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 Fullwaveform - FWF 1 visszaverődés 2 visszaverődés First/Last 4-6 visszaverődés Teljes visszavert jel digitalizálása Több információ Információ az objektumról 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 3
Hordozóeszközök Platform Földi Műszerállvány Mobil térképező rendszerek Légi Repülőgép Helikopter UAV Űr ICESat/GLAS 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 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 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 5
PHARE CBC 2004 Digitális geoadatállomány előállítása légi lézerszkenner-adatokból Légi lézeres letapogatás a Sarródi élőhely-rekonstrukció területén Első magyarországi légi lézeres letapogatás! 17 km 2 6 p/m 2 Több, mint 100 millió mérés GPS referenciamérések biztosítása Felmérés tájékozása illesztőpontok(felületek) pontosság Domborzatmodell, felületmodell Hidrológiai szimuláció Földhasználati elemzés 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 6
2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 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 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 8
A felmérés előzményei als.nyme.hu www.geoservice.at als.nyme.hu www.odd.hu 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 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 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 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 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 11
~ 5 cm-es ortofotó 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 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, Albert- Ludwigs-Universität, Freiburg) 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 13
Halomsírok térképe Automatikus felismerés ~40% Vizuális interpretáció ~150 halomsír Helyzetek pontosítása max 15 m eltérés 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 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 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 15
GENESEE ALS Tervezés Geplannte ALS Gebiete im GENESEE Projekt 1 : 150 000 Geplannte Gebiete Neusiedler See Einser-Kanal Vorige ALS Gebiete Administrative Grenze des Neusiedler Sees ~30.1 km2 ~92.6 km2 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 16
GENESEE ALS Megvalósulás 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 17
GENESEE ALS Pászták relatív tájékozása Előtte 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 18
GENESEE ALS Pászták relatív tájékozása Utána 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 19
GENESEE ALS Pászták relatív tájékozása Előtte Utána 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 20
GENESEE ALS Abszolút tájékozás Illesztőfelületek 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 21
GENESEE ALS Borított felszínmodell (DSM) Leggyakoribb módszerek: nearest neighbour; moving average; moving planes; matching paraboloide; spline. 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 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 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 23
Erdők vizsgálata Terület alapú módszerek Hanság Várhely Egyesfa alapú módszerek ER-46, Hidegvíz-völgy Pilisi Pro Silva bemutató terület 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 24
Borított FelszínModell(DSM CHM) V = F k G k H ahol: V: faállomány térfogata (m 3 ) F k : faállomány koronavetületi alakszáma G k : faállomány össz-koronavetülete (m 2 ) H: átlagos faállomány-magasság (m) 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 25
Pontmérések magassági eloszlása Pontok magassági eloszlása 22,25 Magasság [m] 17,25 12,25 6,25 0 0 100 200 300 400 500 Pontszám 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 26
Pontmérések magassági eloszlása Pontok magassági eloszlása 30,25 Magasság [m] 25 20 15 10 5 0 0 20 40 60 80 100 Pontszám 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 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 25,0 H ref [m] 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 5 10 15 20 25 30 35 H ALS [m] 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 28
Fenyő és lombos állományok elkülönítése FWF alapján 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 29
Az osztályozás és eredménye A tanulóterületek Az osztályozott lézeres felvétel 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 30
OTKA (2005-2008): Digitális fotogrammetriai kutatások az erdészet területén Földi lézeres letapogatás a Hidegvízvölgy Erdőrezervátumban (ER-46), 2006- ban Első erdészeti célú földi lézeres letapogatás Magyarországon Pontsűrűség: 360 pont/m 2 @ 50 m DDM előállítása Fatörzsek azonosítása a ponthalmazban Átmérő meghatározása Törzsek modellezése Vizualizáció 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 31
Erdőrezervátumok Magyarországon ER-46, Hidegvíz-völgy 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 32
2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 33
2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 34
2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 35
Pilisi Pro Silva erdő A felmérés kivitelezése RieglLMS-Z420i 2008.december és 2009.április Lombtalan állapot 76 (38) álláspont PiLineKft. 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 36
A felmérés kivitelezése Kapcsoló- és illesztőpontok Riegl LMS-Z420i 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 37
A DDM és a törzstérkép 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 38
Törzsmodellezés Egyesfák fatérfogata 9.5 m v = f g h 8.4 m v (0.1-10m) = 1.59926 m3 v (cylinder 1.3) = 1.71462 m3 f1.3 = 0.9327 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 39
Többkorú faállományok térképezése 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 40
2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 41
2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 42
Soproni-hegység ALS ChangeHabitats2 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 Lombtalan Date: 2012.03.26. Area: ~89.6 km2 HAG: ~630 m Strips: 19 Overlaps: 54% Ave. point dens.: 35.7 Sensor: RieglLMS-Q680 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 43
Soproni-hegység DDM Hierarchic robust filtering 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 44
Soproni-hegység DDM, részlet Hierarchic robust filtering 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 45
Soproni-hegység, ER-46 ALS pontsűrűségek Leaves on Leaves off Change Habitats 2 Project RIEGLLaser Measurement Systems GmbH RIEGLLMS-Q680 Full Waveform (FWF) 12/07/2011 ~ 660 m ~ 44% 22.3 points/m 2 26/03/2012 ~ 630 m ~ 54% 35.7 points/m 2 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 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 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 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 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 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 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 49
Soproni-hegység, ER-46 Fafajok osztályozása Species 300 Amplitude (DN) 250 200 150 100 50 Beach S Oak S Spruce S Larch S Beach W Oak W Spruce W Larch W Beach Stat S Oak Stat S Spruce Stat S Larch Stat S Beach Stat W Oak Stat W Spruce Stat W Larch Stat W 0 0 5 10 15 20 25 30 35 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Frequency Konferencia, (%) Gyöngyös 50
INMEIN project (HUSK/1101/1.2.1/0141) Repülés megvalósulása 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 51
INMEIN project (HUSK/1101/1.2.1/0141) részlet az ndsm-ből 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 52
KÖSZÖNJÜK SZÉPEN A FIGYELMET! További információ: kiraly.geza@emk.nyme.hu 2013.09.19 Fény-Tér-Kép Konferencia, Gyöngyös 53