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作家相片蔡慧慧

手持式光達的林業應用與 AI 點雲自動辨識提升作業效率

已更新:10月22日


H120

手持式光達 LiGrip H120 搭配 LiDAR 360 點雲


森林資源調查無論是對於生態環境的研究、水源土壤的維護,抑或是當今最熱門話題-淨零碳排等,都是離不開的議題,而相信大家對使用光達技術來協助森林調查也不算陌生,像是基於無人機或是直升機的大範圍掃描,或是地面基站式的掃描也在國內外行之有年。但有沒有一種可能,是我們不再需要攜帶龐大且笨重的設備,可以靈活不受地形限制地穿梭於森林中,也能擷取樹木重要且完整的資訊,並且在後續資料的分析還能有更加快速又有效的自動化處理呢?


這次翔隆航太就來分享一個利用手持式光達 LiGrip H120 搭配 LiDAR 360 點雲自動分析軟體的林業調查案例:


今年春天我們應邀來到台中針對一塊約莫七分大的林地進行掃描。本次掃描使用 LiGrip H120即時定位建模的技術(SLAM)來取得現地實況;因為現場屬於較為茂密的林況,我們採連續三角的封閉路徑穿梭在林木間,在確保效率的情況下同時提升掃描接觸面。


三角封閉路徑走法

掃描視角達360度的 LiGrip H120 搭配三角封閉路徑走法能夠快速獲取樹木細節


整個案場包含場地布置、掃描、設備撤收只花70分鐘,全區掃描僅以一顆電池即可完成。後續直接透過 GVI 自家點雲預處理軟體 LiFuser-BP 進行軌跡、顏色與點雲的融合。

案場點雲

先做初步解算再做測區拼接,約兩小時即可得到完整的案場點雲

點雲裁切

預處理完成後的點雲再根據所需範圍稍做裁切,去除路人或車輛等多餘資訊

局部去除點雲

可局部去除不需要的點雲,例如電線桿

高程模式

匯出所需要的範圍 (以高程模式顯示)


有了完整的林地點雲資料,接下來要如何快速獲取每木樹高、胸徑和座標等資訊呢?

讓我們來試試 GVI LiDAR360 點雲後處理軟體中的林業模組進行自動分析,看看 AI 的辨識能不能滿足用戶的需求

AI自動辨識

LiDAR360 具有 AI 自動辨識單木的功能,能將每棵樹區分出來並隨機上色同時賦予ID。

剖面功能檢視

可以透過剖面功能來檢視點雲及單木分割狀況

手動操作取消
單木分割

對於已經完成單木分割的樹,若不想列入統計,也可手動操作取消單木ID

系統自動生成

系統會自動生成包含每木ID、相對座標、樹高、胸徑、樹冠大小…等報表

相對座標

自動生成每木相對座標,有利樹籍圖製作,方便多期資料比對。

(可再透過控制點轉換至絕對座標)

數值差異

最後我們來檢核自動分析與現場量測的數值差異

檢核基準

現場抽樣四個排面共40棵樹木的胸徑做為檢核基準

第一排剖面

第一排剖面

第二排剖面

第二排剖面

LiDAR360自動分析

LiDAR360自動分析成果(單位:公分),差異較大者再行手動量測。


根據比對結果,我們發現在不受過高的雜草干擾及撇除底部有過多的分枝的前提下,LiDAR360進行樹胸徑自動辨識得到的成果與現場人工量測的差值可小於1公分!以此可以證明LiGrip H120 的掃描品質及 LiDAR360 的辨識能力足以協助林木生長的紀錄,大幅省去外業時間和人力,若應用於造林地,於刈草後進行掃描效果更加,將確保掃描與點雲判讀品質較不受干擾,實現高效率的智慧農業管理。翔隆航太在台灣代理銷售 GreenValley International 產品多年,目前台灣已有不少測繪測量公司採用 GreenValley 各式光達設備,若您想更進一步了解 GreenValley International,歡迎致電翔隆航太,我們將有專人與您聯繫約訪展示!


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