Original Title: APPLICATION OF TERRESTRIAL LASER SCANNERS FOR THE DETERMINATION OF FOREST INVENTORY PARAMETERS
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការអនុវត្តម៉ាស៊ីនស្កេនឡាស៊ែរលើដីសម្រាប់ការកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្របញ្ជីសារពើភណ្ឌព្រៃឈើ

ចំណងជើងដើម៖ APPLICATION OF TERRESTRIAL LASER SCANNERS FOR THE DETERMINATION OF FOREST INVENTORY PARAMETERS

អ្នកនិពន្ធ៖ A. Bienert (Technical University of Dresden), S. Scheller (Technical University of Dresden), E. Keane (TreeMetrics), G. Mullooly (TreeMetrics), F. Mohan (TreeMetrics)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2006, ISPRS Commission V Symposium

វិស័យសិក្សា៖ Remote Sensing and Forestry

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ឯកសារនេះផ្តោតលើការដោះស្រាយតម្រូវការនៃវិធីសាស្ត្រស្វ័យប្រវត្តិ លឿន និងមានប្រសិទ្ធភាពក្នុងការកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្របញ្ជីសារពើភណ្ឌព្រៃឈើសំខាន់ៗ (ដូចជាទីតាំងដើមឈើ អង្កត់ផ្ចិតកម្ពស់ទ្រូង ឬ DBH និងកម្ពស់ដើមឈើ) ដោយប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាស្កេនឡាស៊ែរលើដី (Terrestrial Laser Scanning)។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះប្រៀបធៀបប្រព័ន្ធម៉ាស៊ីនស្កេនឡាស៊ែរចំនួនពីរ និងរបៀបនៃការស្កេនផ្សេងគ្នា ព្រមទាំងអនុវត្តក្បួនដោះស្រាយ (Algorithms) សម្រាប់ការវិភាគទិន្នន័យដើម្បីទាញយកលទ្ធផលដោយស្វ័យប្រវត្តិ។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Single Scan Mode
របៀបស្កេនទីតាំងតែមួយ
ចំណាយពេលតិចក្នុងការប្រមូលទិន្នន័យនៅទីវាល និងដំណើរការទិន្នន័យលឿន។ ងាយស្រួលក្នុងការប្រើប្រាស់ជាមួយម៉ាស៊ីនស្កេនដែលអាចមើលឃើញជុំវិញ (Full spherical scanners) ដូចជាម៉ូដែល Faro LS 800 ព្រោះម៉ាស៊ីនដាក់នៅចំកណ្តាលទីតាំង។ មិនអាចចៀសវាងការបាំងទិដ្ឋភាព (Occlusions) ដោយសារដើមឈើផ្សេងៗ ដែលបណ្តាលឱ្យដើមឈើខ្លះមិនត្រូវបានកត់ត្រា និងផ្តល់ព័ត៌មានលម្អិតតិចតួចនៃតួដើមឈើ។ ចំណាយពេលដំណើរការទិន្នន័យ (Processing time) ត្រឹមតែចន្លោះពី ១ នាទី ៣៦ វិនាទី ទៅ ៥ នាទី និង ៨ វិនាទី ប៉ុណ្ណោះសម្រាប់កាំផ្ទៃដី ១៥ ម៉ែត្រ។
Multiple Scan Mode
របៀបស្កេនទីតាំងច្រើន
ផ្តល់នូវព័ត៌មានលម្អិតនៃដើមឈើបានយ៉ាងល្អិតល្អន់ និងកាត់បន្ថយបញ្ហាការបាំងទិដ្ឋភាព (Occlusions) ដោយសារមានការស្កេនពីជ្រុងច្រើនជុំវិញទីតាំង។ ត្រូវការពេលវេលាច្រើនក្នុងការរៀបចំម៉ាស៊ីន និងដាក់ចំណុចគោល (Targets) ដើម្បីផ្គុំទិន្នន័យ (Registration) បញ្ចូលគ្នា។ ទំហំទិន្នន័យធំ ធ្វើឱ្យដំណើរការកុំព្យូទ័រយឺត។ ចំណាយពេលដំណើរការយូរជាង (ឧទាហរណ៍ ៩ នាទី ៥៨ វិនាទី សម្រាប់ Plot 3 ដែលមានកាំ ១៥ ម៉ែត្រ) ប៉ុន្តែផ្តល់ទិន្នន័យកញ្ចុំចំណុច (Point cloud) ពេញលេញសម្រាប់វាស់អង្កត់ផ្ចិតកម្ពស់ទ្រូង (DBH) កាន់តែច្បាស់ និងត្រឹមត្រូវ។
Circle Fitting Algorithm
ក្បួនដោះស្រាយការកែតម្រូវរង្វង់
ផ្តល់លទ្ធផលល្អប្រសើរទាក់ទងនឹងមធ្យមភាគនព្វន្ធ (Arithmetic mean) និងកម្រិតអតិបរមារបស់វា បើប្រៀបធៀបទៅនឹងការប្រើប្រាស់រាងពងក្រពើ (Ellipse fitting) ដើម្បីស្វែងរកទំហំអង្កត់ផ្ចិតដើមឈើ។ ទាមទារឱ្យមានចំនួនចំណុច (Points) អប្បបរមាមួយនៅក្នុងចំណិតទិន្នន័យ (Slice) ដើម្បីធានាបាននូវភាពត្រឹមត្រូវ បើមិនដូច្នេះទេវាអាចគណនាខុសទំហំដើមឈើពិត។ កំណត់ទំហំ DBH ដោយស្វ័យប្រវត្តិ ដែលមានគម្លាតមធ្យមត្រឹមតែ -០.៩៦ សង់ទីម៉ែត្រ ទៅ +០.៩៣ សង់ទីម៉ែត្រ បើធៀបនឹងការវាស់ផ្ទាល់ដោយប្រដាប់វាស់ (Tree caliper)។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាស្កេនឡាស៊ែរលើដី (TLS) ទាមទារឱ្យមានការវិនិយោគទាំងផ្នែកឧបករណ៍ម៉ាស៊ីន (Hardware) កម្រិតខ្ពស់ និងកម្មវិធីកុំព្យូទ័រ (Software) សម្រាប់ដំណើរការទិន្នន័យ Point Clouds ដ៏ធំ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងតំបន់ព្រៃចម្រុះក្នុងប្រទេសអាល្លឺម៉ង់ (Saxony) និងប្រទេសអូទ្រីស ដែលមានប្រភេទដើមឈើដូចជា ស្រល់ (Spruce) និង ប៊ីច (Beech) ស្ថិតក្នុងបរិយាកាសព្រៃដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធខុសពីព្រៃត្រូពិច។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ដែលមានព្រៃត្រូពិចក្រាស់ និងមានគុម្ពោតព្រៃតូចៗកកកុញច្រើនខាងក្រោម ការអនុវត្តបច្ចេកទេសនេះអាចនឹងជួបបញ្ហាប្រឈមខ្លាំងជាងមុន ដោយសារការបាំងទិដ្ឋភាព (Occlusions) ច្រើន ដែលទាមទារការកែសម្រួលក្បួនដោះស្រាយចម្រោះទិន្នន័យ (Filtering Algorithms) បន្ថែម។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

ទោះបីជាមានបញ្ហាប្រឈមក្នុងស្ថានភាពព្រៃក្រាស់ក៏ដោយ បច្ចេកវិទ្យា TLS មានសក្តានុពលខ្ពស់សម្រាប់ជួយដល់ការគ្រប់គ្រងធនធានព្រៃឈើនៅកម្ពុជាឱ្យកាន់តែមានភាពសុក្រឹត លឿន និងមានតម្លាភាព។

សរុបមក ការរួមបញ្ចូលម៉ាស៊ីនស្កេនឡាស៊ែរលើដី (TLS) ទៅក្នុងប្រព័ន្ធត្រួតពិនិត្យព្រៃឈើនៅកម្ពុជានឹងជួយផ្លាស់ប្តូរការវាស់វែងបែបប្រពៃណី ឱ្យក្លាយជាការប្រើប្រាស់ទិន្នន័យ 3D កម្រិតខ្ពស់ ដែលមានប្រយោជន៍ទាំងសម្រាប់អភិរក្ស និងសេដ្ឋកិច្ច។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. យល់ដឹងពីមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃចំណុចកញ្ចុំ (Point Clouds) និងឡាស៊ែរស្កេន: និស្សិតគួរចាប់ផ្តើមសិក្សាពីទ្រឹស្តីនៃបច្ចេកវិទ្យា LiDAR និងរៀនប្រើប្រាស់កម្មវិធីកែច្នៃទិន្នន័យឥតគិតថ្លៃដូចជា CloudCompare ដើម្បីយល់ពីរបៀបច្រោះទិន្នន័យ (Filtering) លុបចំណុចរំខាន (Noise) និងមើលទិន្នន័យ 3D Point Clouds នៃដើមឈើ។
  2. សិក្សាភាសាសរសេរកូដ និងក្បួនដោះស្រាយ (Algorithms) សម្រាប់ព្រៃឈើ: ចាប់ផ្តើមរៀនភាសា PythonC++ ដើម្បីសរសេរកូដទាញយកព័ត៌មានពីដើមឈើ។ ប្រើប្រាស់បណ្ណាល័យ (Libraries) ដូចជា Open3DPDAL ដើម្បីសាកល្បងអនុវត្តក្បួនដោះស្រាយការកែតម្រូវរង្វង់ (Circle Fitting Algorithm) ក្នុងការកំណត់អង្កត់ផ្ចិតដើមឈើ (DBH) នៅកម្ពស់ ១.៣ ម៉ែត្រ។
  3. អនុវត្តការកាត់បំបែកដើមឈើ និងបង្កើតគំរូដី (DTM Generation & Segmentation): អនុវត្តការបែងចែកចំណាត់ថ្នាក់ដី (Ground classification) ដើម្បីបង្កើតគំរូដីឌីជីថល (DTM) និងប្រើក្បួនដោះស្រាយ Segmentation ដើម្បីកាត់បំបែកដើមឈើនីមួយៗ។ សាកល្បងប្រើកញ្ចប់កម្មវិធី lidR នៅក្នុងភាសា R ដែលមានមុខងារពិសេសសម្រាប់វិភាគទិន្នន័យព្រៃឈើពី LiDAR។
  4. ទាញយក និងអនុវត្តលើទិន្នន័យបើកទូលាយ (Open Data Analysis): ប្រសិនបើមហាវិទ្យាល័យគ្មានម៉ាស៊ីនស្កេនឡាស៊ែរផ្ទាល់ខ្លួន និស្សិតអាចទាញយកទិន្នន័យ TLS បើកទូលាយពីអ៊ិនធឺណិត (ឧទាហរណ៍ពី OpenTopography) មកសាកល្បងដំណើរការក្បួនដោះស្រាយខាងលើ ដើម្បីវាស់កម្ពស់ដើមឈើ និងប្រៀបធៀបភាពត្រឹមត្រូវនៃលទ្ធផល។
  5. ធ្វើសមាហរណកម្មទិន្នន័យជាមួយប្រព័ន្ធព័ត៌មានភូមិសាស្ត្រ (GIS): បន្ទាប់ពីទទួលបានទិន្នន័យ DBH និងកូអរដោណេទីតាំងដើមឈើ សូមនាំចេញទិន្នន័យទាំងនោះជាទម្រង់ CSV ទៅកាន់កម្មវិធី QGISArcGIS Pro ដើម្បីបង្កើតផែនទីបញ្ជីសារពើភណ្ឌព្រៃឈើ (Forest Inventory Maps) គណនាដង់ស៊ីតេ និងវិភាគទំហំដើមឈើក្នុងតំបន់សិក្សា។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Terrestrial laser scanning បច្ចេកវិទ្យាប្រើប្រាស់ម៉ាស៊ីនបាញ់កាំរស្មីឡាស៊ែរពីលើដីផ្ទាល់ ដើម្បីវាស់វែង និងប្រមូលទិន្នន័យរូបរាង កម្ពស់ និងទីតាំងនៃវត្ថុជុំវិញខ្លួនជាទម្រង់ 3D យ៉ាងច្បាស់លាស់ ដោយស្វ័យប្រវត្តិ។ វាដូចជាការប្រើពិលបាញ់ពន្លឺជុំវិញខ្លួនក្នុងបន្ទប់ងងឹត ដើម្បីដឹងថារបស់របរនានានៅទីណា និងមានរាងដូចម្តេចអញ្ចឹងដែរ។
point cloud បណ្តុំនៃចំណុចរាប់លាននៅក្នុងលំហ 3D ដែលចំណុចនីមួយៗតំណាងឱ្យទីតាំងកូអរដោណេ (X, Y, Z) ដែលម៉ាស៊ីនឡាស៊ែរបានបាញ់ប៉ះលើផ្ទៃនៃវត្ថុណាមួយ (ដូចជាតួដើមឈើ ឬផ្ទៃដី)។ វាដូចជាគំនូរដែលគូរឡើងដោយការចាក់ចំណុចតូចៗរាប់លានជាប់ៗគ្នា រហូតចេញជារូបរាងដើមឈើ ឬអគារ។
diameter at breast height (DBH) រង្វាស់ស្តង់ដារក្នុងវិស័យព្រៃឈើសម្រាប់វាស់អង្កត់ផ្ចិតតួដើមឈើ ដែលជាទូទៅគេវាស់នៅកម្ពស់ ១.៣ ម៉ែត្រពីផ្ទៃដី ដើម្បីយកទៅគណនាទំហំ និងបរិមាណឈើ។ ដូចជាការយកខ្សែម៉ែត្រទៅវាស់ទំហំចង្កេះមនុស្ស ដោយកំណត់ថាយើងត្រូវវាស់ត្រឹមកម្ពស់ទ្រូងជានិច្ច ដើម្បីងាយស្រួលប្រៀបធៀបគ្នា។
Time of flight បច្ចេកទេសវាស់ចម្ងាយដោយគណនាពេលវេលាដែលកាំរស្មីឡាស៊ែរធ្វើដំណើរពីម៉ាស៊ីនទៅប៉ះវត្ថុណាមួយ រួចចំណាំងផ្លាតត្រឡប់មកម៉ាស៊ីនវិញ។ ដូចជាការគប់កូនបាល់ផ្ទប់ជញ្ជាំង ហើយចាប់ម៉ោងថាតើវាចាយពេលប៉ុន្មានទើបលោតត្រឡប់មកដល់ដៃយើងវិញ ដើម្បីដឹងថាជញ្ជាំងនោះនៅឆ្ងាយប៉ុណ្ណា។
Digital terrain model (DTM) ទម្រង់ទិន្នន័យ 3D តំណាងឱ្យផ្ទៃដីសុទ្ធសាធ ដោយបានកាត់ចេញនូវអ្វីៗដែលមាននៅលើដីដូចជា ដើមឈើ ស្មៅ ឬវត្ថុផ្សេងៗ ដើម្បីងាយស្រួលរកកម្ពស់ ឬជម្រាលពិតប្រាកដនៃដី។ ដូចជាការស្រមៃមើលសំបកផែនដីទទេស្អាត ដែលគេបានបោសសម្អាតយកដើមឈើ និងផ្ទះចេញពីលើដីនោះអស់រលីង។
segmentation ដំណើរការនៃការពុះបំបែកទិន្នន័យកញ្ចុំចំណុច (Point cloud) រាប់លានទៅជាក្រុមៗដាច់ដោយឡែកពីគ្នា ដើម្បីឱ្យកុំព្យូទ័រកំណត់សម្គាល់ថាចំណុចមួយណារបស់ដើមឈើទី១ ហើយចំណុចមួយណារបស់ដើមឈើទី២។ ដូចជាការរើសញែកគ្រាប់សណ្តែកខៀវ និងសណ្តែកក្រហមដែលលាយឡំគ្នា ដាក់ជាគំនរដាច់ដោយឡែកពីគ្នា។
circle fitting algorithm ក្បួនគណិតវិទ្យាដែលកុំព្យូទ័រប្រើដើម្បីគូសរង្វង់មួយឱ្យស៊ីគ្នាបំផុតទៅនឹងបណ្តុំចំណុច (Points) ដែលតម្រៀបជារាងកោង ដើម្បីរកចំណុចកណ្តាល និងអង្កត់ផ្ចិតពិតប្រាកដរបស់ដើមឈើ។ ដូចជាការព្យាយាមយកកងដៃដែលមានទំហំខុសៗគ្នាទៅពាក់ពីលើដុំថ្មរាងមូល ដើម្បីស្វែងរកកងដៃមួយណាដែលពាក់ល្មមស៊ីគ្នាជាមួយដុំថ្មនោះបំផុត។
tie points ចំណុចគោល (ដូចជាផ្ទាំងចំណាំងផ្លាត ឬដុំស្វ៊ែរ) ដែលគេដាក់នៅជុំវិញទីតាំងវាស់វែង ដើម្បីជួយឱ្យកម្មវិធីកុំព្យូទ័រអាចផ្គុំទិន្នន័យស្កេនពីប្លង់ផ្សេងៗគ្នា បញ្ចូលគ្នាទៅជាម៉ូដែល 3D តែមួយដែលមានលក្ខណៈពេញលេញ។ ដូចជាស្នាមគំនូសនៅលើបំណែករូបភាពផ្គុំ (Jigsaw puzzle) ដែលជួយប្រាប់យើងថាតើត្រូវតោងភ្ជាប់បំណែកមួយណាទៅបំណែកមួយណា។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖