Crea modelli di altezza della chioma degli alberi da dati LiDAR in Global Mapper Pro

Global Mapper Pro dispone degli strumenti per creare modelli di altezza della chioma degli alberi a partire da dati lidar, senza bisogno di estensioni.

Un modello di altezza della chioma (CHM, Canopy Height Model) è un raster che mappa l'altezza degli alberi come una superficie continua. Rappresenta l'altezza del punto più alto rispetto al suolo. Può essere facilmente creato in Global Mapper Pro creando un DTM (modello digitale del terreno) che rappresenta il terreno, un DSM (modello digitale di superficie) che rappresenta gli alberi e sottraendoli: 

Modello di altezza della chioma = Modello digitale di superficie – Modello digitale del terreno 

La misurazione delle foreste tramite metodi di telerilevamento come il lidar consente di risparmiare tempo e manodopera. Il lidar è in grado di penetrare la chioma e il sottobosco, permettendo di determinare con precisione l'altitudine del terreno, anche in aree fitte o inaccessibili. Per ulteriori informazioni su come il lidar "vede" il terreno, consulta questo articolo sui tipi di nuvole di punti.

I modelli di altezza della chioma consentono di visualizzare i modelli spaziali relativi all'altezza degli alberi.

Un modo rapido per visualizzare una stima dell'altezza degli alberi senza utilizzare raster è quello di impostare lo strumento "Disegno Lidar" su "Colora in base all'altezza dal suolo" . Questo strumento misura l'altezza di ciascun punto rispetto a una stima della superficie del terreno. Per risultati più precisi, è consigliabile classificare prima i punti a terra.

NOTA: La posizione del singolo albero, le dimensioni della chioma e l'altezza dell'albero possono essere estratte direttamente dal lidar. Guarda questo video di YouTube sull'estrazione delle caratteristiche degli alberi per saperne di più.

Creare un modello del terreno 

Innanzitutto, è necessario classificare i dati lidar per distinguere i punti del terreno dalla vegetazione. Global Mapper dispone di strumenti di classificazione lidar automatica che semplificano questo processo. Ulteriori informazioni sono disponibili in questo video sulla classificazione lidar e la creazione di griglie.

Un modello digitale del terreno (DTM) è una rappresentazione raster del terreno nudo, privo di vegetazione. Si tratta di una superficie solida composta dai punti più bassi di ciascuna area. Utilizza lo strumento Crea griglia di elevazione per creare il DTM dal lidar. Nelle impostazioni, seleziona l'opzione Ripartizione: Minima e utilizza il pulsante Filtra punti lidar… per utilizzare solo i punti del terreno.

I modelli digitali del terreno (DTM) sono talvolta indicati come modelli digitali di elevazione (DEM).

Realizza un modello della volta forestale 

Un modello digitale di superficie (DSM) rappresenta i punti più alti dell'area, che in questo caso corrispondono alla sommità della chioma degli alberi. Utilizza lo strumento Crea griglia di elevazione per creare il DSM dai dati lidar. Nelle impostazioni, seleziona l'opzione Ripartizione: Minima e utilizza il pulsante Filtra punti lidar… per includere solo la vegetazione; in caso contrario, il modello di altezza includerà anche edifici e altre strutture presenti nei dati.

Assicurati che la risoluzione dei dati (o la dimensione delle celle della griglia) sia sufficientemente piccola da visualizzare gli alberi.

Sottraili per creare un CHM

Il modello di altezza della chioma è la differenza di altezza tra il DTM e il DSM. È possibile osservarlo nell'immagine sottostante, che mostra i due layer sovrapposti da una prospettiva perpendicolare. Dopo la sottrazione, il raster risultante mostrerà i valori di altezza degli alberi anziché l'elevazione, che è tipicamente associata ai raster.

Questo profilo perpendicolare mostra la differenza di altitudine tra un DTM (marrone) e un DSM (verde).

Sottrai i layer utilizzando lo strumento Combina/Confronta layer di terreno . Scegli l'opzione Sottrazione - Senza segno perché sappiamo che tutti i valori saranno positivi, dato che tutti gli alberi sono sopra il livello del suolo. In questo modo, inoltre, l'ordine di immissione dei layer diventa irrilevante.

Il metodo funziona sottraendo il valore di una cella dal valore della cella più vicina nell'altro strato, per tutte le singole celle dei raster.

Il calcolo crea un nuovo livello, il CHM, in cui è possibile visualizzare i modelli di altezza degli alberi nell'area di studio. È possibile confrontare questi dati con altre informazioni per comprendere meglio la distribuzione delle altezze. Ad esempio, è possibile valutare la pendenza e l'esposizione modificando lo shader del DTM. È inoltre possibile importare altri dati, come le precipitazioni, il tipo di suolo e altri indici di sito.

I valori in questa griglia rappresentano l'altezza della vegetazione, non del terreno.

Per personalizzare lo stile dei dati tramite il colore, è possibile utilizzare le opzioni dello shader per differenziare visivamente gli alberi "alti" da quelli "bassi". L'immagine qui sopra utilizza uno shader predefinito, il Magma Shader, ma è possibile crearne anche di personalizzati.

I dati lidar di queste immagini sono stati scaricati gratuitamente dal National Map dell'USGS . Prova Global Mapper Pro scaricando oggi stesso la versione di prova gratuita di 14 giorni!

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