Detecção De Árvores Em Nuvens De Pontos De Varredura Laser Terrestre

Abstract

Resumo:A utilização do laser terrestre para levantamentos em povoamentos florestais tem como objetivo prover dados à modelagem tridimensional das árvores, no entanto, para que seja possível aplicar tal modelo, é necessário realizar a detecção dos pontos que fazem parte de árvores na varredura. O presente estudo propõe um método para a detecção de árvores a partir da nuvem de pontos 3D de plantios florestais. Inicialmente, procura-se reconstituir a distribuição espacial das árvores a partir da aplicação de um algoritmo de segmentação em uma seção transversal (1 metro) da nuvem de pontos. Em seguida, é apresentado um algoritmo para detectar a posição das árvores com base no padrão de alinhamento do povoamento. Por fim, os resultados obtidos são apresentados para validação pelo usuário da nuvem de pontos. O método apresentado foi testado em parcelas circulares instaladas em povoamentos de Eucalyptus spp. levantados por varreduras simples e múltiplas. Os resultados apontaram a necessidade de utilização de múltiplas estações de TLS para redução do efeito de sombreamento no levantamento das parcelas circulares. A aplicação do método de detecção de árvores em conjunto com a análise visual resultou na identificação de 100% das árvores a partir das nuvens de pontos das parcelas.Palavras-chave: plantios florestais, varredura simples e múltiplas, parcelas circulares, componentes conectadas, Eucalyptus spp. Abstract:Terrestrial LIDAR measurements in forest stands is often used to gather data for 3D tree models. However, such models require the detection of points representing trees in the scanning field. The present study offers a method for tree detection from a 3D point cloud of forest plantations. Initially the spatial distribution of trees is reconstructed by applying a segmentation algorithm in a transverse slice (1 meter) through the point cloud. This is followed by an algorithm for detecting tree position based on plantation stand row alignment. Finally, the results are presented

Detecção automática de árvores em unidades amostrais a partir de varredura simples com laser terrestre

“…O sombreamento formado pelas árvores próximas do equipamento laser aumentou na direção da borda da unidade amostral (Figura 7). O efeito do sombreamento é um fator que afeta a acurácia das estimativas do número de árvores em parcelas, principalmente nos maiores tamanhos, aumentando o risco de erros sistemáticos associados à subestimação do número de árvores existentes (Zasada et al, 2013;Buck et al, 2017).…”

“…Caso o alinhamento seja regular entre árvores e entre as linhas (sem curvas de nível), há um aumento do número de árvores que ficarão ocultas e, consequentemente, suas informações não podem ser obtidas pela varredura laser. O efeito do sombreamento depende da estrutura vertical e horizontal dos povoamentos e características do local, como a topografia (Pueschel, 2013;Buck et al, 2017). Buck et al (2017) indicaram subestimativas quanto ao número de árvores interpretadas visualmente em nuvens de pontos de parcelas circulares com área de 400 m² levantadas por varredura simples, em que foram identificadas em média 95% das árvores para idade de 5 anos e 96% para as idades de 4 e 2 anos, resultados estes similares aos obtidos na presente pesquisa.…”

“…O efeito do sombreamento depende da estrutura vertical e horizontal dos povoamentos e características do local, como a topografia (Pueschel, 2013;Buck et al, 2017). Buck et al (2017) indicaram subestimativas quanto ao número de árvores interpretadas visualmente em nuvens de pontos de parcelas circulares com área de 400 m² levantadas por varredura simples, em que foram identificadas em média 95% das árvores para idade de 5 anos e 96% para as idades de 4 e 2 anos, resultados estes similares aos obtidos na presente pesquisa. A vantagem em se utilizar varredura simples está na rapidez na coleta dos dados em relação ao inventário convencional.…”

Sistema de varredura a laser terrestre (SVLT): Um estado da arte e possibilidades no meio urbano

“…O sistema de varredura a laser terrestre está sendo estudado para análise de ambientes florestais no sentido de criar e validar algoritmos para detecção de árvores e criação de base de dados destas espécies. Buck et al [1] demonstram um método para detecção de árvores a partir de uma nuvem de pontos 3D de plantios florestais. Utilizando apenas uma seção transversal da nuvem de pontos (cerca de 1 metro), como na Figura 1, com a utilização de um algoritmo de segmentação, foi aplicado um segundo algoritmo para detectar a posição das árvores com base no padrão de alinhamento do povoamento.…”

Stem Modelling of Eucalyptus by Terrestrial Laser Scanning

“…Detection of trees has been performed from geometric shapes. Cutting a cross section of the point cloud with different values of thickness between 0.1 m to 1 m, allows the use of algorithms based on parameters of circumferences or cylinders that typically represent the shape of tree stems (Brolly & Király, 2009;Buck et al, 2017;Schilling et al, 2011).…”