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지상 라이다 기반 입목의 흉고직경과 수고의 정확도 평가 KCI 등재

Accuracy Assessment of Tree Diameter at Breast Height and Height Using Terrestrial LiDAR

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/441008
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농업생명과학연구 (Journal of Agriculture & Life Science)
경상대학교 농업생명과학연구원 (Institute of Agriculture & Life Science, Gyeongsang National University)
초록

산림자원 조사에서 입목의 측정은 조사원이 직접 측정 도구를 사용하여 수행되지만, 측정값의 일관성과 정확성 문제로 인한 오차가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근 LiDAR(Light Detection and Ranging) 기술이 산림자원 조사에 응용되고 있다. 본 연구는 단순림의 산림자원 조사에서 지상 LiDAR 기술의 활용 가능성을 평가하고자 하였다. 연구는 한국의 전주에 위치한 전북대학교 학술림 내의 편백림과 굴참나무 림을 대상으로 수행되었다. 조사원이 측정한 입목의 흉고직경과 수고 측정값을 기준으로, 휴대형 및 고정형 LiDAR 장비를 사용한 측정값을 비교 분석하였다. 결과적으로, 편백 임분의 흉고직경 측정에서는 측정 방법 간 높은 일치도가 나타났으며, 평균의 차이는 유의미하지 않았다. 그러나 수고 측정에서는 낮은 일치도가 관찰되었고, 평균의 차이는 유의미하였다. 특히, 3점 이동 평균 수고에서 휴대형 LiDAR 장비는 수고를 0.3m 과대 측정하였으며, 고정형 LiDAR 장비는 1.2m 과소 측정하였다. 굴참나무 임분의 경우, 흉고직경 측정에서 높은 일치도가 나타났고, 수고 측정에서 도 비교적 높은 일치도를 보였다. 또한, 흉고직경과 수고 모두에서 평균의 차이는 유의미하지 않았다. 이러한 결과는 편백 임분과 굴참나무 임분에서 흉고직경 측정과 굴참나무 임분의 수고 측정에 있어 지상 LiDAR 기술이 높은 정확도를 제공할 수 있음을 시사하지만, 편백 임분의 수고 측정에서는 개선의 여지가 있음을 나타낸다. 본 연구는 지상 LiDAR 기술이 단순림의 산림자원 조사에 활용될 수 있는 초기 단계의 연구로서, 다양한 수종 및 환경 조건에 관한 추가 연구의 필요성을 강조한다.

The measurement of standing trees for forest resource surveys in forests is generally performed by surveyors using direct measurement tools. However, in-situ measurement errors can occur often due to consistency and inaccuracy. To address this problem, LiDAR (Light Detection and Ranging) technology has recently been applied for forest resource surveys. In this study, we evaluated the applicability of terrestrial LiDAR technology for forest resource surveys in pure forests. Two stands ((1) Chamaecyparis obtusa and (2) Quercus variabilis) were selected, which are located within the academic forest of Jeonbuk National University, Jeonju-si, Republic of Korea. Diameter at breast height (DBH) and tree height (H) were measured by surveyors as a reference and those values were compared with those measured using handheld and fixed LiDAR instruments. Tesults showed that a high level of agreement was observed between the measurement methods for DBH in the C. obtusa stand, while the difference in mean values was not significant. For H, a low level of agreement was observed, and the difference in mean values was significant. Specifically, in the three-point moving average height, the handheld LiDAR instrument overestimated H by 0.3 m, while the fixed LiDAR instrument underestimated counterpart by 1.2 m. In the case of the Q. variabilis stand, there was a high level of agreement in the DBH measurements, and a relatively high level of agreement was also observed in H measurements. Furthermore, the differences in mean values for both DBH and H were not significant. These results suggest that although terrestrial LiDAR technology can provide the high accuracy in DBH measurement for both C. obtusa and Q. variabilis stands, as well as in H measurement for Q. variabilis stand, H measurement should be improved for the C. obtusa stand. This study is an initial stage of research on the application of terrestrial LiDAR technology for forest resource surveys in pure forests, and accordingly the need for further research on various tree species and environmental conditions.

목차
초록
Abstract
서론
재료 및 방법
    1. 연구 대상지
    2. 측정 장비
    3. 표본점 조사 및 데이터 가공
    4. 분석 방법
결과 및 고찰
    1. 편백 임분의 흉고직경과 수고 측정값 비교
    2. 굴참나무 임분의 흉고직경과 수고 측정값 비교
References
저자
  • 김현(경상국립대학교 농업생명과학연구원 책임연구원, 경상국립대학교 환경산림과학부 부교수) | Hyun Kim (Senior Researcher, Institute of Agriculture and Life Science, Gyeongsang National University, Jinju 52828, South Korea, Associate Professor, Division of Environment and Forest Science, Gyeongsang National University, Jinju 52725, South Korea) Corresponding author
  • 정성훈(경상국립대학교 환경산림과학부 조교수, 경상국립대학교 농업생명과학연구원 책임연구원) | Seong Hun Jeong (Assistant Professor, Division of Environment and Forest Science, Gyeongsang National University, Jinju 52828, South Korea, Senior Researcher, Institute of Agriculture and Life Science, Gyeongsang National University, Jinju 52828, South Korea)
  • 이총규(경상국립대학교 환경산림과학부 교수) | Chong Kyu Lee (Professor, Division of Environment and Forest Science, Gyeongsang National University, Jinju 52725, South Korea)
  • 고병준(전북대학교 임학과 박사과정) | Byung Jun Ko (PhD Candidate, Department of Forestry, Jeonbuk National University, Jeonju, 54896, Korea)
  • 박세익(전북대학교 임학과 박사과정) | Se Ik Park (PhD Candidate, Department of Forestry, Jeonbuk National University, Jeonju, 54896, Korea)
  • 이상현(전북대학교 산림환경과학과 교수) | Sang Hyun Lee (Professor, Department of Forest Environment Science, Jeonbuk National University, Jeonju 54896, South Korea)