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J-GLOBAL ID：202102266197005804   整理番号：21A2453560

北方森林におけるフィールド参照データ収集のためのバックパック,ハンドヘルド,アンダキャノピーUAV,および上部キャノピーUAVレーザ走査の比較【JST・京大機械翻訳】

Comparison of Backpack, Handheld, Under-Canopy UAV, and Above-Canopy UAV Laser Scanning for Field Reference Data Collection in Boreal Forests

著者 (10件)： Hyyppae Eric (Department of Remote Sensing and Photogrammetry, Finnish Geospatial Research Institute, 02431 Masala, Finland) ,  Yu Xiaowei (Department of Remote Sensing and Photogrammetry, Finnish Geospatial Research Institute, 02431 Masala, Finland) ,  Kaartinen Harri (Department of Remote Sensing and Photogrammetry, Finnish Geospatial Research Institute, 02431 Masala, Finland) ,  Kaartinen Harri (Department of Geography and Geology, University of Turku, 20014 Turku, Finland) ,  Hakala Teemu (Department of Remote Sensing and Photogrammetry, Finnish Geospatial Research Institute, 02431 Masala, Finland) ,  Kukko Antero (Department of Remote Sensing and Photogrammetry, Finnish Geospatial Research Institute, 02431 Masala, Finland) ,  Kukko Antero (Department of Built Environment, School of Engineering, Aalto University, P.O. Box 11000, 00076 Aalto, Finland) ,  Vastaranta Mikko (School of Forest Science, University of Eastern Finland, P.O. Box 111, 80101 Joensuu, Finland) ,  Hyyppae Juha (Department of Remote Sensing and Photogrammetry, Finnish Geospatial Research Institute, 02431 Masala, Finland) ,  Hyyppae Juha (Department of Built Environment, School of Engineering, Aalto University, P.O. Box 11000, 00076 Aalto, Finland)
資料名： Remote Sensing (Web)  (Remote Sensing (Web))
巻： 12  号： 20  ページ： 3327  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7270A  ISSN： 2072-4292  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究では,北方森林条件における個々の樹木レベルでのフィールド参照データ収集のための6つの新興移動レーザ走査(MLS)技術を比較した。検討中のシステムは,社内開発したAKHKA-R3バックパックレーザスキャナ,ハンドヘルドZeb-Horizonレーザスキャナ,アンダーキャノピーUAV(無人機)レーザ走査システム,および,点密度の異なる点雲を提供する3つの超キャノピーUAVレーザ走査システムであった。胸高(DBH),幹曲線,樹高および茎容積における直径の自動測定の方法の性能を評価するために,著者らは,6つのシステムの全てを利用して,スパース(n=42樹木)として分類された32m-32mの試験サイトでポイントクラウドデータを収集して,妨害した(n=43樹木)。2つの地上ベースのMLSシステムとアンダーキャノピーUAVシステムによって収集したデータを分析するために,著者らは,同時位置確認とマッピング(SLAM)技術,幹アーク検出アルゴリズム,および反復アークマッチングアルゴリズムを特徴とする著者らの最近の研究に基づくワークフローを使用した。このワークフローは,スキャナのSLAM補正軌道における小さいが関連する時間依存ドリフトにもかかわらず,点雲データからの正確な幹直径推定を得ることを可能にした。地上ベースMLSシステムおよびアンダーキャノピーUAVシステムは,28%の二乗平均平方根誤差(RMSE)を有する幹直径(DBH)の測定に使用できるが,茎曲線測定値は,システムおよび測定高さに依存する215%のRMSEを有した。さらに,バックパックとハンドヘルドスキャナは,約10%のRMSEで個々の樹木の茎容積を推定するために,十分に正確な樹高測定(RMSE=210%)に使用できた。類似の精度を,キャノピー下UAVシステムおよび上記のキャノピー飛行レーザ走査装置で抽出した樹高で推定した茎曲線を組み合わせるとき,得た。重要なことに,これら3つのMLSシステムの体積推定誤差は,2つの試験サイトでの手動現場測定に対応する誤差と同じレベルであることが分かった。3つのキャノピー飛行UAVシステムによって収集した点雲データを解析するために,著者らは,近隣のプロットから収集した現場基準データに関して訓練したランダム森林モデルを使用した。ランダム森林モデルを用いて,1020%のRMSE,28%のRMSEを有する樹高,および2050%のRMSEを有する茎容積を有する個々の樹木のDBHを推定できた。その結果,地上ベースおよびキャノピー下MLSシステムは,個々の樹木レベルでのフィールド参照データ収集のための有望なアプローチを提供するが,一方,上記のUAVレーザ走査システムの精度は,高精度のフィールド参照データに対する個々の樹木の幹属性の予測にはまだ十分ではないことを示した。Copyright 2021 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： ドリフト ,  無人機 ,  走査装置 ,  飛翔 ,  *データ収集 ,  レーザスキャナ ,  ワークフロー ,  樹高
準シソーラス用語： *ハンドヘルドコンピュータ ,  推定誤差 ,  ランダムフォレスト ,  検出アルゴリズム ,  *レーザ走査 ,  点群データ ,  *バックパック , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (6件)： モバイルレーザ走査 ,  空中レーザ走査 ,  バックパックレーザ走査 ,  樹冠下UAVレーザ走査 ,  ハンドヘルドレーザ走査 ,  樹冠上UAVレーザ走査

分類 (2件)： 測樹学  (FF01040T) ,  写真測量,空中写真  (RC02040D)

引用文献 (56件)：

• Hyyppä, J.; Hyyppä, H.; Inkinen, M.; Engdahl, M.; Linko, S.; Zhu, Y.H. Accuracy comparison of various remote sensing data sources in the retrieval of forest stand attributes. Forest Ecol. Manag. 2000, 128, 109-120.
• Yu, X.; Hyyppä, J.; Karjalainen, M.; Nurminen, K.; Karila, K.; Vastaranta, M.; Kankare, V.; Kaartinen, H.; Holopainen, M.; Honkavaara, E.; et al. Comparison of laser and stereo optical, SAR and InSAR point clouds from air-and space-borne sources in the retrieval of forest inventory attributes. Remote Sens. 2015, 7, 15933-15954.
• Clark, N.A.; Wynne, R.H.; Schmoldt, D.L.; Winn, M. An assessment of the utility of a non-metric digital camera for measuring standing trees. Comput. Electron. Agric. 2000, 28, 151-169.
• Gougeon, F.A.; Leckie, D.G. Individual tree crown image analysis-a step towards precision forestry. In Proceedings of the First International Precision Forestry Cooperative Symposium, Seattle, WA, USA, 17-20 June 2001; pp. 43-49.
• Luoma, V.; Saarinen, N.; Wulder, M.A.; White, J.C.; Vastaranta, M.; Holopainen, M.; Hyyppä, J. Assessing precision in conventional field measurements of individual tree attributes. Forests 2017, 8, 38.

タイトルに関連する用語 (9件)： 森林 ,  フィールド ,  参照データ ,  収集 ,  バックパック ,  ハンドヘルド ,  キャノピー ,  UAV ,  レーザ走査