بخشی از مقاله
چکیده
امکان پیشبینی مشخصه های کمی جنگل بدون اندازهگیری زمینی، از ایدههای نوین بیومتری جنگل بشمار میروداخیراً. ترویج سیستمهای هوایی بدون سرنشین - - 1UAV، امکانات جدیدی برای نقشهبرداری و برآورد خواص بیوفیزیکی جنگل فراهم کردهاست.
هدف از این مطالعه مقایسه مشخصههای کمی درختان با استفاده از پهباد و روش زمینی در جهت معرفی روش فتوگرامتری به عنوان روشی نوین وکارآمد، که می تواند مکمل یا جایگزین برخی اندازه گیری های زمینی باشد.
بررسیهای زمینی درختان دست کاشت - دانشکده کشاورزی لرستان - با استفاده از ارتفاعیاب دقیق لیزری و متر به ترتیب جهت اندازهگیری ارتفاع، قطر بزرگ و کوچک انجام شد. با در نظر گرفتن خط پرواز و پوشش مشترک مناسب، عکسهای مورد نظر با استفاده از پهباد گرفته شدند.
بازسازی تصاویر سه بعدی با استفاده از روش SFM انجام شد. نتایج حاصل از آزمون ویلکاکسون نشان داد که اختلاف معنیداری بین اندازهگیری مشخصههای کمی به روش زمینی و با استفاده از پهباد وجود نداشت.
مقدمه
امکان پیشبینی مشخصههای کمی جنگل بدون اندازهگیری زمینی، از ایدههای نوین بیومتری جنگل بهشمار میرود
مدلسازی مکانی خصوصیات جنگل براساس آنالیز زمین یکی از روشهای غیرمستقیم برای برآورد مقادیر آنها است. کسب اطلاعات مکانی دقیق در مورد خصوصیات کمی و کیفی جنگل برای مدیران جنگل دارای اهمیت بوده و بهطور عمده با اهداف مدیریت بهینه جنگل، ارزیابی دقیق منابع آن و شناخت مکانی از منابع زیستی و نحوه بهرهبرداری از آنها صورت میگیرد
به طورکلی تهیه اطلاعات مرتبط با مشخصههای کمی درختان از طریق عملیات میدانی صورت میگیرد، اما این روشهای جمعآوری اطلاعات، مستلزم صرف زمان و هزینههای زیادی هستند . - Sivanpillai et al., 2006 - بنابراین، همواره سعی میشود تا با استفاده از دستآوردهای حاصل شده در زمینههای مختلف علمی از روشهای جایگزین با هزینه کمتر و با سطح قابل قبول، استفاده شود
اخیراً ترویج سیستمهای هوایی بدون سرنشین - - 2UAV ، امکانات جدیدی برای نقشهبرداری و برآورد خواص بیوفیزیکی جنگل فراهم کردهاست و وضوح مکانی و زمانی بالا در برگیرنده برخی از مهمترین ویژگیهای دادههای سیستم هوایی بدون سرنشین است
علاوه برانعطافپذیری قابل توجه - Dandois et al., - 2013، توانایی سفارشی بودن پروژه، تحویل سریع داده، کم هزینه بودن کسب تصاویر، ایجاد ابرنقاط، و توانایی ایجاد منحنی سطحی، از قابلیتهای سیستمهای هوایی بدون سرنشین است - Paneque-Gálvez et al., 2014 - ، به احتمال زیاد در مطالعات آینده جنگل در مقیاس مناسب، هم برای اهداف تجاری وهم پژوهشی استفاده خواهدشد
در این تحقیق جهت برآورد مشخصههای کمی درختان، ازخودروی بدون سرنشین - پهباد - استفاده شده است. ضرورت دارد که امکان برداشت دادههای کمی و دقت برداشت این دادهها در روش فتوگرامتری با پهباد مورد بررسی قرار گیرد . در ایران، علم برداشت مشخصهای کمی درختان جنگلی با پهباد کاملاً نوین بوده و هنوز نتایج پژوهش مستندی در این زمینه گزارش نشدهاست.
مواد و روشها
بعد از بررسیهای زمینی درختان دست کاشت، به عنوان نمونه در داخل دانشکده کشاورزی لرستان انتخاب شدند. اندازهگیری میدانی مشخصههای کمی، با استفاده از ارتفاعیاب دقیق لیزری - tro360 - ، جهت اندازهگیری ارتفاع و اندازه-گیری قطر بزرگ و کوچک جهت دقت بیشتر با استفاده از متر انجام شد. با در نظر گرفتن خط پرواز و پوشش مشترک مناسب، عکسهای مورد نظر با استفاده از پهباد گرفته شدند و در نهایت تصاویر بدستآمده با فرمت jpeg ذخیره شدند. سپس نقاط کنترل زمینی جهت زمین مرجع کردن مدل خروجی سه بعدی از پردازش فتوگرامتری تصاویر پهباد، از نقاط مشخص بر روی زمین برداشت شد.
در این مطالعه از نرم افزارهای اختصاصی در این زمینه که امکان تهیه و استفاده از آنها فراهم باشد - از قبیل Agisoft Photoscan نسخه حرفهای 64 بیتی و - 3DMapper جهت تولید ابرنقاط متراکم سه بعدی استفاده شد. تنظیم تصویر شامل بازسازی تصاویر هندسی سه بعدی پراکنده بهوسیله شناسایی و تطبیق ویژگی-های تصویر در هنگام رویهمگذاری تصاویر با استفاده از روش SFM3 است . - Puliti et al. , 2015 - برآورد و بهینهسازی جهت دوربین و پارامترهای داخلی در این مرحله انجام شد. در نتیجه استفاده از نقاط کنترل زمینی، جهت بهبود موقعیت دوربین و جهتگیری آن، امکان ایجاد مدل بازسازی دقیقتری را فراهم میکند
جهت آنالیز دادهها ابتدا از آزمون شاپیرو- ویلک برای بررسی نرمال بودن داده ها استفاده شد. با توجه به اینکه دادهها نرمال نبودند، از آزمون ویلکاکسون برای آنالیز اختلاف بین اندازهگیری به روش زمینی و با استفاده از پهباد استفاده شد
شکل -1 تصاویری از مراحل پردازش دادهها با استفاده از پهباد
نتایج و بحث
در این تحقیق 4 درخت دستکاشت، جهت ارزیابی کارایی فتوگرامتری با پهباد در اندازهگیری مشخصههای کمی شامل ارتفاع، قطر بزرگ و کوچک تاج پوشش در مقایسه با اندازهگیری زمینی بکار گرفته شدند. سایت آزمون شامل درختان دشتکاشت میباشد که مشخصههای کمی توسط اندازهگیریهای زمینی و پهباد مورد اندازهگیری قرار گرفتند. در پردازش تصاویر این درختان با حداقل 5660000 پونت کلود و 144 تصویر با استفاده از الگوریتم SFM بازسازی شدند. در اینجا نرخ تشخیص مشخصههای کمی ازجمله ارتفاع، قطر بزرگ و کوچک تاج مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج اندازهگیری زمینی و تصاویر پهباد بر اساس جدول 1 است.
جدول -1 مقایسه پارمترهای اندازهگیری شده در روش زمینی و با استفاده از پهباد
