Инвентаризация лесных культур с применением БПЛА в условиях Алтае-Новосибирского района лесостепей и ленточных боров

Abstract

Проведено сравнение таксационных характеристик культур сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), определенных методами наземного обследования и аэрофотосъемки с использованием беспилотного летательного аппарата в условиях юго-западной части ленточных боров Алтайского края. Исследование выполнено на семи участках лесных культур, созданных на крупноплощадных гарях, со средним биологическим возрастом культивируемых растений от 3 до 11 лет. На пробных площадях фиксировались возраст, густота, высота растений и диаметр их крон. Аэрофотосъемка выполнялась БПЛА DJI Phantom 4 Pro+ на высотах 50 и 85 м при пространственном разрешении 1,36–2,32 см/пикс. На ортофотопланах идентифицировались культивируемые растения с определением площади проекций их крон и эквивалентного диаметра. Метод аэрофотосъемки выявил в среднем на 18,7 % меньше растений. Не удалось зафиксировать преимущественно мелкие растения 2–3-летнего возраста, высаженные при дополнениях лесных культур. Средние диаметры крон по данным аэрофотосъемки в четырех из семи случаев были статистически значимо выше по сравнению с результатами наземных измерений (на 4,9–18,1 см), особенно велики различия оказались в культурах третьего года роста. Для культур пятого и десятого года роста различия не превышали 2,6–8,2 см и значимых различий между методами измерений в большинстве случаев выявлено не было. Сделан вывод о возможности применения апробированной методики при инвентаризации лесных культур пятого года роста и при отнесении несомкнувшихся лесных культур к землям, на которых расположены леса. Рекомендовано снизить высоту полета до 30–40 м при обследовании культур первого и третьего года роста, проводить съемку в период отсутствия зеленой травянистой растительности при солнечной погоде. Предложено увеличить густоту посадки лесных культур на крупноплощадных гарях района исследований до 5–6 тыс. шт./га.

A comparison of the taxation characteristics of Scots pine (Pinus sylvestris L.) forest crops, obtained by ground survey and aerial photography using an unmanned aerial vehicle (UAV) in the southwestern part of the ribbon forests of the Altai Krai was conducted. The research was conducted on seven forest crops plots established on large-scale burnt forest plots with an average biological age of the cultivated plants from 3 to 11 years. On the sample plots, age, density, tree height, and crown diameter were recorded. Aerial photography was performed by DJI Phantom 4 Pro+ UAV at altitudes of 50 and 85 m with a spatial resolution of 1,36–2,32 cm/pixel. Cultivated plants were identified on image maps determining the projected area of their crowns and their equivalent diameter. The aerial photography method detected, on average, 18,7 % fewer plants. Predominantly small 2–3-year-old plants planted during supplements to forest crops could not be reliably recorded. The average crown diameters derived from the aerial data were statistically higher in 4 of the 7 cases, by 4,9–18,1 cm, compared with ground measurements, with the largest discrepancies observed in third-year forest crops. For fifth- and tenth-year growth forest crops, differences did not exceed 2,6–8,2 cm, and significant differences between measurement methods were not detected in most cases. The research concluded that the tested methodology could be applied for inventory of fifth-year growth forest crops and for classifying non-closed forest crops as lands bearing forests. It is recommended to reduce flight altitude to 30–40 m when surveying first- and third-year growth forest crops and to conduct imaging in periods without green herbaceous vegetation. It was proposed to increase the planting density of forest crops on large-scale burnt forest plots in the research area to 5,000–6,000 trees per hectare.