Любой метод дистанционного зондирования имеет границы применимости. Понимание ограничений позволяет правильно планировать применение технологии и при необходимости комбинировать автоматизированную обработку с традиционными методами.
Требования к исходным данным
Алгоритм предъявляет одно ключевое требование к входным данным: плотность облака точек должна составлять от 700 до 1000 точек на квадратный метр. Это сверхплотное сканирование, обеспечиваемое современными лидарными системами на БПЛА при полётах на низкой высоте. При меньшей плотности возрастает вероятность пропуска деревьев и ошибок в определении границ крон.
Данные должны быть в формате LAS (версии 1.2–1.4) или LAZ. Система координат — проецированная (метры). Географические координаты (градусы WGS84) не подходят, поскольку алгоритм работает с метрическими расстояниями.
Густые и многоярусные насаждения
В насаждениях с высокой сомкнутостью крон деревья верхнего яруса перекрывают друг друга на растровом представлении, что затрудняет обнаружение отдельных вершин и разделение крон. Алгоритм включает механизм повторной сегментации (через пересечение диаграммы Вороного и метода водораздела), который частично компенсирует эту проблему, но в очень густых насаждениях часть деревьев может быть пропущена или ошибочно объединена с соседними.
Второй ярус детектируется через анализ профиля плотности отражений. Однако если второй ярус полностью затенён верхним и лазерные импульсы не проникают сквозь кроны, информация о нём в облаке точек будет неполной.
Классификация пород
Текущая модель классификации обучена на распознавание четырёх основных пород. Для насаждений, где преобладают другие породы, классификация может быть менее точной или невозможна. Работы по расширению датасета и увеличению количества распознаваемых пород ведутся.
Классификация основана на морфологических признаках формы кроны и спектральных характеристиках отражения. В молодняках, где деревья ещё не сформировали характерную для породы форму кроны, различение пород затруднено.
Что недоступно для воздушного лазерного сканирования
Воздушный ЛиДАР измеряет внешнюю геометрию — трёхмерную структуру крон и поверхности. Ряд характеристик принципиально недоступен для дистанционного определения:
Внутренние дефекты стволов — гнили, дупла, кривизна, повреждения коры. Для санитарной оценки необходимо наземное обследование.
Товарная структура древесины — деление на деловую и дровяную, наличие сучков, качество древесины. Эти характеристики определяются по стандартным таблицам товарности или при натурной оценке.
Подлесок и подрост малой высоты — деревья высотой менее нескольких метров могут быть полностью затенены верхним ярусом и не отражаться в облаке точек.
Когда целесообразны традиционные методы
Для малых площадей (менее нескольких гектаров) стоимость организации лидарной съёмки может превышать стоимость наземной таксации. В таких случаях натурный перечёт экономически целесообразнее.
Если задача требует санитарной оценки, определения качества древесины или точной видовой классификации за пределами четырёх обученных пород — наземное обследование остаётся незаменимым. Оптимальный подход в таких случаях — комбинирование: автоматизированная обработка для количественных показателей (запас, число деревьев, высоты) и натурные методы для качественных характеристик.
Рекомендации
Для получения наилучших результатов рекомендуется обеспечить требуемую плотность лидарных данных, валидировать результаты на контрольных пробных площадях и учитывать особенности обрабатываемого насаждения при интерпретации результатов. При возникновении вопросов обращайтесь в сообщество поддержки.