Како да се спроведе шумски преглед со помош на дрон
Шумските истражувања се неопходни за разбирање на условите на екосистемот, следење на промените во земјишната покривка, откривање на штети и поддршка на планирањето за зачувување и управувањето со природните ресурси. Во последниве години, употребата на дронови (беспилотни летала) стана популарно решение поради нивната способност за брзо, детално и релативно безбедно собирање податоци во споредба со теренските истражувања, кои бараат долго време и тежок пристап до теренот. Дроновите можат да помогнат во мапирањето на шумските области, идентификувањето на вегетацијата и поефикасно следење на пожарите и нелегалната сеча . Па, како да спроведете шумски истражувања со помош на дрон? Еве еден комплетен водич.
1. Утврдете ја целта и потребите на анкетата
Најважниот почетен чекор е да се дефинираат целите на истражувањето. Овие цели ќе влијаат на видот на дрон, сензорите, методот на лет и обработката на податоците. Некои вообичаени цели за шумските истражувања вклучуваат:
– Мапирање на земјишната покривка за да се утврди обемот на шумата, отворените површини или промените со текот на времето.
– Инвентар на вегетација (густина на крошната, специфични видови растенија, здравје на крошната).
– Мониторинг на нелегални активности како што се нелегална сеча и расчистување на земјиште.
– Анализа на ризик од пожар и следење по пожарот.
– Планирање на рехабилитација и евалуација на успехот на пресадувањето.
Доколку вашата цел бара информации за висината на крошната или структурата на вегетацијата, можеби ќе ви треба специјализиран сензор како LiDAR. Сепак, за едноставно мапирање и визуелна документација, стандардна RGB камера често е доволна.
2. Избор на вистински дрон и сензор
Изборот на дронови е во голема мера под влијание на условите на теренот и областа на покриеност. Општо земено, најчесто се користат два вида дронови:
1. Мултиротор (четворокоптер/мултикоптер)
Предности: стабилен, лесен за контрола, погоден за мали-средни површини, способен за ниско летање и снимање детални снимки.
Недостатоци: пократко траење на летот (просечно 20–40 минути).
2. Фиксно крило (фиксно крило)
Предности: широк дострел, подолго траење на летот, погодно за истражувања на големи размери.
Недостатоци: бара површина за полетување/слетување и повисоки вештини.
Освен дронот, земете ги предвид и сензорите што се користат:
– RGB камера за фотографии со висока резолуција, основно мапирање и визуелна документација.
– Мултиспектрална анализа за здравје на вегетацијата (на пр. NDVI).
– Термички за откривање на жаришта, животни или рани пожари.
– LiDAR за мапирање на структурата на шумата, вклучувајќи ја висината на дрвјата и моделите на површината на земјата под крошната.
3. Управување со дозволи и безбедносни аспекти
Истражувањата со дронови се предмет на регулатива. Проверете дали ги разбирате прописите за летање со дронови во вашата област, вклучувајќи ги ограничувањата на висината, забранетите области и барањата за регистрација. Доколку истражувањето се спроведува во заштитени подрачја или национални паркови, обично се потребни посебни дозволи од локалните власти.
Дополнително, креирајте план за безбедност:
– Проверете ја времето и брзината на ветерот.
– Избегнувајте летање во близина на станбени области или толпи.
– Подгответе процедури за итни случаи во случај дронот да го изгуби сигналот или да доживее пречки.
– Донесете резервни батерии и комуникациски уреди.
Безбедноста на операторите, тимовите и животната средина е врвен приоритет.
4. Планирање на мисии на летот
Фазата на планирање на мисијата е клучна за квалитетот на податоците. При планирањето, треба да утврдите:
– Област на интерес (ЗИ): границата на подрачјето на истражување во форма на полигон.
– Висина на лет: колку е помала надморската височина, толку се подетални резултатите, но толку е подолго времето на покриеност.
– Преклопување на фотографиите: генерално 70–80% напред и 60–70% странично за фотограметрија.
– Шема на патека на летот: мрежа или двојна мрежа за да се обезбеди рамномерна покриеност.
– Растојание на земање примероци од земја (GSD): големината на пикселите на земјата е индикатор за резолуцијата на мапата.
Користете апликација за планирање летови како DJI Pilot, Pix4Dcapture, DroneDeploy или Mission Planner (во зависност од вашиот уред). Исто така, обрнете внимание на условите во шумите: густата покривка на крошните и разликите во височината можат да влијаат на квалитетот на мапирањето.
5. Подгответе ги точките за контрола на земјата (GCP) за точност
Доколку за снимање е потребна висока точност (на пример, за мапирање на границите на земјиштето или инженерско планирање), најдобро е да се користат контролни точки на земјиштето (GCP). GCP се референтни точки на теренот чии координати се мерат со геодетски GPS/RTK.
Чекорите:
– Распоредете ги GCP на неколку стратешки точки во областа на истражување (агли и центар).
– Користете маркери кои се јасно видливи од воздух.
– Запишете ги координатите внимателно и во формат што одговара на софтверот за обработка.
Ако користите дрон со RTK/PPK, бројот на GCP може да се намали, но тие сè уште се корисни како контролни точки.
6. Имплементација на анкети на терен
На денот на настанот, направете листа за проверка пред да летате:
– Калибрирајте го компасот и IMU доколку е потребно.
– Проверете дали батеријата е полна и дали има доволно мемориска картичка.
– Проверете ја состојбата на пропелерите и телото на дронот.
– Проверете дали поставките на фотоапаратот се точни: брзина на блендата, ISO, фокус и формат на датотека.
Извршете го летот како што е планирано. За шумски истражувања, обрнете внимание на неколку важни работи:
– Избегнувајте прениско летање над крошните на дрвјата поради ризик од судир.
– Одржувајте ја стабилноста на летот за да не се замати сликата.
– Евидентирајте ги дневниците за летови и условите на терен (временски услови, време, технички проблеми).
Ако областа е многу голема, направете неколку летови и осигурајте се дека управувањето со батериите се врши дисциплинирано.
7. Обработка на податоци (фотограметрија и анализа)
Откако ќе се соберат податоците, следниот чекор е обработка на фотографиите или податоците од сензорот во мапски производ. За RGB/мултиспектрални слики, вообичаен метод е фотограметријата, со користење на софтвер како што се Agisoft Metashape, Pix4Dmapper или WebODM.
Типични резултати вклучуваат:
– Ортомозаик: геометриски корегирана фото-мапа.
– Дигитален површински модел (DSM): површински модел кој вклучува крошни на дрвја.
– Дигитален модел на терен (DTM): модел на површината на земјиштето (потежок во шумите без LiDAR).
– Облак од точки: 3Д податоци од точки за структурна анализа.
За анализа на здравјето на вегетацијата, можете да пресметате индекси како што е NDVI од мултиспектрални податоци. За откривање на промени, споредете ги ортомозаиците од различни временски периоди и извршете класификација на земјишната покривка.
8. Интерпретација на резултатите и известување
Готовите податоци треба да се преведат во лесно разбирливи информации. Во оваа фаза, можете:
– Мерење на површината на шумската покривка и отворените површини.
– Идентификувајте нелегални пристапни патишта или места за сеча.
– Одредување на приоритетни локации за рехабилитација.
– Креирајте тематски мапи и технички извештаи.
Добриот извештај обично вклучува:
– Цели и локација на анкетата.
– Спецификации на дроновите, сензорите и параметрите на летот.
– Методи за обработка на податоци и нивоа на точност.
– Главни наоди заедно со мапи и визуелна документација.
– Препораки за следење.
9. Чести предизвици и практични совети
Шумските истражувања имаат уникатни предизвици, вклучувајќи:
– GPS сигналите и комуникациите можат да бидат нарушени од топографијата и покривката од крошна.
– Нерамномерно осветлување поради сенките од дрвјата, особено кога сонцето е ниско.
– Разликите во надморската височина создаваат неконзистентно преклопување ако надморската височина на летот не е прилагодена.
Совети за поуспешна анкета:
– Летајте по ведро време со слаб ветер.
– Обидете се да го направите мерењето поблиску до пладне, за да бидат сенките пократки.
– Користете автоматски режим за да ја одржите конзистентноста и преклопувањето на патеката.
– Редовно зачувувајте ги податоците и креирајте резервни копии на терен.
– Доколку е можно, комбинирајте ги податоците од беспилотни летала со теренски податоци (вистини од терен) за да ја зголемите валидноста.
Затворање
Спроведувањето шумски истражувања со употреба на дронови е современ пристап кој нуди брзина, точност и висока флексибилност. Со внимателно планирање - од одредување цели, избор на дронови и сензори, добивање дозволи, планирање мисии, до обработка и анализа на податоци - дроновите можат да бидат многу ефикасна алатка за мапирање и следење на шумите. Во услови на растечки предизвици на уништување на шумите и деградација на земјиштето, технологијата на дронови им помага на различни страни да донесуваат одлуки базирани на податоци и да ги забрзаат напорите за зачувување и одржливо управување со шумите.
Доколку сакате, можам да ви помогнам да креирате примерок план за лет со параметри за надморска височина, преклопување и проценето траење на батеријата за дадена област.
