برآورد زيست‌توده درختان با استفاده از ابر نقاط متراكم استخراج شده از تصاوير پهپاد در سطح تك‌درخت، قطعه نمونه و تركيبي

الگوريتم­هاي تبديل تصاوير دو بعدي به داده­هاي سه بعدي اين اميد را پديد آورده­اند كه بتوان ويژگي­هاي ساختاري درختان را از طريق تصاوير پهپاد استخراج كرد. در اين پژوهش ميزان دقت برآورد زيست توده درختان در سطح تك‌درخت، قطعه نمونه و تركيبي با استفاده از تصاوير پهپاد بررسي شد. در بخشي از پارك جنگلي سيسنگان با مساحت 8/38 هكتار، با استفاده از يك پهپاد عمود پرواز، 854 تصوير از ارتفاع 100 متري از سطح زمين برداشت و سپس با استفاده از الگوريتم ساختار حركت مبنا (SFM) داده­هاي سه بعدي توليد و ارتفاع درختان استخراج شد. در 28 قطعه نمونه طراحي شده با ابعاد30 در30 متر، ارتفاع و قطر برابر سينه درختان برداشت شد و سپس با استفاده از قطر برابر سينه و جايگذاري آن در معادله آلومتريك عمومي، زيست توده تك درختان محاسبه شد و بااستفاده از ارتفاع حاصل، مدل ارتفاعي تاج (CHM) مدل‌سازي شد. به‌منظور برآورد زيست توده در سطح قطعه نمونه نيز از شاخص­هاي ارتفاعي مستخرج از مدل ارتفاعي تاج استفاده شد و مقدار آن در قطعه نمونه مدل­سازي شد. در سطح تركيبي نيز مقدار زيست توده موجود در قطعات نمونه بااستفاده از زيست توده برآورد شده تك درختان و زيست توده برآورد شده در سطح قطعه نمونه، مدل­سازي شد. دقت و صحت برآوردها با معيار­هاي اريبي‌نسبي، جذر ميانگين مربعات خطا نسبي و ضريب تبيين تطابق يافته بررسي شد. براساس نتايج، جذر ميانگين مربعات خطا نسبي برآورد زيست توده در سطح تك درخت پايه­هاي شمشاد، ممرز، انجيلي و ساير گونه­ها به‌ترتيب 56/17، 11/7، 67/14 و 73/22 درصد بود. زيست توده با جذر ميانگين مربعات خطاي نسبي 58 درصد در سطح قطعه نمونه و 47 درصد در سطح تركيبي برآورد شد. براساس نتايج، دقيق‌ترين سطح براي برآورد زيست توده سطح تركيبي است و دقت برآورد زيست توده با تصاوير پهپاد مورد استفاده در اين تحقيق براي ارزيابي‌هاي كلي مناسب است اما براي برنامه ريزي مديريتي دقت لازم را ندارد.

Two-dimensional image conversion algorithms to 3D data create the hope that the structural properties of trees can be extracted through these images. In this study, the accuracy of biomass estimation in tree, plot, and hybrid levels using UAVs images was investigated. In 34.8 ha of Sisangan Forest Park, using a quadcopter, 854 images from an altitude of 100 meters above ground were acquired. SFM algorithm was applied to produce 3D data and the height of the trees was extracted. 28 samples with 30×30 m dimension were collected and the height and the diameter at the breast height were measured and the biomass was calculated based on a general allometric equation. In order to estimate the biomass at plotlevel, the height metrics were extracted from the point cloud. For tree-level, the biomass of each tree was modeled based on the height value derived from CHM for each tree. In hybrid-level, sum of estimated biomass of trees in tree-level was used as the predictor in modeling. The accuracy and precision of the estimates were evaluated using relative bias (rBias), relative root mean square error (rRMSE), and adjusted r square (r2). rRMSE for biomass estimation in Buxus hyrcana, Carpinus betulus, Parottia persica, and other species were 17.56, 7.11, 14.67 and 22.73 percent, respectively. For plot level and hybrid level, rRMSE were 58 and 47 percent, respectively. Based on the result, the most precise approach for biomass estimation is hybrid level and the precision of the estimate is appropriate for overall assessment of forest stands, not for management planning.