LiDAR – одна из самых перспективных технологий в лесной отрасли. Журнал «ЛПК Сибири» совместно с ForestTech Accelerator, одной из первых в России площадок для пилотирования инноваций в ЛПК, рассказывают о том, как лазерное сканирование лесов приходит на смену традиционной таксации и помогает вести устойчивое лесопользование.
Суть технологии раскрывает ее название: LiDAR от английского Light Identification Detection and Ranging – световое обнаружение и определение дальности. Работает это следующим образом: оптическая система посылает световой сигнал, на его основе получает и обрабатывает информацию об удаленных объектах – и, используя эти данные, создает трехмерное изображение сканируемого объекта. История технологии началась в 1960-х годах XX века – LiDAR использовался для отслеживания спутников и военных целей. Со временем технология совершенствовалась, а поле ее применения расширялось. К примеру, сегодня LiDAR-сканер среди прочего встроен в последнюю модель iPad Pro.
Одно из самых широких распространений технология лазерного сканирования получила в лесной отрасли. С начала 2000-х во всем мире LiDAR стали применять как альтернативу традиционным методам таксации лесов. Активно этот подход разрабатывался и в России. Так, красноярский Институт леса им. Сукачева даже выпустил учебное пособие «Лазерная локация земли и леса». Преимущества лазерной таксации перед традиционными подходами очевидна: метод значительно экономит время, а значит, и средства.
Главное же, лазерная таксация позволяет получить максимально точные и объективные данные о состоянии лесов, вплоть до высоты деревьев и диаметра стволов. Процесс состоит из нескольких этапов. Первый – сбор информации: самолет или дрон, с установленным на нем LiDAR-сканером, пролетает над определенной территорией, сканируя ее. Проникая сквозь полог леса до самой земли, лазерный луч встречает на своем пути множество поверхностей и отражается от них. Это отражение фиксирует приемник сканера, установленный на борту воздушного судна. Так как сканер способен генерировать от 100 до 500 тысяч лазерных импульсов в секунду, по завершению сканирования формируется очень большой объем информации.
Далее следует этап «расшифровки». Собранные LiDAR-сканером данные представляют собой так называемое «облако точек» – плотное поле точек, расположенных в трехмерной системе координат. Каждой точке в облаке задается свой класс: земля; низкорослая растительность; растительность средней высоты; высокая растительность; шум; водные поверхности. Для визуализации этой информации и построения на ее основе 3D-моделей местности используют специальные программы. Максимально точные результаты дает дополнительное использование информации из внешних геолокационных систем, карт местности и GPS. Взятые из них данные о дорогах, озерах, реках служат своего рода опорными точками для создания точных цифровых моделей рельефа, местности и полога насаждений.
Практика лесозаготовительных компаний показывает, что собранные на основе LiDAR данные не просто дают более точную оценку запасов древесины. Информация также позволяет лучше спланировать лесозаготовку, вплоть до выбора необходимого оборудования и его размещения. Однако LiDAR-инвентаризация лесных участков – лишь одно из применений лазерного сканирования лесов.
Сегодня возможности LiDAR все чаще обсуждаются в контексте устойчивого лесоводства. С помощью LiDAR-сканирования можно отслеживать динамику роста стволов деревьев, их кроны и подлеска, своевременно обнаруживать очаги вредителей и болезни леса. Кроме этого, исследователи используют LiDAR для замеров объема углерода, который способны поглотить леса на конкретной территории.
