressive TIN (TerraSolid) • Adaptive filtering • Active shape model (TreesVis)

2013.09.19


23

Erdők vizsgálata Terület alapú módszerek Hanság Várhely

Egyesfa alapú módszerek ER-46, Hidegvíz-völgy Pilisi Pro Silva bemutató terület

2013.09.19


24

Borított FelszínModell (DSM – CHM)

V = Fk ⋅ Gk ⋅ H ahol: V: faállomány térfogata (m3) Fk: faállomány koronavetületi alakszáma Gk: faállomány össz-koronavetülete (m2) H: átlagos faállomány-magasság (m) 2013.09.19


25

Pontmérések magassági eloszlása

Pontok magassági eloszlása

Magasság [m]

22,25 17,25 12,25 6,25 0 0 2013.09.19

100


200

300

Pontszám

400

500 26

Pontmérések magassági eloszlása

Pontok magassági eloszlása

Magasság [m]

30,25 25 20 15 10 5 0 0

2013.09.19

20


40 Pontszám

60

80

100

27

Faállományok magasságának becslése Statisztikai összefüggések alapján Erdőrészleten belül a fák magasságának (súlyozott) átlaga Mintaterületes kalibrációt igényel Lehetséges változók (átlag, szórás, kvantilisek,…) Becslési pontosság 1-2 méter 35,0 30,0

H ref [m]

25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 5

10

15

20

25

30

35

H ALS [m]

2013.09.19


28

Fenyő és lombos állományok elkülönítése FWF alapján

2013.09.19


29

Az osztályozás és eredménye

A tanulóterületek 2013.09.19

Az osztályozott lézeres felvétel Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös

30

OTKA (2005-2008): „Digitális fotogrammetriai kutatások az erdészet területén” Földi lézeres letapogatás a Hidegvízvölgy Erdőrezervátumban (ER-46), 2006ban Első erdészeti célú földi lézeres letapogatás Magyarországon Pontsűrűség: 360 pont/m2 @ 50 m DDM előállítása Fatörzsek azonosítása a ponthalmazban Átmérő meghatározása Törzsek modellezése Vizualizáció

2013.09.19


31

Erdőrezervátumok Magyarországon ER-46, Hidegvíz-völgy

2013.09.19


32

2013.09.19


33

2013.09.19


34

2013.09.19


35

Pilisi Pro Silva erdő A felmérés kivitelezése Riegl LMS-Z420i 2008.december és 2009.április Lombtalan állapot 76 (38) álláspont PiLine Kft.

2013.09.19


36

A felmérés kivitelezése

Kapcsoló- és illesztőpontok

2013.09.19


Riegl LMS-Z420i

37

A DDM és a törzstérkép

2013.09.19


38

Törzsmodellezés Egyesfák fatérfogata 9.5 m

v = f ⋅ g ⋅h 8.4 m v (0.1-10m) = v (cylinder 1.3) = f1.3 =

2013.09.19

1.59926 m3 1.71462 m3 0.9327


39

Többkorú faállományok térképezése

2013.09.19


40

2013.09.19


41

2013.09.19


42

Soproni-hegység – ALS Change Habitats 2 projekt Lombos Date: 2011.07.12. Area: ~89.6 km2 HAG: ~660 m Strips: 19 Overlaps: 44% Ave. point dens.: 22.3 Sensor: Riegl LMS-Q680

2013.09.19

Lombtalan Date: 2012.03.26. Area: ~89.6 km2 HAG: ~630 m Strips: 19 Overlaps: 54% Ave. point dens.: 35.7 Sensor: Riegl LMS-Q680


43

Soproni-hegység – DDM Hierarchic robust filtering

2013.09.19


44

Soproni-hegység – DDM, részlet Hierarchic robust filtering

2013.09.19


45

Soproni-hegység, ER-46 ALS pontsűrűségek Leaves on

Leaves off

Change Habitats 2 Project RIEGL Laser Measurement Systems GmbH RIEGL LMS-Q680 Full Waveform (FWF) 12/07/2011 ~ 660 m ~ 44% 22.3 points/m2

2013.09.19

26/03/2012 ~ 630 m ~ 54% 35.7 points/m2


46

Soproni-hegység, ER-46 DDM előállítása Lombtalan adatok alapján Pontok szűrése Utolsó visszaverődés <4.5 ns jelszélesség

Hierarchic robust interpolation 0.5 m-es felbontás 2013.09.19


47

Soproni-hegység, ER-46 nDSM – Koronák szegmentálása DSM – parabolák illesztésével Inverz vízgyűjtő modellezés Jenson és Domingue 1988 Gougeon 1995 Hyyppä, Inkinen 1999

Kifolyási pontok -> facsúcsok Vízgyűjtők -> Koronák 2013.09.19


48

Soproni-hegység, ER-46 Famagasság becslése A tőtől kiindulva (terepi referencia) 1. Pontosan a tő fölött 2. Legközelebbi facsúcs (kifolyási pont) 3. Legközelebb a felvetített csúcshoz (a modellezett törzs alapján) A csúcstól kiindulva (légi referencia) 4. A legközelebbi referencia 5. Már összekapcsolt terepi referencia 2013.09.19


49

Soproni-hegység, ER-46 Fafajok osztályozása Species 300

250

Beach S Oak S Spruce S Larch S

Amplitude (DN)

200

Beach W Oak W Spruce W Larch W

150

Beach Stat S Oak Stat S Spruce Stat S Larch Stat S Beach Stat W Oak Stat W Spruce Stat W

100

Larch Stat W

50

0 0

2013.09.19

5

10

15

20

25

Frequency (%) Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös

30

35

50

INMEIN project (HUSK/1101/1.2.1/0141) Repülés megvalósulása

2013.09.19


51

INMEIN project (HUSK/1101/1.2.1/0141)

részlet az nDSM-ből

2013.09.19


52

KÖSZÖNJÜK SZÉPEN A FIGYELMET!

További információ: [email protected]

2013.09.19


53

Aktuális lézeres letapogatások az NYME EMK GEVI Földmérési és Távérzékelési Tanszéken

Recommend Documents