Evaluación de la Influencia del Diseño de Encuestas y las Elecciones de Procesamiento en la Precisión de las Medidas del Diámetro a la Altura del Pecho (DBH) Utilizando Fotogrametría Basada en UAV
Autores: Moreira, Bruno Miguez; Goyanes, Gabriel; Pina, Pedro; Vassilev, Oleg; Heleno, Sandra
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Evaluación de la Influencia del Diseño de Encuestas y las Elecciones de Procesamiento en la Precisión de las Medidas del Diámetro a la Altura del Pecho (DBH) Utilizando Fotogrametría Basada en UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Diseño de encuestas
Opciones de procesamiento por computadora
Vehículo aéreo no tripulado
Recuperación fotogramétrica
Diámetro del árbol a la altura del pecho
Inventario forestal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo proporciona una evaluación sistemática de cómo el diseño de encuestas y las elecciones de procesamiento informático (como el software utilizado o el flujo de trabajo/parámetros elegidos) influyen en la recuperación del diámetro a la altura del pecho (DAP) de los árboles mediante fotogrametría basada en vehículos aéreos no tripulados (VANT), un parámetro estructural 3D importante en el inventario forestal y la estimación de biomasa. Las áreas de estudio fueron un campo agrícola ubicado en la provincia de Málaga, España, donde se eligió un pequeño grupo de olivos para las encuestas con VANT, y un área de bosque abierto en las afueras de Sofía, la capital de Bulgaria, donde se sobrevoló un área de 10 ha compuesta principalmente por abedules. Se utilizó un dron DJI Phantom 4 Pro para la adquisición de imágenes. Aplicamos la estructura a partir del movimiento (SfM) para generar nubes de puntos 3D de árboles individuales, utilizando los paquetes de software Agisoft y Pix4D. La estimación del DAP en las nubes de puntos se realizó utilizando una herramienta de ajuste de círculos basada en RANSAC del paquete R TreeLS. Todos los árboles modelados tuvieron su DAP medido con cinta en el suelo para la evaluación de precisión. En el primer sitio de estudio, ejecutamos muchos vuelos diseñados de manera diversa, para identificar qué parámetros (altitud de vuelo, inclinación de la cámara y método de procesamiento) nos dieron las estimaciones de DAP más precisas; luego, la configuración de mejores ajustes resultante se utilizó para evaluar la replicabilidad del método en el área forestal de Bulgaria. La mejor configuración probada (altitudes de vuelo de aproximadamente 25 m sobre las copas de los árboles, inclinación de la cámara de 60 grados, superposiciones hacia adelante y laterales del 90%, procesamiento ultrahigh de Agisoft) resultó en errores cuadráticos medios (RMSE; %) por debajo del 5% de los diámetros de los árboles en el primer sitio y por debajo del 12.5% en el área forestal. Demostramos que, cuando se utilizan metodologías cuidadosamente diseñadas, SfM puede medir el DAP de árboles individuales con muy buena precisión, y hasta donde sabemos, los resultados presentados aquí son los mejores logrados hasta ahora utilizando fotogrametría basada en VANT (sobre la copa de los árboles).
Descripción
Este trabajo proporciona una evaluación sistemática de cómo el diseño de encuestas y las elecciones de procesamiento informático (como el software utilizado o el flujo de trabajo/parámetros elegidos) influyen en la recuperación del diámetro a la altura del pecho (DAP) de los árboles mediante fotogrametría basada en vehículos aéreos no tripulados (VANT), un parámetro estructural 3D importante en el inventario forestal y la estimación de biomasa. Las áreas de estudio fueron un campo agrícola ubicado en la provincia de Málaga, España, donde se eligió un pequeño grupo de olivos para las encuestas con VANT, y un área de bosque abierto en las afueras de Sofía, la capital de Bulgaria, donde se sobrevoló un área de 10 ha compuesta principalmente por abedules. Se utilizó un dron DJI Phantom 4 Pro para la adquisición de imágenes. Aplicamos la estructura a partir del movimiento (SfM) para generar nubes de puntos 3D de árboles individuales, utilizando los paquetes de software Agisoft y Pix4D. La estimación del DAP en las nubes de puntos se realizó utilizando una herramienta de ajuste de círculos basada en RANSAC del paquete R TreeLS. Todos los árboles modelados tuvieron su DAP medido con cinta en el suelo para la evaluación de precisión. En el primer sitio de estudio, ejecutamos muchos vuelos diseñados de manera diversa, para identificar qué parámetros (altitud de vuelo, inclinación de la cámara y método de procesamiento) nos dieron las estimaciones de DAP más precisas; luego, la configuración de mejores ajustes resultante se utilizó para evaluar la replicabilidad del método en el área forestal de Bulgaria. La mejor configuración probada (altitudes de vuelo de aproximadamente 25 m sobre las copas de los árboles, inclinación de la cámara de 60 grados, superposiciones hacia adelante y laterales del 90%, procesamiento ultrahigh de Agisoft) resultó en errores cuadráticos medios (RMSE; %) por debajo del 5% de los diámetros de los árboles en el primer sitio y por debajo del 12.5% en el área forestal. Demostramos que, cuando se utilizan metodologías cuidadosamente diseñadas, SfM puede medir el DAP de árboles individuales con muy buena precisión, y hasta donde sabemos, los resultados presentados aquí son los mejores logrados hasta ahora utilizando fotogrametría basada en VANT (sobre la copa de los árboles).