Application of terrestrial laser scanners for forest monitoring | Применение наземных лазерных сканеров для мониторинга леса

Английский. The forest is an important human habitat. Forestry monitoring is essential to sustain life on Earth. Monitoring can be carried out using both Earth remote sensing methods and ground-based survey methods. The research purpose is to describe a methodology for studying the possibility of using mobile laser scanners to form a three-dimensional measurement scene on a circular test area of constant radius with desired accuracy. The latter contains digital models of the terrain within its borders. A three-dimensional measurement scene is the optimal basis for constructing a digital twin of a forest ecosystem. Specialists are usually forced to count trees manually. Laser scanners allow not only to increase the accuracy of determining taxation characteristics, but also to generate cartographic materials, such as a tree plan. One of the trial areas covered with a pure pine plantation situated in the Bryansk region, Russia, was chosen as the study area. The plot radius was 12.6 m. To improve accuracy, the survey was carried out three times. Tree recognition and cataloging was then carried out. The measurement results were imported into a geographic information system, which made it possible to produce a tree-by-tree plan using standard tools of geographic information modeling. As a result of the study, a technique was developed for generating a three-dimensional measuring scene of circular test plots of constant radius to solve problems in the forestry sector using a mobile laser scanner.

Русский. Лес является важной средой человеческого обитания. Для поддержания жизни на Земле очень важно осуществлять мониторинг лесного хозяйства. Мониторинг может осуществляется как методами дистанционного зондирования Земли, так и методами наземной съёмки. Цель исследований – изучение возможности получения таксационных параметров древостоя автоматизированными методами по трёхмерным измерительным сценам, построенным с использованием мобильных лазерных сканеров с достаточной точностью. Измерительная сцена содержит в себе цифровые модели местности в пределах её границы. Трёхмерная измерительная сцена является оптимальной основой для построения цифрового двойника лесной экосистемы. Лазерные сканеры позволяют не только повысить точность определения таксационных характеристик, но и сформировать картографические материалы, таких как подеревный план. В качестве исследуемой территории была выбрана одна из пробных площадей радиусом 12,6 м с чистым сосновым насаждением, расположенная в Брянской области. Для повышения точности съёмка производилась три раза. Затем выполнялось распознавание и каталогизация деревьев. Результаты измерений импортировались геоинформационную систему, которая позволяла производить подеревный план с использованием стандартных инструментов геоинформационного моделирования. В результате исследования была разработана методика формирования трёхмерной измерительной сцены круговых пробных площадей постоянного радиуса для решения задач лесного сектора с использованием мобильного лазерного сканера.