3D lidar forestry scan viametris

Les scanners terrestres LiDaR (Light Detection and Ranging) sont capables d’acquérir des données tridimensionnelles d’arbres individuels et de l’environnement forestier d’une manière rapide et précise. Cela signifie que la technologie a un énorme potentiel pour révolutionner l’industrie forestière à différents niveaux, de la gestion opérationnelle des forêts aux décisions politiques mondiales.

Dans cet article, nous décrivons certaines des applications des systèmes de cartographie mobile Viametris et comment ils se comparent aux méthodes traditionnelles de gestion forestière.

Inventorisation

Habituellement, les inventaires forestiers sont basés sur des échantillons de terrain qui consistent généralement en une petite zone forestière. Les données sont collectées en mesurant arbre par arbre pour ensuite les agréger en moyennes et totaux au niveau de la parcelle. Par conséquent, l’exactitude de l’inventaire dépend de la qualité de l’échantillon.

Traditionnellement, les mesures arbre par arbre sont effectuées à l’aide d’outils simples (par exemple, des clinomètres et des pieds à coulisse) pour obtenir certains attributs de base de chaque arbre, tels que la hauteur et le diamètre à hauteur de poitrine (DHP). Ces méthodes prennent du temps et l’utilisation des données résultantes pour obtenir d’autres attributs importants, comme le volume du tronc et la biomasse, repose sur la précision des modèles allométriques.

Méthode conventionnelle de mesure des arbres pour les inventaires forestiers

Les scanners 3D, comme notre sac à dos BMS3D, peuvent remplacer ces méthodes en améliorant l’efficacité du travail avec un niveau de précision millimétrique. Avec la détection des arbres individuels, les scanners peuvent non seulement remplacer les attributs mesurés manuellement, mais également fournir plus d’attributs, y compris la qualité, la courbure du tronc et les assortiments de bois à différents niveaux de détail.

Recherche

Le développement de modèles allométriques est un sujet important de la recherche forestière. Ces modèles sont construits de manière conventionnelle en utilisant des méthodes d’échantillonnage destructives pour chaque arbre individuel, ce qui est une tâche coûteuse et exigeante en main-d’œuvre.

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Mesure conventionnelle du volume des arbres pour le développement de modèles allométriques

En revanche, en utilisant un logiciel spécialisé, les scanners 3D mobiles permettent la détection d’arbres individuels, fournissant une méthode de mesure de haute précision, non destructive et automatisée pour développer des modèles allométriques.

Surveillance de la croissance des arbres

La surveillance de la croissance des arbres consiste à comparer certains attributs des arbres, tels que la hauteur, le DHP et le volume du tronc au fil du temps. L’analyse de cette croissance fournit des informations sur la santé de la forêt, mais aussi sur la manière dont les facteurs environnementaux influencent la croissance des arbres. Le suivi du rapport hauteur / diamètre, par exemple, est un bon moyen de déterminer les moments appropriés pour éclaircir la forêt mais aussi d’évaluer la stabilité du peuplement, en particulier pour les conifères.

L’efficacité des scanners laser mobiles facilite la réalisation de scans consécutifs pour la même zone de traçage au fil du temps. Par conséquent, des analyses de séries chronologiques peuvent être effectuées pour évaluer la croissance des arbres en hauteur, en DHP et / ou en volume.

viametris BMS3D mobile scanner outdoor scan
Scan en extérieur avec le BMS3D Viametris

En outre, les modèles de croissance des arbres peuvent être utilisés pour évaluer le potentiel de récolte du bois et permettre des décisions fondées sur des données pour la gestion des forêts.

Modèles d’élévation, de terrain et de canopée

Les scanners 3D mobiles peuvent capturer une représentation tridimensionnelle complète de la forêt. Cela signifie que tous ses composants peuvent être analysés individuellement en utilisant la segmentation et la classification des nuages ​​de points.

Les données du nuage de points peuvent être utilisées pour générer un modèle numérique de terrain (MNT) qui comprend tous les arbres et la végétation au-dessus du sol. En utilisant des algorithmes de filtrage, tels que le« Cloth Simulation Filter », on peut isoler tous les points appartenant au sol, ce qui permet la génération d’un modèle numérique d’élévation (MNE). En soustrayant le modèle numérique d’élévation du modèle numérique de terrain, un modèle de hauteur de canopée peut être généré, représentant la hauteur des arbres comme une surface continue.

BMS3D viametris mobile scan lidar
Visualisation 3D de la hauteur des arbres à partir du scan BMS3D Viametris

Les modèles de hauteur de canopée peuvent être utiles pour une variété d’applications. Quelques exemples de ces applications sont:

  • analyse des risques d’incendie
  • analyse d’inventaire forestier
  • évaluation de l’énergie solaire basée sur l’ombre des arbres
  • identification des arbres dominants

Les modèles numériques de terrain peuvent également être très utiles pour la gestion des forêts. Par exemple, ils peuvent être utilisés pour déterminer les pentes, qui la plupart du temps peuvent être corrélées aux conditions du sol, à la végétation et à la capacité d’utilisation des terres. Connaître la topographie de la zone forestière peut également être utile pour planifier les activités d’exploitation forestière, déterminer les routes d’accès et le type d’équipement de récolte nécessaire.

Écologie forestière

Bon nombre des mêmes avantages de l’utilisation de scanners mobiles terrestres pour les inventaires forestiers sont également partagés avec les études d’écologie forestière. Dans les deux domaines de recherche, les attributs de base des arbres, tels que le DHP et la hauteur des arbres, sont collectés et des scanners 3D facilitent la mesure de ces attributs.

Cependant, dans les études écologiques, les données individuelles sur les arbres ne sont pas toujours suffisantes. Des informations sur la disposition tridimensionnelle du couvert forestier sont nécessaires. Ceci est particulièrement important pour les études écologiques, car la structure de la canopée peut avoir une influence directe sur l’interception de la lumière, les flux de CO2 et même la présence d’organismes et d’animaux sauvages spécifiques.

Comment décrire une structure aussi complexe? Pour cela, les chercheurs utilisent différentes mesures, telles que l’indice de surface foliaire (ISF) et la fraction d’écart. L’ISF indique le rapport entre la surface foliaire et la surface au sol dans la forêt, et la fraction d’écart est la probabilité qu’un rayon de lumière traverse la canopée sans être intercepté par le feuillage de la canopée forestière.

Les méthodes conventionnelles de mesure de ces attributs impliquent des tâches chronophages et laborieuses, ce qui pourrait même rendre impossible la collecte d’échantillons suffisants pour caractériser avec précision les grandes forêts. Alors, comment les scanners laser peuvent-ils rendre ces tâches plus efficaces? En fournissant un nuage de points tridimensionnel, le couvert forestier peut être analysé de manière entièrement numérique et automatisée, ce qui permet d’économiser des heures de travail et de générer des résultats précis.

En résumé

Les systèmes de cartographie mobile terrestre, tels que notre sac à dos BMS3D, innovent l’industrie forestière en offrant un moyen efficace de capturer des données tridimensionnelles de l’environnement forestier. Ces données peuvent être utilisées pour déterminer les attributs individuels des arbres et du couvert forestier beaucoup plus rapidement que les méthodes conventionnelles, et avec la même précision ou une meilleure précision. Cette technologie est là pour rester et innove rapidement. Serez-vous capable de suivre le rythme?

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