на данните . Най-добрите изследвания и разработки в света показват , че наземното лазерно сканиране за целите на горското стопанство е широко разпространено [ 11 ], [ 9 ]. Все повече се развиват мобилните и персоналните лидарни системи от по-ново поколение [ 12 ], [ 10 ], [ 8 ].
Целта на разработката е изследване на горски насаждения чрез наземно лазерно сканиране . За изпълнение на поставената цел е разработена и апробирана технология за наземно персонално лазерно сканиране , като получените данни са обработени чрез свободно достъпен приложен софтуер . Крайната цел е извличането на цифрови данни за различни таксационни показатели на изследваните дървостои .
2 . МЕТОДИКА И ТЕХНОЛОГИЯ
2.1 . Обект
За сканиране на терена е избрано зряло горско насаждение - подотдел 153 „ к " от горската територия на ТП ДГС „ Твърдица ", ЮИДП-Сливен ( България ). Според горскостопанския план на стопанството от 2011 г ., площта на цялото насаждение е 1.9 ha , а наклонът на терена е 12 °. Насаждението е буково , чисто , със средна възраст 120 години , пълнота 0.6 , средна височина на дървостоя 22.0 m и среден диаметър на стъблото на гръдна височина 34 cm . Подборът на пробната площ в него ( пробна лента с определена дължина и ширина ) е съобразен с нормативно заложените изисквания за инвентаризацията и планирането в горските територии в България [ 4 ].
2.2 . Таксационни методи за определяне на показателите на дърветата
Определянето на дървесния вид се извършва на терена по експертна оценка посредством морфологичните белези на дърветата ( стъбло , корона , листа , семена , шишарки , зимни клонки , кора ), по дендрологични определители и др . [ 5 ]. Възрастта на дърветата е определящ фактор и най-често се определя чрез преслеров свредел , като са приложими и точни методи като томограф , резистограф , радиовъглеродно датиране [ 16 ]. Височината на всяко избрано дърво в насаждението се определя със специални прибори - висотомери ( Blume- Leiss , SUUNTO или др .) с точност 0.1 m . При определяне на диаметъра на стъблото се взема под внимание , че формата на напречното сечение на дървесното стъбло е неправилна . Диаметърът на стъблото в различни направления варира и това води до затруднения при избора на направление за измерване на диаметъра на стъблото . На терена измерването се извършва със специални прибори - клупи с точност до 0.01 m на височина 1.3 m от основата на стъблото [ 3 ]. Алтернативен вариант при по-големи дървета е определянето на обиколката на стъблото , вместо диаметъра . Поради неправилната й форма , ширината на короната на всяко дърво може да се представи като средноаритметична стойност от измерени диаметри в поне две направления ( С-Ю и И-З ). Измерването на диаметрите на короните на терена се прави с точност до 0.1 m [ 2 ].
2.3 . Метод на персонално лазерно сканиране
Методът PLS e тип наземно лазерно сканиране чрез придвижване на сензора и оператора в границите на обекта ( фиг . 1 ) . В избрания обект е извършено сканиране на всички дървета , с които лидарното устройство осъществява пряк визуален контакт . Предложената технологична схема за персонално лазерно сканиране PLS има за цел 3D картографиране и таксиране на дървостоя и приложение на метода за горска инвентаризация [ 6 ].
Фиг . 1 . Наземно персонално лазерно сканиране ( PLS )
2.3.1 Характеристики и работа с лидарната система
Сканирането на обекта по метода PLS е извършено чрез сензора Ouster OS1-16 LiDAR Sensor ( Gen 1 ) [ 7 ]. Той е механичен 16-канален лидар с висока разделителна способност с честота 327680 points / s ( табл . 1 ). Лидарната система се състои от сензора ( фиг . 2 ), поставен на сгъваем монопод ( фиг . 1 ); литиево-йонна акумулаторна батерия ; мини PC с интегриран LINUX софтуер за управление и запис на първичните данни и инвертор на напрежение от 12V към 220V-240V . Системата е поставена в твърда раница ( фиг . 1 ) с изрязани вътрешни отвори за неподвижно закрепване на приборите и вентилационни отвори между тях за охлаждане посредством вентилатор , засмукващ топлия въздух - резултат от работата на приборите ( автор инж . Георги Дончев ). Системата за сканиране се управлява чрез интегриран в мини PC софтуер , ( автор инж . Евгени Евангелов ) и безжична Wi-Fi локална мрежа , комуникираща със смартфона на оператора . След включването на системата , операторът извършва последователно зигзаговидно движение в границите на определената за сканиране пробна площ . Резултатът от сканирането се записва във формат BAG , който съдържа данните за всяко завъртане ( 1 frame - едно пълно хоризонтално завъртане на сензора на 360 ° при вертикален ъгъл на сканиране 33.2 ° или ± 16.6 ° от фокална равнина ) и данните от интегрирания в системата сензор за движение IMU ( Inertial Measurement Unit ). Обхватът на лазерното излъчване на Ouster OS1-16 е в диапазон от 0.80 m до 120 m , което дава много добро покритие , а оттам и висока производителност при извършване на наземното PLS сканиране в сравнение с класическите методи на инвентаризация в горското стопанство .
24 ГКЗ 1-2 ’ 2021