Pomiary lasu technologiami z najwyższej półki

Czy można dzisiaj pozyskiwać dane o wysokości, liczbie i gatunkach drzew, zwarciu koron, powierzchni produkcyjnej, a pośrednio o miąższości drzewostanów i biomasie, nie czyniąc tego metodami tradycyjnymi, a więc przy pomocy klupy i wysokościomierza? Czy pracę leśnika urządzającego las zastąpią wkrótce zaawansowane technologie lotnicze?

Na te pytania szukali odpowiedzi naukowcy z Instytutu Badawczego Leśnictwa i Wydziału Leśnego AR w Krakowie. Na zlecenie Dyrekcji Generalnej Lasów Państwowych zrealizowali projekt badawczy o przydatności skaningu laserowego oraz cyfrowych obrazów lotniczych do określania miąższości drzewostanów. Taką technologię stosuje się do pomiarów drzewostanów w USA, Kanadzie, Norwegii i Niemczech już od kilku lat.

Na przykładzie Nadleśnictwa Chojna

Autorzy mogli ocenić zastosowania skaningu laserowego w pomiarach miąższości drzewostanów na dwa sposoby. Pierwszy opiera się na detekcji pojedynczych drzew i umożliwia określanie miąższości bez pomiarów naziemnych, na podstawie informacji z przestrzeni powietrznej. Wymaga jednak zastosowania przestrzennych wzorców koron poszczególnych gatunków drzew, a takich wzorców dla polskich lasów jeszcze nie opracowano. Drugi sposób wyznaczania miąższości opiera się na danych ze skaningu laserowego i cyfrowych zobrazowań lotniczych, stanowiących podstawowe źródło informacji dla istniejących modeli rozwojowych drzewostanów.

Zespół naukowców pod kierownictwem dr. Grzegorza Zajączkowskiego oraz dr. Piotra Wężyka zdecydował się na wariant drugi i ocenił dokładność pomiaru tylko zdalnie pozyskiwanych cech taksacyjnych drzew i drzewostanów, które mogłyby zasilać istniejące modele rozwojowe drzewostanów. Ocenie poddano dokładność określania gatunku, wysokości drzew i drzewostanów, zagęszczenia drzew (liczby drzew) oraz stopnia zwarcia koron. Wykonano ją na przykładzie drzewostanów Nadleśnictwa Chojna, dla których w 2006 r. pozyskano lotnicze dane laserowe i zdjęciowe oraz przeprowadzono pomiary terenowe.

Analiza danych z poziomu lotniczego, SILP oraz własnych pomiarów i wykorzystanie specjalistycznego oprogramowania pozwoliły na sformułowanie kilku spostrzeżeń. I tak informacje o wysokości drzewostanów w bazach SILP są zaniżane w porównaniu do danych uzyskanych w technologii laserowej - w drzewostanach liściastych przeciętnie o 1-2 m, a w drzewostanach iglastych o ok. 2-3 m. Podczas prac urządzeniowych istnieje tendencja do zaniżania stopnia zwarcia koron w drzewostanach liściastych oraz zawyżania w drzewostanach iglastych.

Najlepsze wyniki oceny zagęszczenia drzew uzyskuje się w drzewostanach III i IV klasy wieku o zwarciu umiarkowanym, przerywanym i luźnym; w wybranych typach drzewostanów dokładność tej oceny sięga 100 proc. Dokładność zdalnego określania miąższości drzewostanów nie powinna być mniejsza niż 80 proc., a w drzewostanów iglastych sięgnie 90 proc.

Dokładniej i obiektywniej

Jednak dokładność danych wykorzystywanych przy określaniu miąższości drzewostanów uzależniona jest od parametrów źródeł pozyskania, przede wszystkim od gęstości impulsów laserowych na jednostce powierzchni oraz jakości obrazów cyfrowych. Przydatność technologii lotniczej w urządzaniu lasu uwarunkowana jest wykorzystaniem leśnych map numerycznych z poprawnym odwzorowaniem ładu przestrzennego lasu. Jest to istotny wymóg, bo dane lotnicze odnoszą się do określonych fragmentów lasu - wyłączeń drzewostanowych.

Opracowanie nowej metody inwentaryzacji miąższości drzewostanów obniży koszty prac urządzeniowych i podwyższy dokładność, obiektywność pozyskiwanych informacji, co wynika z doświadczeń innych krajów. Lasy Państwowe są otwarte na nowe technologie i niewykluczone, że już za klika lat doczekamy się nowej wersji Instrukcji urządzania lasu, w której jednym z obowiązujących sposobów określania miąższości drzewostanów będzie metoda bazująca na technologii lotniczego skaningu laserowego.

- Dlatego dobrze byłoby - powiedział dr G. Zajączkowski - żeby do wdrożenia nowych metod pomiarowych, bazujących na wykorzystaniu lotniczego skanera laserowego (LiDAR) wspomaganego ortofotografią lotniczą, polskie leśnictwo zaczęło się przygotowywać już w tej chwili.

Eugeniusz Pudlis
„Echa Leśne"