Zeitschrift für Biodiversitätsmanagement und Forstwirtschaft

Die Auswirkungen der Zellgröße und des Filterbereichs auf die automatisch extrahierte Baumzahl und durchschnittliche Baumhöhe unter Verwendung von Lichterkennungs- und Entfernungsdaten in Fusion/LDV

Hiromi Shiota, Kazuhiro Tanaka und Keiko Nagashima

Ziel: Die Verwendung von LiDAR-Daten (Light Detection and Ranging) aus der Luft ist bei der Analyse von Waldstrukturen üblich. Diese Studie untersuchte die Unterschiede bei der Extraktion von Baumzahlen und Baumhöhenmessungen mithilfe von LiDAR-Daten unter Verwendung verschiedener Parameter (Zellengröße, Filtertyp und Filterbereich) und der Methode der lokalen Maxima (LM). Es wurden Baumzahlen extrahiert und Parameterkombinationen ermittelt, die Werte ergaben, die den beobachteten Daten am nächsten kommen.
Methode: Für die beiden Untersuchungsstandorte, einen japanischen Zedernwald und einen japanischen Zypressenwald, hat das digitale Höhenmodell eine Auflösung von 1 m, und das Digital Canopy Height Model (DCHM) berechnete die Differenz anhand der Auflösung mit unterschiedlichen Parametern. Für die Extraktion der Baumzahlen mithilfe von DCHM wurden unterschiedliche Kombinationen aus Zellengröße, Filtertyp und Filterbereichsparametern verwendet. Insgesamt wurden 108 Kombinationen untersucht, darunter 9 Zellgrößen (0,1 m bis 0,5 m, in Abständen von 0,05 m) für das digitale Oberflächenmodell, 2 Filtertypen (Median und Durchschnitt) für die LM-Methode und 6 LM-Bereiche (von 3×3 bis 13×13). Die durchschnittliche Baumhöhe wurde gleichzeitig mit der Extraktion der Baumzahlen berechnet und die Ergebnisse mit denen der Vor-Ort-Untersuchung verglichen.
Ergebnisse: Bei den extrahierten Baumzahlen war ein exponentieller Trend zu beobachten, wobei die Zahl der extrahierten Bäume bei kleineren Zellgrößen zunahm und bei größeren Zellgrößen abnahm. Zwischen den Filtertypen konnten keine signifikanten Unterschiede festgestellt werden. Die Baumhöhe tendierte zu den gemessenen Werten, die nahe an den tatsächlich vor Ort beobachteten Werten lagen.
Schlussfolgerung: Extrahierte Baumzahlen nahe den tatsächlichen Werten wurden in der Nähe des Punkts mit der kürzesten Entfernung vom Ursprung (d. h. in der Nähe des konkaven Punkts) auf der Exponential- (Invers-)Grafik erhalten, was darauf hindeutet, dass die Baumzahlen anhand von LiDAR-Daten geschätzt werden können.