طراحی و استخراج اتوماتیک مسیر جاده های جنگلی با استفاده از داده های لیدار

شبکه جاده های جنگلی مهمترین عامل تقسیم بندی جنگل به واحدهای برنامه ریزی و حمل و نقل مواد و افراد، راه دسترسی به جنگل برای مدیریت جنگل و بهره برداری چوب آلات است. عملیات زمینی تهیه نقشه جاده های جنگلی موجود و طراحی مسیرهای جدید درجنگل های کوهستانی شمال ایران کاری زمان بر و پرهزینه می باشد لذا بکارگیری روش هایی که حجم عملیات زمینی را کاهش دهد راهکاری برای کاهش هزینه های طرح های جنگلداری خواهد بود. امروزه داده های دورسنجی ابزار مهمی در طراحی و استخراج مسیر جاده های جنگلی محسوب می شوند. این ابزار گذشته از اینکه موجب افزایش سرعت، دقت و کاهش هزینه ها در پژوهش های جنگل داری می شود، ارائه ویژگی ها را به صورت نقشه با دقت مکانی و صحت زیادی که پیشتر میسر نبود نیز ممکن می سازد. در تحقیق حاضر با بکارگیری تصاویر اولتراکم و داده های لیدار ابتدا جاده های جنگلی بصورت اتوماتیک استخراج گردید. در این بخش از تحقیق استخراج محورهای کناری جاده ها با توسعه الگوریتم منحنی های فعال (snake) انجام شد. مقایسه جاده استخراج شده با واقعیت زمینی نشان داد محور طولی جاده با صحت 1/1 متر برای داده های تلفیق شده فاصله لیدار و اولتراکم (du) و 34/1 متر برای داده های تلفیق شده فاصله و شدت لیدار (di) استخراج شده است. همچنین معیارهای کامل بودن، صحیح بودن و کیفیت به ترتیب برای اطلاعات استخراج شده از تصویر du 32/84، 87/81 و 43/72 درصد و برای تصویر di 89/80، 25/79 و 16/65 درصد بودند. در مرحله بعد برای طراحی مسیرهای جدید ابتدا نقشه های هزینه پاکسازی و هزینه عملیات خاکی تهیه شد و سپس دو نقشه برای تولید نقشه هزینه ساخت جاده با هم تلفیق شدند. برای تهیه این نقشه ها از اطلاعات مدل رقومی زمین و سطح حاصل از داده های لیدار وتصاویر اولتراکم استفاده شد. در ادامه شبکه نقاطی با ابعاد ? متر روی نقشه هزینه ساخت قرار گرفت و از هر نقطه روی این شبکه به نقاط همسایه لینک هایی با الگوریتم کوتاهترین مسیر (shortest path) وصل شد. وزن این لینک ها براساس نقشه هزینه بدست آمد. در نهایت مسیر بدست آمده در عرصه پیاده شد و هزینه های ساخت و نگهداری مسیر در برداشت زمینی و اطلاعات بدست آمده از داده های دورسنجی مقایسه شدند. در نتیجه هزینه های برآورد شده از داده های دورسنجی برای ساخت و نگهداری جاده های جنگلی 6/5 درصد کمتر از هزینه های برآورد شده در برداشت زمینی بود.