Estimation of the quantity of dead wood after of windthrow through aerial images in Tuscany, Italy

Ing. Erico Heinz Kutchartt Ruedlinger

Master's thesis

Odhad množství mrtvého dřeva po větrné kalamitě pomocí leteckých snímků v italském Toskánsku

Anotácia:

V posledních pěti letech bylo Toskánsko postiženo velkými vichřicemi, které zapříčinily rozsáhlé škody v lesích. Jedním z hlavních úkolů státní správy byla kvantifikace škod způsobených vichřicí. Cílem této studie bylo vyvinout novou finančně přijatelnou metodu, která by dokázala odhadnout množství mrtvého dřeva po větrné kalamitě pomocí prostředků dálkového průzkumu Země a geografického informačního systému. Byly testovány metody řízené fotointerpretace v kombinaci s liniovým výběrem (line intersect sampling LIS) a neřízené fotointerpretace spojené s metodou normalizované křížové korelace (normalized cross-correlation NCC) na ortofotosnímcích s vysokým rozlišením. Výsledky byly porovnávány s kontrolními daty získanými pozemním měřením. Na 10 vybraných územích severovýchodního Toskánska byla provedena oblastní studie. Zasaženy byly hlavně jehličnaté porosty. Výsledky dosažené neřízenou metodou byly lepší, avšak mezi metodami nebyly zjištěny statisticky významné rozdíly. Automatickou metodu lze uplatnit především na velkých plochách, kde jsou výsledky v porovnání s kontrolními daty velmi přesné. Naproti tomu tato metoda zatím není vhodná pro malé plochy.

Abstract:

Tuscany has suffered severe windstorms in the last five years, causing major damages to the forests. Quantifying the damage after these disturbances has been the main concern for authorities. The objective of this study was develop a new, cost effective methodology to estimate dead wood volumes post windthrow through remote sensing and GIS tools, testing a supervised photo-interpretation in combination with LIS and an unsupervised photo-interpretation called NCC through RGB images with 0.2 m GSD. Additionally, field-assessed were obtained as control data. The study area was conducted in the Tuscany region, where 10 areas were selected. The species affected were mostly conifers. The results obtained by the unsupervised were better than supervised, but both methods did not show statistically significant differences. The NCC method showed promising results, but mostly in big areas, where the results showed accurate volumes. On the other side, small areas are not suitable to be under NCC methods yet, due to the low accuracy obtained in the volumes in this study.

Kľúčové slová

škody větrem, RGB obrazy, foto-interpretace, line intersect sampling, mrtvé dřevo, Toskánsko, Itálie

Keywords

windthrow, RGB images, photo-interpretation, line intersect sampling, dead wood, Tuscany, Italy

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 14. 4. 2017

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: doc. Ing. Karel Drápela, CSc.

Mendel University in Brno

Faculty of Forestry and Wood Technology

Master programme / odbor:
European Forestry / European Forestry