Współczesne leśnictwo dynamicznie się zmienia, a jednym z kluczowych trendów jest leśnictwo precyzyjne. To podejście, opiera się na szerokim wykorzystaniu nowoczesnych narzędzi i technologii w celu pozyskania jak największej ilości wiarygodnych danych. Celem jest usprawnienie procesu decyzyjnego oraz efektywniejsza realizacja bieżących zadań gospodarki leśnej.

Jedną z najbardziej innowacyjnych metod rewolucjonizujących inwentaryzację lasów jest wykorzystanie danych z lotniczego skanowania laserowego (ALS). Technologia ta zyskuje na popularności jako alternatywa dla tradycyjnych, terenowych pomiarów taksacyjnych. Dlaczego? Ponieważ pozwala na wyeliminowanie ich kluczowych wad: subiektywizmu pomiarów, czasochłonności oraz wysokich kosztów.

Badacze z wielu krajów, w tym intensywnie w Polsce nieustannie udoskonalają metody oparte na ALS, opracowując konkretne rozwiązania i dostosowując je do specyficznych warunków. Ich prace potwierdzają, że dane pozyskane za pomocą ALS stanowią niezwykle wartościowe narzędzie w inwentaryzacji rozległych terenów leśnych, skutecznie uzupełniając tradycyjne metody taksacji. Co więcej, w ostatnich latach obserwujemy spadek kosztów pozyskania danych teledetekcyjnych przy jednoczesnym wzroście ich dokładności.

Jakie konkretnie informacje możemy uzyskać dzięki lotniczemu skaningowi laserowemu? Lista jest imponująca i obejmuje między innymi:

• Wysokość pojedynczych drzew
• Średnią wysokość drzewostanu
• Skład gatunkowy drzew
• Pierśnice (zarówno pojedynczych drzew, jak i średnią dla drzewostanu)
• Zwarcie drzewostanu
• Pierśnicowe pole przekroju
• Liczbę drzew

Jednak możliwości ALS wykraczają poza proste pomiary. Technologia ta pozwala na uzyskanie rzetelnych informacji nie tylko o wielkości drzewostanów, ale także o ich szczegółowym rozmieszczeniu przestrzennym

Jak działa skaning laserowy?

Technika skaningu laserowego (Light Detection and Ranging, LIDAR) polega na wysyłaniu wiązki światła laserowego i rejestrowaniu jej odbicia od napotkanych obiektów. W przeciwieństwie do pasywnego obrazowania, LIDAR jest aktywną metodą, podobną do radaru, ale wykorzystującą impulsy świetlne zamiast fal radiowych.

System LIDAR składa się z emitera generującego wiązkę lasera oraz detektora rejestrującego powracające światło wraz z precyzyjnymi współrzędnymi punktu odbicia (X, Y, H). W przypadku terenów bez roślinności, wiązka odbija się bezpośrednio od gruntu. Natomiast w lasach, impuls laserowy ulega rozproszeniu i odbiciu od wielu obiektów – zarówno od powierzchni gruntu, jak i od koron drzew.

Klucową zaletą skanowania laserowego z punktu widzenia leśnictwa jest zdolność penetracji wiązki lasera przez pokrywę roślinną. Dzięki temu aktywny system LiDAR dostarcza cennych danych zarówno o strukturze drzewostanu, jak i o ukształtowaniu terenu pod nim.

Potencjał ALS w zarządzaniu lasami

Dane uzyskane techniką skaningu laserowego stanowią doskonałe źródło do kompleksowych analiz szaty roślinnej na rozległych obszarach w warunkach kameralnych (Nowak, 2016). Technologia ta umożliwia pozyskanie danych o drzewach z widocznymi wierzchołkami, tworzących górne piętro drzewostanu, a także o niższych drzewach, których wierzchołki są odsłonięte, na przykład w odnowieniach porębowych.

Warto podkreślić, że w górnym piętrze drzewostanu koncentruje się niemal cała masa drewna. Dlatego też ALS, dostarczając precyzyjnych danych o parametrach najwyższych drzew, umożliwia rzetelne oszacowanie zasobu drewna oraz jego przyrostu, nawet w długoterminowej perspektywie.

Dane te mają kluczowe znaczenie dla urządzania lasu i mogą być wykorzystane w ocenie udatności upraw, zwłaszcza wielkoobszarowych odnowień po klęskach żywiołowych. Ponadto, umożliwiają rzetelną analizę tak aktualnego zagadnienia, jak rola lasów w sekwestracji dwutlenku węgla.

Leśnictwo precyzyjne – więcej niż tylko ALS

Wykorzystanie techniki ALS jest integralną częścią leśnictwa precyzyjnego. Jak już wspomniano, głównym celem tego podejścia jest wykorzystanie nowoczesnych narzędzi i technologii do optymalizacji zarządzania lasami. Cele leśnictwa precyzyjnego są szerokie i obejmują:

• Poprawę produktywności lasu
• Usprawnienie planowania długoterminowego i inwentaryzacji lasu
• Planowanie sieci dróg leśnych (transportowych i zrywkowych)
• Zrównoważone wykorzystanie zasobów odnawialnych
• Zmniejszenie negatywnych konsekwencji dla środowiska

Choć lotnicze skanowanie laserowe odegrało kluczową rolę w rozwoju leśnictwa precyzyjnego, nie jest jego jedynym narzędziem. W ramach tego podejścia wykorzystuje się również inne zaawansowane technologie pozyskiwania danych o terenach leśnych, takie jak:

• Naziemne skanowanie laserowe (TLS)
• Obrazowanie satelitarne
• Bezzałogowe statki powietrzne (UAVs)

Podsumowując, leśnictwo precyzyjne, a w szczególności technologia lotniczego skanowania laserowego, otwierają nową erę w zarządzaniu lasami. Dzięki możliwości pozyskiwania dokładnych i wszechstronnych danych, leśnicy zyskują potężne narzędzie do podejmowania bardziej świadomych decyzji, optymalizacji gospodarki leśnej i dbałości o zrównoważony rozwój ekosystemów leśnych.