Tvorba stromové mapy na kalamitním území s využitím bezpilotního letadla

Martin Koudelka

Bachelor's thesis

Utilization of small unmanned aerial system imagery for developing tree map of a post-windthrow forest stand

Abstract:

Předmětem této práce je ověření aplikace bezpilotního letadla a tvorba stromové mapy kalamitní události nacházející se na území Národního parku Šumava, na základě které jsou následně odvozeny dendrometrické veličiny. Plocha byla zasažena větrnou kalamitou se sekundárním napadením hmyzími škůdci, zejména lýkožroutem smrkovým (Ips typographus). Data budou dále použita pro výzkum šíření těchto škůdců. V první části jsou popsány bezpilotní letadla, konstrukce, nesené senzory a jejich využití v lesnictví. V rámci práce je také přiblížen základní princip získávání fotogrammetrických dat s pomocí bezpilotního letadla, metoda tvorby referenčních dat a jejich analýza v mapovém programu ArcGIS Desktop a tabulkového softwaru Microsoft Excel. Celkem bylo na ploše 22 ha označeno 655 ležících kmenů a 1552 stojících stromů. Průměrné i konkrétní hodnoty rozdílů určení výčetního průměru a délky kmenů jsou porovnány mezi zkusnou plochou a rastrovým modelem. Výsledná průměrná relativní čtvercová chyba tlouštěk dosahovala 17 %, zatímco v případě výšek 22 %. Co se týče přesnosti selekce, z digitálních dat bylo určeno 78 % všech stromů oproti počtu jedinců zaměřených na ploše pozemní validací. V diskuzi jsou rozebrány důvody zkreslení dat a návrhy na eliminaci chybovosti obou posuzovaných veličin.

Abstract:

The main subject of this thesis is evaluation of UAV application for dendrometric data acquisition through previously created tree map of forest located in National park Šumava, which has been struck by windthrow followed by the secondary bark beetle (Ips typographus) outbreak. The data will be further used for research of this insect’s dispersal. In the first part there is a description of unmanned aircraft, their construction, sensors carried and their use in forestry. Furthermore, it is described the base principal of photogrammetric data acquisition with help of an unmanned aircraft, referential data acquisition principle and their analysis in map software ArcGIS Desktop and table software Microsoft Excel. Overall on the 22 field there was discovered 655 lying stems and 1552 standing trees. Mean and absolute values of diameters at breast height and longitude gained from raster data and field measurements differences are compared. Total relative mean square error of diameters was 17 % and 22 % in terms of longitude. Precision of stem selection was 78 % comparing raster and ground field validation data. The reasons causing distortions and propose for error elimination is described in the discussion.

Keywords

bezpilotní letadlo, mapování, fotogrammetrie, kalamitní území

Keywords

unmanned aircraft, mapping, photogrammetry, calamity area

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 6. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Karel Kuželka, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Bachelor programme / field:
Forestry / Forestry