Global Mapper ProでLidarデータから樹冠高さモデルを作成する
2023 年 6 月 13 日Global Mapper Proには、拡張機能を必要とせずに、ライダーデータから樹冠高モデルを作成するためのツールが備わっています。
樹冠高モデル（CHM）は、樹木の高さを連続した表面としてマッピングしたラスターデータです。これは、地面から最も高い地点までの高さを表します。Global Mapper Proでは、地面を表すDTM（デジタル地形モデル）、樹木を表すDSM（デジタル表面モデル）を作成し、それらを差し引くことで簡単に作成できます。
樹冠高さモデル = デジタル表面モデル - デジタル地形モデル
ライダーなどのリモートセンシング手法を用いて森林を測定することで、時間と人員を節約できます。ライダーは森林の樹冠や下草を透過できるため、密集した地形やアクセス困難な地形でも、地表面の標高を正確に測定できます。ライダーがどのように地表面を「捉える」かについての詳細は、点群の種類に関するこちらのブログ記事をご覧ください。
樹冠高モデルを使用すると、樹木の高さにおける空間的なパターンを視覚化できます。
ラスタデータを使わずに樹高の概算値を簡単に確認するには、Lidar Drawツールを「地上高による色分け」に変更します。このツールは、各ポイントの地上高を推定値に基づいて測定します。より正確な結果を得るには、まず地上ポイントを分類してください。
注：個々の樹木の位置、樹冠の大きさ、樹高は、ライダーデータから直接抽出できます。詳しくは、樹木の特徴抽出に関するYouTube動画をご覧ください。
地面のモデルを作成する
まず、ライダーデータを分類して、地表点と植生を区別します。Global Mapperには、この作業を容易にする自動ライダー分類ツールが備わっています。詳細については、ライダー分類とグリッド作成に関するこちらのビデオをご覧ください。
デジタル地形モデル（DTM）は、植生のない地表面を表すラスターデータです。各エリアの最低地点で構成されたソリッドサーフェスです。LiDARデータからDTMを作成するには、 「標高グリッドの作成」ツールを使用します。設定で「ビニング：最小値」オプションを選択し、「LiDARポイントのフィルタリング…」ボタンを使用して、地表面ポイントのみを使用します。
デジタル地形モデル（DTM）は、デジタル標高モデル（DEM）と呼ばれることもあります。
森林の樹冠モデルを作成する
デジタル表面モデル（DSM）は、そのエリアで最も高い地点を表します。この場合、それは森林の樹冠の頂上です。LiDARからDSMを作成するには、 「標高グリッドの作成」ツールを使用します。設定で、「ビニング：最小値」オプションを選択し、「LiDARポイントのフィルタリング…」ボタンを使用して植生のみを使用します。そうしないと、高さモデルにはデータ内の建物やその他の構造物も含まれてしまいます。
樹木を表示するために、データ解像度（またはグリッドセルサイズ）が十分に小さいことを確認してください。
それらを差し引いてCHMを作成します
樹冠高モデルは、DTMとDSMの高さの差です。下の画像では、2つのレイヤーを垂直方向から見た図で確認できます。減算後、結果として得られるラスターには、通常ラスターに関連付けられる標高ではなく、樹高の値が表示されます。
この垂直断面図は、DTM（茶色）とDSM（緑色）の標高差を示しています。
「地形レイヤーの結合/比較」ツールを使用してレイヤーを減算します。すべての値が正の値になることがわかっているため（すべての木が地上にあるため）、減算 - 符号なしオプションを選択してください。これにより、レイヤーの入力順序も関係なくなります。
これは、ラスター内のすべての個々のセルについて、一方のレイヤーのセルの値から他方のレイヤーの最も近いセルの値を減算することによって機能します。
この計算によって、調査エリア全体の樹高分布パターンを確認できる新しいレイヤー「CHM」が作成されます。このデータを他のデータと比較することで、樹高分布の理由を解明するのに役立ちます。例えば、 DTMのシェーダーを変更することで、傾斜や方位を評価できます。降水量、土壌、その他の立地指標などのデータを取り込むことも可能です。
このグリッドの値は、地面の高さではなく、植生の高さを表しています。
データを色で装飾するには、シェーダーオプションを使用して「背の高い」木と「背の低い」木を視覚的に区別できます。上の画像は組み込みのシェーダーであるMagma Shaderを使用していますが、カスタムシェーダーを作成することも可能です。
これらの画像に使用されているライダーデータは、 USGS National Mapから無料でダウンロードしたものです。Global Mapper Proの無料14日間トライアル版を今すぐダウンロードして、ぜひお試しください！
