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 enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti
Volyymi
78
Numero
3
Artikkelinumero
79
ISSN
Julkaisufoorumi
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