Erstellen von Kronendach-Höhenmodellen aus Lidar in Global Mapper Pro

Global Mapper Pro verfügt über die Werkzeuge zur Erstellung von Kronendach-Höhenmodellen aus Lidar, ohne dass Erweiterungen erforderlich sind.

Ein Kronendach-Höhenmodell (Canopy Height Model, CHM) ist ein Raster, das die Baumhöhen als kontinuierliche Fläche abbildet. Es stellt die Höhe des höchsten Punktes über dem Boden dar. Sie können in Global Mapper Pro leicht erstellt werden, indem ein DTM (digitales Geländemodell) erstellt wird, das den Boden darstellt, ein DSM (digitales Oberflächenmodell), das die Bäume darstellt, und diese subtrahiert werden:

Kronenhöhenmodell = Digitales Oberflächenmodell - Digitales Geländemodell

Die Vermessung von Wäldern mit Fernerkundungsmethoden wie Lidar spart Zeit und Arbeitskraft. Lidar kann das Kronendach und das Unterholz durchdringen, so dass die Höhe des Bodens präzise bestimmt werden kann - selbst in dichtem oder unzugänglichem Gelände. Weitere Informationen darüber, wie Lidar den Boden "sieht", finden Sie in diesem Blog über Punktwolkenarten.

Eine schnelle Möglichkeit, eine Schätzung der Baumhöhe ohne Verwendung von Rastern anzuzeigen, besteht darin, den Lidar Zeichenmodus in Farbe nach Höhe über dem Boden zu ändern. Dieses Werkzeug misst die Höhe für jeden Punkt über einer geschätzten Bodenoberfläche. Um genauere Ergebnisse zu erzielen, sollten Sie die Bodenpunkte zunächst klassifizieren.

HINWEIS: Einzelne Baumstandorte, Kronengröße und Baumhöhe können direkt aus dem Lidar extrahiert werden. Schauen Sie sich dieses Youtube-Video über die Extraktion von Baum Elementen an, um mehr zu erfahren.

Zunächst müssen die Lidar-Daten klassifiziert werden, um Bodenpunkte von der Vegetation zu unterscheiden. Global Mapper verfügt über automatische Lidar-Klassifizierungswerkzeuge, die dies zu einem einfachen Prozess machen. Weitere Informationen finden Sie in diesem Video über Lidar-Klassifizierung und Rastererstellung.

Ein Digitales Geländemodell (DGM) ist ein Raster, das den nackten Boden ohne jegliche Vegetation darstellt. Es ist eine feste Oberfläche, die aus den niedrigsten Punkten in jedem Gebiet besteht. Verwenden Sie das Werkzeug Höhenraster erstellen, um das DGM aus dem Lidar zu erstellen. Wählen Sie in den Einstellungen die Option Binning: Minimum und verwenden Sie den Button Filter Lidar Points..., um nur die Bodenpunkte zu verwenden.

Das Kronendach-Höhenmodell ist der Höhenunterschied zwischen dem DTM und dem DSM. Dies ist in der nachstehenden Abbildung zu sehen, in der die beiden gestapelten Ebenen aus einer senkrechten Perspektive dargestellt sind. Nach der Subtraktion zeigt das resultierende Raster Werte der Baumhöhe anstelle der Höhe, die normalerweise mit Rastern verbunden ist.

Subtrahieren Sie die Ebenen mit dem Werkzeug Geländebenen zusammenfügen/vergleichen und wählen Sie die Option Subtraktion - ohne Vorzeichen, da wir wissen, dass alle Werte positiv sein werden; alle Bäume sind oberirdisch. Außerdem ist die Reihenfolge der Ebeneneingabe irrelevant.

Durch die Berechnung wird eine neue Ebene, das CHM, erstellt, auf der Sie die Struktur der Baumhöhen in Ihrem Untersuchungsgebiet sehen können. Sie können dies mit anderen Daten vergleichen, um zu ermitteln, warum die Höhen so verteilt sind, wie sie sind. Beurteilen Sie zum Beispiel die Neigung und den Aspekt, indem Sie die Schattierung für Ihr DTM ändern. Es können auch andere Daten einbezogen werden, z. B. Niederschlag, Boden und andere Standortindizes.

Um die Daten farblich zu gestalten, können Sie die Schattierungs-Optionen verwenden, um "hohe" Bäume von "kurzen" visuell zu unterscheiden. Das obige Bild verwendet eine integrierte Schattierung, die Magma Schattierung, aber Sie können auch eigene Schattierungen erstellen.

Das Lidar in diesen Bildern wurde kostenlos von der USGS National Map heruntergeladen.