undefined

Estimation of breast height diameter and trunk curvature with linear and single-photon LiDARs

Julkaisuvuosi

2021

Tekijät

Ahola, Jari M.; Heikkilä, Tapio; Raitila, Jyrki; Sipola, Teemu; Tenhunen, Jussi

Tiivistelmä

<b>Key message</b><br/>New technologies can take us towards real precision forestry: the terrestrial single-photon avalanche diode (SPAD) light detection and ranging (LiDAR) has a great potential to outperform conventional linear mode LiDARs in<br/>measuring tree parameters at the stand level.<br/><b>Context </b><br/>Precision forestry together with new sensor technologies implies Digital Forest Inventories for estimation of volume and quality of trees in a stand.<br/><b>Aims </b><br/>This study compared commercial LiDAR, new prototype SPAD LiDAR, and manual methods for measuring tree quality attributes, i.e., diameter at breast height (DBH) and trunk curvature in the forest stand.<br/><b>Methods </b><br/>We measured 7 Scots pine trees (Pinus sylvestris) with commercial LiDAR (Zeb Horizon by GeoSLAM), prototype SPAD LiDAR, and manual devices. We compared manual measurements to the DBH and curvature values estimated based on LiDAR data. We also scanned a densely branched Picea abies to compare penetrability of the LiDARs and detectability of the obstructed trunk.<br/><b>Results </b><br/>The DBH values deviated 1–3 cm correlating to the specifed accuracies of the employed devices, showing close to acceptable results. The curvature values deviated 1–6 cm implying distorted range measurements from the top part of the<br/>trunks and inaccurate manual measurement method, leaving space for improvement. The most important fnding was that the SPAD LiDAR outperformed conventional LiDAR in detecting tree stem of the densely branched spruce.<br/><b>Conclusion </b><br/>These results represent preliminary but clear evidence that LiDAR technologies are already close to acceptable level in DBH measurements, but not yet satisfactory for curvature measurements. In addition, terrestrial SPAD LiDAR has a great potential to outperform conventional LiDARs in forest measurements of densely branched trees.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

Ahola Jari M.

Tenhunen Jussi

Raitila Jyrki

Heikkilä Tapio Orcid -palvelun logo

Sipola Teemu

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

78

Numero

3

Artikkelinumero

79

Julkaisu­foorumi

51221

Julkaisufoorumitaso

1

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Kokonaan avoin julkaisukanava

Kustantajan version lisenssi

CC BY

Rinnakkaistallennettu

Ei

Muut tiedot

Tieteenalat

Ympäristötiede; Ekologia, evoluutiobiologia; Metsätiede

Avainsanat

[object Object],[object Object]

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Ei

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1007/s13595-021-01100-0

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä