Методы инвентаризации леса с использованием дронов в Латинской Америке
Самый яркий пример экономического чуда в Латинской Америке — Чили. В настоящее время Чили с населением 20 млн. человек является крупнейшим производителем меди в мире и одним из крупнейших экспортеров вина и сельскохозяйственной продукции в регионе. Чтобы удовлетворить растущий спрос на целлюлозу и древесину во всем мире, еще одной областью, в которую Чили активно инвестирует, является лесное хозяйство. С ростом отрасли, связанной рисками, учитывая размер плантаций и особенность произрастания деревьев, инвентаризация и постоянный мониторинг являются необходимостью.
Инвентаризация лесов — это систематический сбор данных и информации о лесах для оценки, анализа и планирования заготовки. Инвентаризация определяет точное местонахождение древесины, количественную оценку по видам, потенциал продукта, размер и качество среди других характеристик. Оценка стоимости продукта имеет большое значение для лесных компаний или государственных учреждений, отвечающих за управление лесами.
Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) — это относительно новые платформы, которые все чаще используются в лесном хозяйстве. Достижения в области технологий дают большие преимущества, а также дополнительную ценность гибкости, низкой стоимости, надежности, автономности и возможностей для своевременного предоставления данных высокой точности, высокой плотности и высокого разрешения. Данные LiDAR (laser imaging, detection, and ranging) с высокой плотностью, полученные с помощью БПЛА, известные как беспилотное лазерное сканирование (ULS), открывают новые возможности для инвентаризации леса.
Беспилотное сканирование (ULS) и наземное лазерное сканирование (TLS) проектируются как две наиболее эффективные технологии захвата для инвентаризации леса и считаются лучшими, чем воздушное лазерное сканирование (ALS) из-за уровня плотности и точности данных. Как правило, с помощью ALS пользователи могут получать облака точек с 4–20 точками на квадратный метр, а пользователи ULS или TLS могут получать от 200 до 3000 точек на квадратный метр.
В течение более двух лет инженеры из LiDAR Latinoamerica (LL) — специализированной компании из Чили — проводили исследования и разработки на местах с использованием LiDAR в более чем пятидесяти местах в Коста-Рике, Перу и Чили, собирая данные, чтобы узнать, как обнаружить и измерять массу леса и отдельные атрибуты деревьев. К ним относятся участки из естественных лесов, а также из промышленных плантаций, Eucalyptus Globulus и Pinus Radiata.
Коммерческий UAV News имел возможность поговорить с Алехандро Чумасейру, основателем и генеральным директором LiDAR Latinoamerica, для более подробного объяснения их технологии и планов.
«Подход LL к использованию ULS создал сквозной рабочий процесс, включающий сбор, обработку, анализ и распространение значимой информации, полученной из данных LiDAR», — сказал Алехандро. «Мы стремимся предложить организациям всей лесной промышленности жизненно важные и своевременные данные для своих инженеров, чтобы понять текущее состояние плантации, включая оценку высоты дерева, местоположения дерева XY, dbh (диаметр на высоте груди), диаметр кроны, площадь кроны, объем кроны, объем насаждения, биомасса и запасы углерода».
Полученный продукт представляет собой набор файлов шейп-файлов с географической привязкой (.SHP) и/или геопространственной базы данных, которые можно использовать для геостатистического анализа, такого как планирование операций и оценка заготовки.
«Одна из основных проблем, с которыми мы сталкиваемся, заключается в создании более эффективных и масштабируемых методов обработки, позволяющих использовать непрерывное развитие технологии ULS, которая создает очень большие облака точек из-за больших разрешений и плотностей», — пояснил Алехандро. «Для покрытия всего леса с помощью LiDAR требуется интенсивная обработка данных, которая может превысить объем доступной оперативной памяти, процессора/графического процессора и возможности хранения типичной рабочей станции. Это может занять недопустимо много времени для последовательной обработки всего этого. Мы решили использовать высокопроизводительные вычисления для решения этой проблемы, сделав веб-сервисы облачных вычислений с данными LiDAR доступными для всех. Огромное количество информации, которую может предоставить LL, беспрецедентно. Например, для полевых бригад они могут идентифицировать древесину, сложенную на дорогах, количественно определить количество деревьев на стенде, оценить его объем и точное местоположение GPS, чтобы обеспечить логистику, необходимую для его заготовки».
Кроме того, LL может реконструировать текущее состояние лесных насаждений, создав 3D цифровую модель леса (DFM) и извлечь ключевую информацию, чтобы контролировать правильное выполнение заготовительных работ. Как правило, профессионалы лесного хозяйства проводят много времени в поле и нуждаются в информации для планирования операций и принятия решений, благодаря этой технологии можно быстрее проводить инвентаризацию, сводя к минимуму сбор полевых данных вручную.
Наконец, технология LiDAR облегчает планирование лесных компаний, предоставляя инженерному персоналу необходимую информацию для снижения затрат, связанных с дорожным строительством и прокладкой кабелей. Это делает лесников и инженеров более продуктивными как в поле, так и в офисе, что, в свою очередь, помогает лесным операторам повысить эффективность лесозаготовок.
Адаптируя существующие технологии к местным потребностям, LiDAR Latinoamerica удалось создать уникальный набор навыков и рабочих процессов, которые легко адаптируются к требованиям других отраслей.
