Caractérisation de la structure forestière Module FTH 2013 par TLS Jean-Baptiste Deffontaines, Alexandra Gillespie, Cannelle Phillips Encadrants: G. Vincent et D. Sabatier
Contenu Introduction et objectifs Outil TLS Méthodes Résultats, premières analyses et pistes d approfondissements Avantages, inconvénients & limites 2
Introduction Light detection and ranging (LIDAR) Technologie laser à balayage description à haute résolution spatiale de la structure de la canopée et de l état de végétation Terrestrial Laser Scanner (TLS) En opposition au Airborne Laser Scanner (ALS) 3
Définitions Amplitude: Intensité du signal optique Ratio entre l amplitude mesurée et le seuil de détection du capteur Réflectance: Différence entre amplitude mesurée et amplitude d une cible de réflectance diffuse Déformation («déviation») : Décrit la déformation de la forme du pulse d onde Déviation nulle idéale 4
Objectifs initiaux 1. Extraction de la hauteur de la canopée & comparaison des résultats de hauteur de canopée avec ALS a) Extraction des points min Modèle Numérique de Terrain (MNT) b) Extraction des points max Modèle Surfacique de Canopée (MSC) c) Géoréférencement 2. Caractérisation de la différence de réflectance en fonction du type de matériaux 3. Optimisation de la méthodologie et du rendement de prise d'information a) Test des résultats avec diminution de la fréquence des relevés 5
L Outil TLS RIEGL Laser Measurement Systems Z-400 Rayon laser balaye la surface des éléments & enregistre distance a l appareil Ensemble des points forme un nuage de points 3D visualisable en temps réel Rotation verticale Rotation horizontale 6
Méthodes P15 à Paracou - ALS en 2011 150 mètres de long, maille de 10m x 10m 92 scans: 46 scans horizontaux, 46 scans verticaux Points sols acquis tous les 20 m par géomètre 7
Méthodes 8
Analyses des nuages de points Logiciels: RiScan Pro 9
Présentation des résultats bruts Présentation Riscan 10
Analyses des nuages de points Logiciel: Lastools Données brutes Lastools groundz Lastools DEM (MNT) Lastools Duplicate Lastools grid 11
Analyses des nuages de points Logiciels: Quantum GIS 12
Analyse (1) MNT et hauteur de la canopée 13
Analyse (2) Hauteur de la canopée et comparaison ALS 14
Analyse (3) Variation de la réflectance en fonction des matériaux observation et pistes d approfondissements 15
Analyse (4) Atténuation du signal dans la canopée 16
Analyse (4) Atténuation du signal dans la canopée 17
Avantages & Inconvénients Advantages: Quantité de données brutes élevées Pas de contact avec l objet Fiabilité des données Inconvénients: Données volumineuses Travail avec donnees simplifiees (.mon) Investissement materiel et logiciel Traitement lourd: déviation & gestion des ombres Instabilité des cibles Problème d acquisition des points proches Erreurs système 18
Nos limites Formation à l utilisation de logiciels complexes Période d analyse limitée dans le temps Traitements de données informatiques lourdes, difficilement prises en charge par nos ordinateurs 19
Bibliographie Béland M, Widlowski J, Fourniera RA, Côté J, Verstraete MM (2011) Estimating leaf area distribution in savanna trees from terrestrial LiDAR measurements. Agricultural and Forest Meteorology 151:1252-1266 Dassot M, Constant T, Fournier M (2011) The use of terrestrial LiDAR technology in forest science: application fields, benefits and challenges. Annals of Forest Science 68:959-974 Fournier, R, L utilisation du lidar terrestre en foresterie, Département de géomatique appliquée, Université de Sherbrooke, www.oifq.com/pdf/lidar/am_3_fournier.pdf Hopkinson C, Lovell J, Chasmer L, Jupp D, Kljun N, van Gorsel E (2013) Integrating terrestrial and airborne lidar to calibrate a 3D canopy model of effective leaf area index. Remote Sensing of Environment 136:301-314 Hudak AT, Evans JS, Smith AMS (2009) LiDAR utility for natural resource managers. Remote Sens. 1:934-951 Vincent G, F.Caron, Sabatier D, Blanc L (2012) LiDAR shows that higher forests have more slender trees. Bois et Forêts des Tropiques 314:51-56 http://www.riegl.com/nc/products/terrestrialscanning/produktdetail/product/scanner/5/
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