Zastosowanie danych ALS do szacowania wybranych parametrów roślinności na terenie górnictwa odkrywkowego – zalety i wady

Artykuł opisuje możliwości wykorzystania danych z lotniczego skaningu laserowego (ALS) na terenie odkrywkowej kopalni wapienia do pozyskania informacji o pokryciu roślinnością i jej parametrze wysokościowym. Ze względu na konieczność pozyskania szczegółowego przestrzennie zestawu danych, m.in. w zakresie roślinności, na potrzeby realizacji projektu „Plan wsparcia różnorodności biologicznej dla Zakładu Górniczego Kujawy w Bielawach Lafarge Cement S.A”, uznano, że pochodzące z projektu ISOK dane ALS charakteryzujące się wysoką dokładnością lokalizacyjną i wysokościową mogą stanowić optymalne źródło informacji. Do przetworzenia numerycznych danych wysokościowych użyto w pracy oprogramowania SAGA GIS i ArcGIS. Przeprowadzenie analizy opracowanych wysokościowych modeli rastrowych dla roślinności wykazało jednak, że są one obarczone błędami. Analizując dane ALS zauważono, że rozmieszczenie roślinności nie jest zgodne z sytuacją zaobserwowaną w terenie. W części wyrobiska objętej aktualnie wydobyciem dane ALS wykazały znaczną obecność roślinności. Ponadto, parametr wysokościowy roślinności na znormalizowanym numerycznym modelu pokrycia terenu przyjął w wielu miejscach wartości ujemne. W odpowiedzi na ujawnione błędy przeprowadzono szczegółową weryfikację danych ALS. W jej wyniku stwierdzono, że błędy są charakterystyczne wyłącznie dla obszaru wyrobiska. Błędy w klasyfikacji chmury punktów oraz ujemne wartości komórek modelu wysokościowego dla roślinności stwierdzono niemal wyłącznie dla zboczy wyrobiska i wałów ziemno-skalnych usytuowanych wzdłuż dróg technologicznych w odkrywce. Otrzymany wynik wskazuje na konieczność kontroli jakości danych ALS przed ich zastosowaniem.

This paper discusses the possible use of airborne laser scanning (ALS) data in the opencast limestone mine to obtain information about the vegetation cover including its height parameters. Due to the necessity of obtaining a detailed spatial data set, including the vegetation parameters for the project: „Supporting Plan for Biodiversity in the Kujawy Mining in Bielawy Lafarge Cement SA” it has been recognized that the ALS data from the ISOK project characterized by the high localisation and altitude accuracy may be the optimum source of information. SAGA GIS and ArcGIS software tools were used to process the digital elevation data. However, the analysis of raster elevation models for vegetation showed that they are burdened with errors. It was noted that the distribution of vegetation is not consistent with the observed situation in the field. In the active part of the excavation the ALS data showed significant presence of vegetation. In addition, the parameter of altitude vegetation on trhe normalized digital surface model gained negative values in many places. Considering the detected the detailed verification of ALS data was performed. As a result, it was found that the error surfaces are characteristic only to the excavation area. The point cloud classification errors and the negative height values for vegetation cells on the elevation model were found almost exclusively on the slopes of the excavation and earth-rock embankments situated along the technological roads in the open-pit. The result indicates the need for the quality control of ALS data before they are used.