Lidarデータから森林密度マップを作成する方法
2024 年 6 月 25 日森林密度は、森林の健全性と成長度を測る指標として利用できます。ライダーなどのリモートセンシングデータは、時間と労力を節約しながら森林密度分析に活用できます。Global Mapper Proは写真測量と従来のライダー点群の両方をサポートしていますが、このワークフローでは従来のライダーとその森林キャノピー透過能力を活用しています。これにより、森林密度マップを用いてキャノピーだけでなく地表のモデリングも可能になります。
Global Mapper Proで作成された樹木密度ラスターレイヤー。
密度マップは、点密度が高い領域と低い領域を強調表示します。最も一般的な森林密度測定では、個々の樹木とその近接度を評価します。Global Mapper Proでは、樹冠幅、樹高など、共通の属性を持つ樹木のクラスターを識別するための追加の密度マップを作成することもできます。あるいは、「点密度によるLidar描画」設定を使用して、植生Lidar点の密度を視覚化することもできます。これは個々の樹木を対象とするものではありませんが、植生全体の密度と地表被覆に関する洞察が得られる場合があります。
3の簡単なステップ：
- 点群を分類する
- 自動抽出ツールを使用して、各樹木に対してポイントフィーチャを作成します。
- 密度グリッドツールを使用して密度測定値を評価します。
実際の事例については、2023年のグローバルマッパーマスターコンテストの優勝者であるドウェイン・タナント博士が、2024年のユーザーカンファレンスで行ったプレゼンテーションをご覧ください。
GeoTalks：ライダーデータを用いた樹木密度のマッピング – 山火事リスク評価のためのツール
1. 点群を分類する
点群分類は、視覚化と分析のために点の特徴にコンテキストを適用します。人間は樹冠の点と地面の点の違いを明確に認識できますが、コンピュータは点群内のオブジェクトをその属性と構造に基づいて識別する必要があります。Global Mapperの自動植生分類ツールは、データ内の樹木タイプの構造を識別するように設計されています。
メイン州中央部のこのまばらなUSGS点群データは、Global Mapper Proを用いて地表面と植生の高さについて分類された。
また、樹高区分を自動的に識別することで、測定対象とする樹木を絞り込むことができます。これらの分類は、後で点群をフィルタリングして、異なる樹高区分の密度を比較するために使用できます。
Global Mapper Pro における適切な自動樹木分類設定の詳細な手順については、「航空 Lidar からの樹木インベントリの計算」を参照してください。
2. 木をベクトル特徴量として抽出する
特徴抽出ツールは、分類されたポイントからベクトル特徴を作成します。ここで樹木インベントリを作成し、簡単に表示およびエクスポートできます。出力オプションには、各セグメントの中心にベクトル樹木ポイントを作成する機能があります。これらの樹木形状のポイント特徴には、樹高、樹冠の広がり、分類など、樹木の測定属性が含まれています。
点群内で検出された各樹木には、その樹木の測定属性を含むベクトル点特徴が割り当てられます。
*ヒント：ツリー数は、このポイントレイヤーに含まれるフィーチャの数として読み取ることができます。
3. 密度グリッド（ヒートマップ）を作成する
分析ツールバーまたはベクトル分析ドロップダウンメニューから「密度グリッド（ヒートマップ）の作成」ツールを開き、「抽出された樹木」レイヤーを選択します。これにより、各セルの値が樹木の相対密度を表すグリッドレイヤーが作成されます。
森林の種類や期待する状況に合わせて、ツールの設定を調整してください。
- 人口フィールド – 密度を測定する属性を選択してください。 ポイント数 森林内の樹木の密度を測定しますが、高さなど、類似した特徴を持つ樹木の集まりを見つけるために、他の属性を選択することもできます。
- 検索半径 – 隣接する木が、ある木からどれだけ離れていても近いとみなされるかを指定するために使用されます。森林タイプの望ましい密度に合わせて調整してください。木々の間隔が10mの場合、それは理想的な距離とみなされますか？
- 半径あたりのセル数 – 検索半径と組み合わせることで、結果として得られる密度グリッド内のピクセルの大きさを制御します。たとえば、検索半径が90メートルで、「半径あたりのセル数」が3の場合、各ピクセルは30メートル幅になります。
この種のラスター分析は、一般的に使用される色からヒートマップと呼ばれることもあります。赤色のセルは値が高く、この場合は密度の高い領域を表し、青色のセルは密度の低い領域を表します。
このデータを詳しく見てみると、密集した森林地帯が点在しており、管理の必要性を調査するために現地調査が必要となる可能性があることがわかる。
密度グリッドは、間伐やその他の管理が必要な林分部分を迅速かつ容易に特定できる方法です。LidarデータとGlobal Mapper Proを使用することで、この分析を森林全体に適用することができ、同じエリアの木材調査を実施・処理するのにかかる時間のほんの一部で済みます。
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