Tree-LiMS: набор данных лидара и мультиспектра с дронов по 108 буковым деревьям в Италии

Набор данных Tree-LiMS, описанный в Annals of Forest Science, содержит разновременные данные лидара и мультиспектральной съёмки с БПЛА по отдельным деревьям бука лесного (Fagus sylvatica L.) на Alpe di Catenaia в провинции Ареццо, центральная Италия. Он фиксирует изменения архитектуры и фенологии 108 деревьев при разных режимах ведения лесного хозяйства. Данные открыты на Zenodo, есть стандартизованный файл метаданных biomedcentral.comAnnals of Forest Sciencebiomedcentral.comОткрыть источник ↗.

Работа охватывает два участка в буковых древостоях, которые переводят из порослевых в высокоствольные. Участок DIR (4000 м²) ведётся с традиционными рубками ухода и имеет более высокую плотность деревьев. Участок SEM (14 000 м²) — естественно возобновившийся древостой с меньшей плотностью и более крупными кронами. На каждом участке анализировали по 54 дерева.

Съёмка и обработка

Лазерное сканирование выполнено квадрокоптером DJI Matrice 350 с сенсором Zenmuse L1: дальность 450 м при отражательной способности 80%, 240 000 точек в секунду в режиме одного возврата, точность измерения дальности 3 см на 100 м. Мультиспектральную съёмку вёл DJI Mavic 3M с RGB-камерой и четырьмя 5-мегапиксельными мультиспектральными камерами (зелёный 560 ± 16 нм, красный 650 ± 16 нм, красный край и ближний инфракрасный). Полёты проходили на высоте около 55 м над цифровой моделью рельефа со скоростью 13 км/ч; средняя плотность лидарных точек составила 1500 на м². Съёмку проводили с 10:00 до 12:00 в ясную безветренную погоду.

Облака точек обработали в DJI Terra 4.1.0, отдельные деревья выделяли в Trimble RealWorks. Площадь проекции и объём кроны получены по выпуклым оболочкам с помощью пакета lidR. Рассчитаны пять вегетационных индексов: NDVI, Green NDVI, Normalized Difference Red-Edge Index, Leaf Chlorophyll Index и OSAVI. Значения пикселей брали из ядра в 400 пикселей, заданного по форме кроны без листвы на лидарной съёмке 8 апреля 2024 года biomedcentral.comAnnals of Forest Sciencebiomedcentral.comОткрыть источник ↗.

Состав и проверка

Структурные признаки хранятся в таблице R (tibble) PlantArchTraits. В ней указаны высота дерева, высота прикрепления кроны, площадь проекции и объём кроны, асимметрия распределения высот облака точек и высота максимальной плотности точек. Есть также профили плотности листовой поверхности по слоям 1 м и значения индекса растительной поверхности.

Проверка показала, что высота деревьев между съёмками без листвы и с листвой почти не менялась, погрешность около 0,3 м. Деревья на DIR были примерно на 0,5 м ниже, чем на SEM, что совпало с данными полевой инвентаризации. Проекция и объём кроны умеренно выросли летом, что согласуется с развитием листвы.

Среднегодовая температура на объекте составляет 9,2 °C. Месячные осадки максимальны в ноябре (165,1 мм) и минимальны в июле (48,9 мм) biomedcentral.comAnnals of Forest Sciencebiomedcentral.comОткрыть источник ↗.