Original Title: A Comparative Analysis of Low-Cost Devices for High-Precision Diameter at Breast Height Estimation
Source: doi.org/10.3390/rs17233888
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការវិភាគប្រៀបធៀបនៃឧបករណ៍តម្លៃទាបសម្រាប់ការប៉ាន់ស្មានអង្កត់ផ្ចិតត្រឹមរយៈកម្ពស់ដើមទ្រូងប្រកបដោយភាពសុក្រឹតខ្ពស់

ចំណងជើងដើម៖ A Comparative Analysis of Low-Cost Devices for High-Precision Diameter at Breast Height Estimation

អ្នកនិពន្ធ៖ Jozef Výbošťok (Technical University in Zvolen), Juliána Chudá (Technical University in Zvolen), Daniel Tomčík (Technical University in Zvolen), Julián Tomaštík (Technical University in Zvolen), Roman Kadlečík (Technical University in Zvolen), Martin Mokroš (University College London)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2025 (Remote Sensing, MDPI)

វិស័យសិក្សា៖ Forestry & Remote Sensing

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការវាស់វែងអង្កត់ផ្ចិតដើមឈើត្រឹមរយៈកម្ពស់ដើមទ្រូង (DBH) ដោយដៃតាមវិធីសាស្ត្រប្រពៃណីមានការលំបាក ស៊ីពេលច្រើន និងងាយនឹងមានកំហុស។ ការសិក្សានេះស្វែងរកការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាឧបករណ៍តម្លៃទាប (ដូចជាទូរស័ព្ទឆ្លាតវៃ កាមេរ៉ា និងម៉ាស៊ីនស្កេនឡាស៊ែរ) ដើម្បីធ្វើឱ្យការប្រមូលទិន្នន័យព្រៃឈើមានភាពងាយស្រួល និងសុក្រឹតជាងមុន។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានធ្វើការប្រៀបធៀបឧបករណ៍ស្កេន និងប្រព័ន្ធថតរូបភាពផ្សេងៗគ្នាដោយធ្វើការផ្ទៀងផ្ទាត់ជាមួយនឹងការវាស់វែងដោយកាលីប (Caliper) លើដើមឈើចំនួន ១២០ដើម ដែលមានពូជខុសៗគ្នា ដោយវាយតម្លៃលើភាពសុក្រឹត ពេលវេលា និងតម្លៃនៃឧបករណ៍នីមួយៗ។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Close-range Photogrammetry (CRP)
ការវាស់ស្ទង់ដោយការថតរូបពីចម្ងាយជិត (Close-range Photogrammetry)
ផ្តល់ភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់បំផុត (កម្រិតរងសង់ទីម៉ែត្រ) និងទាមទារចំណាយដើមទុនតិចតួចលើឧបករណ៍ (អាចប្រើកាមេរ៉ា ឬស្មាតហ្វូនធម្មតា)។ ត្រូវការពេលវេលាច្រើនក្នុងការប្រមូលទិន្នន័យនៅវាល និងទាមទារការកែច្នៃទិន្នន័យ (Processing) យូរនៅក្នុងកុំព្យូទ័រ ព្រមទាំងតម្រូវឱ្យដាក់ផ្ទាំងខ្នាត (Markers)។ មានកម្រិតលម្អៀង (RMSE) ទាបបំផុតត្រឹមប្រមាណ ០.៤ ទៅ ០.៧ សង់ទីម៉ែត្រ បើប្រៀបធៀបជាមួយឧបករណ៍រង្វាស់ Caliper។
Handheld Mobile Laser Scanners (HMLS)
ម៉ាស៊ីនស្កេនឡាស៊ែរចល័ត (Handheld Mobile Laser Scanners)
អាចប្រមូលទិន្នន័យ 3D Point Cloud បានយ៉ាងលឿនក្នុងបរិវេណធំទូលាយ និងអាចចាប់យកព័ត៌មានរចនាសម្ព័ន្ធដើមឈើបានល្អទោះក្នុងលក្ខខណ្ឌពន្លឺខ្សោយ។ ឧបករណ៍ពាណិជ្ជកម្ម (ដូចជា Stonex) មានតម្លៃថ្លៃខ្លាំងណាស់ ចំណែកឧបករណ៍កែច្នៃតម្លៃថោក (Livox) ទាមទារជំនាញបច្ចេកទេសក្នុងការដំឡើង និងកែច្នៃទិន្នន័យ។ ផ្តល់ភាពត្រឹមត្រូវក្នុងកម្រិតមធ្យម ជាមួយនឹងកម្រិតលម្អៀង (RMSE) ចន្លោះពី ១.២ ទៅ ១.៦ សង់ទីម៉ែត្រ។
Smartphone LiDAR Applications
កម្មវិធីទូរស័ព្ទប្រើប្រាស់សេនស័រ LiDAR (ឧទាហរណ៍ Arboreal, ForestScanner)
ងាយស្រួលប្រើប្រាស់បំផុត ចំណាយពេលលឿនក្នុងការចុះវាស់ (ត្រឹមតែ ៣ វិនាទី) និងអាចទទួលបានលទ្ធផលភ្លាមៗដោយមិនបាច់ប្រើកុំព្យូទ័រជំនួយ។ ភាពត្រឹមត្រូវមានកម្រិតទាប និងងាយរងឥទ្ធិពលពីកត្តាបរិស្ថាន ក៏ដូចជាប្រភេទសំបកដើមឈើ (Bark structure)។ កម្រិតលម្អៀង (RMSE) មានការប្រែប្រួលខ្លាំងចាប់ពី ១.៦ ទៅ ៥.៥ សង់ទីម៉ែត្រ អាស្រ័យលើកម្មវិធីនីមួយៗ (Arboreal ធ្វើបានល្អជាងគេ)។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការជ្រើសរើសបច្ចេកវិទ្យាទាំងនេះទាមទារការថ្លឹងថ្លែងយ៉ាងច្បាស់លាស់រវាងថវិកា ពេលវេលា និងកម្រិតភាពត្រឹមត្រូវដែលទាមទារសម្រាប់ការងារជាក់ស្តែង។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងតំបន់ភ្នំ Kremnica ប្រទេសស្លូវ៉ាគី ដោយផ្តោតលើប្រភេទដើមឈើនៅតំបន់ត្រជាក់មានអាយុចន្លោះ ៥៥ ទៅ ១០០ ឆ្នាំ និងមានបរិវេណដីស្រឡះល្អ។ កត្តានេះជារឿងសំខាន់ដែលត្រូវពិចារណាសម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ពីព្រោះព្រៃឈើនៅកម្ពុជាជាប្រភេទព្រៃត្រូពិច (ដូចជានៅតំបន់ព្រៃឡង់ ឬព្រៃក្រវាញ) ដែលមានរុក្ខជាតិដុះក្រាស់នៅខាងក្រោម (Dense undergrowth) វល្លិរុំព័ន្ធ និងប្រភេទសំបកឈើខុសៗគ្នា ដែលអាចធ្វើឱ្យការថតរូប ឬស្កេនជួបការលំបាក និងកាត់បន្ថយភាពត្រឹមត្រូវ។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

ទោះបីជាមានបញ្ហាប្រឈមជាមួយស្ថានភាពព្រៃត្រូពិចក៏ដោយ បច្ចេកវិទ្យាទាំងនេះមានសក្តានុពលខ្ពស់ និងអាចយកមកអនុវត្តបានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងធនធានព្រៃឈើនៅកម្ពុជា។

សរុបមក បច្ចេកវិទ្យាប្រើប្រាស់ស្មាតហ្វូន និងម៉ាស៊ីនស្កេនខ្នាតតូចនេះ គឺជាឧបករណ៍ដ៏មានតម្លៃដែលអាចជួយពន្លឿនការងារជំរឿនព្រៃឈើនៅកម្ពុជា ជាពិសេសនៅពេលផ្សំបញ្ចូលគ្នាជាមួយវិធីសាស្ត្រវាស់វែងបែបប្រពៃណី។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. ជំហានទី១៖ សិក្សាស្វែងយល់ និងសាកល្បងកម្មវិធីទូរស័ព្ទ (Explore Mobile Apps): សិស្សនិស្សិតគួរចាប់ផ្តើមដោយការទាញយកកម្មវិធី ForestScanner (ឥតគិតថ្លៃ) ឬកម្មវិធីសាកល្បង Arboreal នៅលើស្មាតហ្វូនដែលមានមុខងារ LiDAR រួចធ្វើការវាស់ទំហំដើមឈើ (DBH) នៅបរិវេណសាលា ហើយផ្ទៀងផ្ទាត់លទ្ធផលជាមួយខ្សែម៉ែត្រ Caliper។
  2. ជំហានទី២៖ អនុវត្តបច្ចេកទេសថតរូប 3D (Practice Close-range Photogrammetry): អនុវត្តការថតរូបដើមឈើជុំវិញ ៣៦០ ដឺក្រេ ដោយមានដាក់ក្រដាសខ្នាតចំណាំ (Scale Markers) រួចប្រើប្រាស់កម្មវិធី Agisoft Metashape ឬកម្មវិធីឥតគិតថ្លៃ WebODM ដើម្បីរៀនបង្កើតចំណុចទិន្នន័យត្រីមាត្រ (3D Point Cloud)។
  3. ជំហានទី៣៖ វិភាគទិន្នន័យ Point Cloud ក្នុងកម្មវិធីកុំព្យូទ័រ (Analyze Point Cloud Data): នាំចេញ (Export) ទិន្នន័យ 3D Point Cloud ទៅកាន់កម្មវិធី CloudCompare រឺ QGIS ដើម្បីអនុវត្តការកាត់យកមុខកាត់ដើមឈើត្រង់កម្ពស់ ១.៣ ម៉ែត្រ និងធ្វើការគណនាអង្កត់ផ្ចិតជាក់ស្តែងដោយប្រើក្បួន Circle-fitting algorithms។
  4. ជំហានទី៤៖ សាកល្បងអនុវត្តផ្ទាល់ក្នុងព្រៃត្រូពិចនៅកម្ពុជា (Conduct Field Pilot Study): រៀបចំគម្រោងស្រាវជ្រាវខ្នាតតូចមួយដោយចុះទៅសហគមន៍ព្រៃឈើណាមួយ ដើម្បីធ្វើការប្រៀបធៀបប្រសិទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់ Smartphone LiDAR ធៀបជាមួយវិធីសាស្ត្រធម្មតា នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌព្រៃក្រាស់ពិតប្រាកដរបស់ប្រទេសកម្ពុជា។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Diameter at breast height (DBH) វាជារង្វាស់ស្តង់ដារក្នុងវិស័យព្រៃឈើ ដែលគេវាស់អង្កត់ផ្ចិតនៃគល់ឈើនៅត្រឹមកម្ពស់ប្រហែល ១.៣ ម៉ែត្រពីដី ដើម្បីយកទៅគណនាមាត្រ ទម្ងន់ និងបរិមាណកាបូនរបស់ដើមឈើទាំងមូលដោយមិនចាំបាច់កាត់វា។ ដូចជាការវាស់ទំហំចង្កេះរបស់មនុស្សដើម្បីកាត់ខោអាវ តែនេះគឺការវាស់ទំហំដើមឈើត្រឹមចំណុចទ្រូងដើម្បីដឹងពីទំហំរួមរបស់វា។
Close-range photogrammetry (CRP) ជាបច្ចេកទេសថតរូបភាពជាច្រើនសន្លឹកពីជ្រុងខុសៗគ្នានៅជិតវត្ថុមួយ រួចប្រើប្រាស់កម្មវិធីកុំព្យូទ័រដើម្បីផ្គុំរូបភាពទាំងនោះ បង្កើតជារូបរាងត្រីមាត្រ (3D) ដែលអាចយកទៅវាស់វែងទំហំនិងខ្នាតពិតប្រាកដបានយ៉ាងច្បាស់លាស់។ ដូចជាការដែលយើងដើរមើលរូបសំណាកមួយជុំវិញ រួចចងចាំគ្រប់ជ្រុងទាំងអស់ដើម្បីសង់ជារូបសំណាកតូចមួយនៅក្នុងខួរក្បាលរបស់យើងវិញ។
Light Detection and Ranging (LiDAR) ជាបច្ចេកវិទ្យាបាញ់កាំរស្មីឡាស៊ែររាប់លានគ្រាប់ទៅប៉ះវត្ថុណាមួយ រួចវាស់រយៈពេលដែលពន្លឺនោះចំណាយពេលត្រលប់មកវិញ ដើម្បីគណនាចម្ងាយ និងបង្កើតជាផែនទី ឬរូបរាង 3D នៃវត្ថុនោះយ៉ាងលម្អិត។ ដូចជាការគប់កូនបាល់កៅស៊ូទៅជញ្ជាំងងងឹតមួយ ហើយរាប់វិនាទីដែលវាលោតត្រលប់មកប៉ះដៃវិញ ដើម្បីដឹងថាជញ្ជាំងនោះនៅជិតឬឆ្ងាយ។
Point cloud ជាបណ្តុំនៃចំណុចទិន្នន័យតូចៗរាប់លាននៅក្នុងលំហត្រីមាត្រ (3D) ដែលចំណុចនីមួយៗមានកូអរដោនេ (X, Y, Z) ច្បាស់លាស់ បង្កើតបានជារូបរាងសំបកក្រៅនៃដើមឈើ ឬបរិស្ថានណាមួយបន្ទាប់ពីធ្វើការស្កេនរួច។ ដូចជាការយកគ្រាប់ខ្សាច់រាប់លានគ្រាប់មកព្យួរក្នុងលំហបិទភ្ជាប់គ្នាបង្កើតជារូបរាងដើមឈើមួយ ដែលគ្រាប់ខ្សាច់នីមួយៗតំណាងឱ្យទិន្នន័យមួយចំណុច។
Simultaneous localization and mapping (SLAM) ជាប្រព័ន្ធក្បួនគណនារបស់កុំព្យូទ័រ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យឧបករណ៍ស្កេនដឹងពីទីតាំងរបស់ខ្លួនឯងផង និងគូសផែនទីបរិស្ថានជុំវិញខ្លួនផងក្នុងពេលតែមួយ ខណៈពេលដែលអ្នកប្រើប្រាស់កំពុងកាន់ដើរចល័ត។ ដូចជាមនុស្សម្នាក់ដើរចូលក្នុងបន្ទប់ងងឹតដែលមិនធ្លាប់ស្គាល់ ហើយប្រើដៃស្ទាបជញ្ជាំងបណ្តើរ គូសផែនទីបន្ទប់នោះក្នុងខួរក្បាលបណ្តើរ ព្រមទាំងដឹងថាខ្លួនឯងកំពុងឈរនៅត្រង់ណា។
Time-of-Flight (ToF) ជាយន្តការវាស់ស្ទង់ចម្ងាយដោយគណនារយៈពេលសរុបដែលរលកសញ្ញា (ពន្លឺ ឬឡាស៊ែរ) ធ្វើដំណើរពីឧបករណ៍ទៅប៉ះវត្ថុគោលដៅ ហើយត្រលប់មកដល់សេនស័រវិញ ដែលវាគឺជាស្នូលនៃបច្ចេកវិទ្យា LiDAR លើស្មាតហ្វូន។ ដូចជាការចាប់ម៉ោងសម្លេងអេកូ (Echo) ពេលយើងស្រែកក្នុងរូងភ្នំ ប្រសិនបើសម្លេងត្រលប់មកវិញលឿន មានន័យថាជញ្ជាំងភ្នំនៅជិត។
Root Mean Squared Error (RMSE) ជារូបមន្តស្ថិតិប្រើសម្រាប់វាយតម្លៃកម្រិតភាពត្រឹមត្រូវនៃវិធីសាស្ត្រថ្មី (ដូចជាការស្កេនដោយទូរស័ព្ទ) ដោយគណនារកមធ្យមភាគនៃទំហំលម្អៀងរវាងទិន្នន័យដែលវាស់បាន ធៀបជាមួយទិន្នន័យជាក់ស្តែង (វាស់ដោយដៃជាមួយខ្សែម៉ែត្រ)។ ដូចជាការបាញ់ធ្នូទៅកាន់ផ្ទាំងស៊ីប វាជារង្វាស់ដែលប្រាប់យើងថាតើគ្រាប់ធ្នូទាំងអស់ដែលបាញ់ចេញទៅ ឃ្លាតពីចំណុចកណ្តាលប៉ុន្មានសង់ទីម៉ែត្រជាមធ្យម។
Circle-fitting algorithm ជាក្បួនគណនាតាមកុំព្យូទ័រ ដែលព្យាយាមគូសរង្វង់មូលមួយឱ្យត្រូវ និងត្រួតស៊ីគ្នាបំផុតទៅនឹងចំណុច Point Cloud នៃមុខកាត់ដើមឈើ ដើម្បីគណនានិងទាញយកទំហំអង្កត់ផ្ចិតរបស់វាដោយស្វ័យប្រវត្តិ។ ដូចជាការយកកងដៃច្រើនទំហំទៅសាកល្បងបំពាក់លើគល់ឈើមួយ កងដៃមួយណាដែលតឹងល្មមឥតខ្ចោះជាមួយគល់ឈើនោះ ទំហំកងដៃនោះគឺស្មើនឹងទំហំដើមឈើ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖