کارایی تلفیق ابرنقاط TOF و TLS در اندازه‌گیری مشخصه‌های کمی درختان شهری

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 گروه جنگلداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران

2 عضو هیأت علمی- دانشگاه لرستان

3 گروه فتوگرامتری، دانشکده نقشه‌برداری، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران.

4 گروه سنجش از دور و فتوگرامتری، موسسه تحقیقات فضایی فنلاند.

5 علوم جنگل دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران

چکیده

در فضای سبز شهری بسته به هدف از گونه‌های مختلف پهن‌برگ و سوزنی‌برگ استفاده می‌شود که دارای ویژگی‌های متنوع و پیچیده هستند. در پژوهش حاضر به‌منظور دستیابی به اطلاعات دقیق درختان و با هدف پوشش نقاط ضعف دو فناوری TLS و TOF از تلفیق آنها استفاده شد. برای این منظور تعداد 20 اصله درخت از گونه‌های پهن‌برگ (نارون و زبان گنجشک) و سوزنی‌برگ (سروناز و سرونقره‌ای) فضای سبز دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی انتخاب و ابرنقاط آنها با استفاده از TLS وTOF تولید گردید. پس از پردازش ابرنقاط متغیرهای قطر و سطح مقطع برابرسینه و مساحت تاج اندازه‌گیری شد. RMSE اندازه‌گیری قطر برابرسینه درختان گونه‌های پهن‌برگ و سوزنی‌برگ با استفاده از فناوری TOF به ترتیب 33/0 و 38/0 سانتی‌متر و با فناوری TLS، 59/0 و 62/0 سانتی‌متر بدست آمد. خطای اندازه‌گیری قطر پهن‌برگان به علت پوست نازکتر، نسبت به سوزنی‌برگان کمتر بود. سطح مقطع اندازه‌گیری شده با استفاده از فناوری TOF از دقت بیشتری نسبت به TLS برخوردار بود؛ در مقابل فناوری TLS در اندازه‌گیری مساحت تاج عملکرد دقیق‌تری دارد. سطح مقطع و مساحت تاج درختان پهن‌برگ به علت شکل نامتقارن و نامنظم تنه و تاج این درختان خطای بیشتری نسبت به سوزنی‌برگان نشان داد. با توجه به نتایج بدست آمده و بررسی نقاط قوت و ضعف این فناوری‌ها، تلفیق این دو، نتایج دقیق‌تر و جامع‌تری را در پی دارد. بنابراین توصیه می‌شود در مطالعات علمی دقیق که مبنای کارهای اجرایی قرار می‌گیرند، از تلفیق این فناوری‌ها استفاده شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effectiveness of combining TOF and TLS point clouds in measuring the quantitative characteristics of urban trees

نویسندگان [English]

  • Masoumeh Fatholahi 1
  • javad Soosnai 2
  • Ali Mohammadzadeh 3
  • Eetu Puttonen 4
  • Ramin Hosseinzadeh 5
1 Department of Forestry, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Lorestan University, Khorramabad. Iran.
2 Associate Professor at Lorestan University, Lorestan, IRAN
3 Department of Photogrammetry and Remote Sensing, K. N. Toosi University of Technology, Tehran. Iran.
4 Finnish Geospatial Research Institute FGI, National Land Survey of Finland. Finland
5 Department of Forestry, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Lorestan University, Khorramabad. Iran
چکیده [English]

Depending on the purpose, different species of broadleaf and coniferous trees are used in the urban green space, which has diverse and complex characteristics. In this study, to obtain accurate information about trees and to cover the weaknesses of two technologies, TLS and TOF, their combination was used. For this purpose, 20 trees were selected from broadleaf and coniferous species in the green space of Khajeh Nasir Toosi University and their point clouds were produced using TLS and TOF. After processing point clouds, the parameters of breast diameter, basal area, and crown area were measured. The RMSE of measuring the diameter at the breast of broadleaf and coniferous trees using TOF technology was 0.33 and 0.38 cm and TLS technology was 0.59 and 0.62 cm respectively. The diameter measurement error of the broadleaf is less than the coniferous due to the thinner bark. The basal area measured using TOF technology is more accurate than TLS; On the other hand, TLS technology has a precise and unique function in measuring the crown area. The basal area and crown area of broadleaf trees showed more errors than coniferous trees due to the asymmetric and irregular shape of the stem and crown. According to the obtained results and the examination of the strengths and weaknesses of these technologies, the combination of these two leads to more accurate and comprehensive results. Therefore, it is recommended to use the integration of these technologies in detailed scientific studies that are the basis of executive works.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Basal area
  • Crown area
  • Terrestrial Laser Scanning
  • Time of Flight