Original Title: Influence of Scanner Position and Plot Size on the Accuracy of Tree Detection and Diameter Estimation Using Terrestrial Laser Scanning on Forest Inventory Plots
Source: doi.org/10.3390/rs11131602
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ឥទ្ធិពលនៃទីតាំងម៉ាស៊ីនស្កេន និងទំហំឡូត៍លើភាពត្រឹមត្រូវនៃការកំណត់សម្គាល់ដើមឈើ និងការប៉ាន់ស្មានអង្កត់ផ្ចិតដោយប្រើប្រាស់ការស្កេនឡាស៊ែរលើដីក្នុងឡូត៍ជំរឿនព្រៃឈើ

ចំណងជើងដើម៖ Influence of Scanner Position and Plot Size on the Accuracy of Tree Detection and Diameter Estimation Using Terrestrial Laser Scanning on Forest Inventory Plots

អ្នកនិពន្ធ៖ Christoph Gollob (University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna), Tim Ritter, Clemens Wassermann, Arne Nothdurft

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2019, Remote Sensing

វិស័យសិក្សា៖ Forestry / Remote Sensing

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះដោះស្រាយបញ្ហានៃការវាយតម្លៃឥទ្ធិពលនៃទីតាំងម៉ាស៊ីនស្កេនឡាស៊ែរលើដី (TLS) និងទំហំឡូត៍គំរូ ទៅលើភាពត្រឹមត្រូវនៃការកំណត់សម្គាល់ដើមឈើដោយស្វ័យប្រវត្តិ និងការវាស់វែងអង្កត់ផ្ចិតក្នុងប្រតិបត្តិការជំរឿនព្រៃឈើ។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានអភិវឌ្ឍក្បួនដោះស្រាយបណ្ដុំផ្អែកលើដង់ស៊ីតេពហុដំណាក់កាល ដើម្បីបង្កើតផែនទីទីតាំងដើមឈើដោយស្វ័យប្រវត្តិ និងបានធ្វើតេស្តប្រៀបធៀបការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធទីតាំងម៉ាស៊ីនស្កេនផ្សេងៗគ្នា។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Multiscan TLS (Hexagon + Center, 7 scans)
ការស្កេនពហុចំណុច (ឆកោន + កណ្តាល, ៧ ចំណុច)
ផ្តល់ភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់បំផុតក្នុងការចាប់យកទីតាំងដើមឈើ និងមានកំហុសទាបបំផុតក្នុងការវាស់អង្កត់ផ្ចិត DBH។ ចំណាយពេលវេលា និងកម្លាំងពលកម្មច្រើនបំផុត (ប្រហែល ១០៣ នាទីក្នុងមួយឡូត៍) ដែលធ្វើឱ្យការចុះប្រមូលទិន្នន័យមានភាពយឺតយ៉ាវ។ សម្រេចបានភាពត្រឹមត្រូវទូទៅ ៧៨.១៥% និងកំហុស RMSE ៣.៥៩ សង់ទីម៉ែត្រ សម្រាប់ការវាស់អង្កត់ផ្ចិត។
Multiscan TLS (Triangle + Center, 4 scans)
ការស្កេនពហុចំណុច (ត្រីកោណ + កណ្តាល, ៤ ចំណុច)
ជាជម្រើសដ៏ល្អបំផុតដែលរក្សាតុល្យភាពរវាងការចំណាយកម្លាំងពលកម្ម ពេលវេលា និងភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់។ ភាពត្រឹមត្រូវនៃការចាប់យកដើមឈើមានកម្រិតទាបជាងបន្តិចធៀបនឹងការប្រើ ៧ ចំណុច ជាពិសេសលើឡូត៍ធំៗ។ សម្រេចបានភាពត្រឹមត្រូវទូទៅ ៧៦.៩២% កំហុស RMSE ៤.០៥ សង់ទីម៉ែត្រ និងចំណាយពេលត្រឹម ៦១ នាទី។
Single-scan TLS (Center only)
ការស្កេនចំណុចតែមួយ (ចំណុចកណ្តាល)
ចំណាយពេលលឿនបំផុត និងទាមទារកម្លាំងពលកម្មតិចតួចបំផុតនៅលើទីតាំងផ្ទាល់។ មានអត្រាចាប់យកទីតាំងដើមឈើទាបបំផុត ដោយសារបញ្ហាបាំងមុខគម្របព្រៃ (Occlusion) ខ្លាំងជាងគេ។ សម្រេចបានភាពត្រឹមត្រូវទូទៅត្រឹមតែ ៥៨.២៤% កំហុស RMSE ៥.៩៣ សង់ទីម៉ែត្រ និងចំណាយពេល ១៤ នាទី។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអនុវត្តវិធីសាស្ត្រនេះតម្រូវឱ្យមានការវិនិយោគខ្ពស់លើឧបករណ៍ស្កេនឡាស៊ែរ កម្មវិធីកុំព្យូទ័រ និងអ្នកមានជំនាញវិភាគទិន្នន័យ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងតំបន់ព្រៃនៃប្រទេសអូទ្រីស និងហ្វាំងឡង់ ដែលមានប្រភេទដើមឈើ និងលក្ខណៈសណ្ឋានដីស្រឡះជាងព្រៃត្រូពិច។ ព្រៃឈើនៅកម្ពុជាមានដង់ស៊ីតេ និងរុក្ខជាតិគម្របដី (Understory vegetation) ក្រាស់ឃ្មឹក ដែលអាចធ្វើឱ្យការស្កេនឡាស៊ែរជួបការលំបាក (Occlusion) កាន់តែខ្លាំង និងតម្រូវឱ្យមានការកែសម្រួលក្បួនដោះស្រាយបន្ថែម។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

ទោះបីជាមានបញ្ហាប្រឈមនឹងដង់ស៊ីតេព្រៃឈើក៏ដោយ បច្ចេកវិទ្យានេះមានសក្តានុពលខ្ពស់ខ្លាំងសម្រាប់គម្រោងត្រួតពិនិត្យ និងអភិរក្សព្រៃឈើធំៗនៅកម្ពុជា។

សរុបមក បច្ចេកវិទ្យា TLS គឺជាការឈានជើងចូលយុគសម័យឌីជីថលនៃការគ្រប់គ្រងធនធានព្រៃឈើនៅកម្ពុជាប្រកបដោយតម្លាភាព និងទំនុកចិត្តខ្ពស់សម្រាប់ការគណនាឥណទានកាបូន។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាពីការប្រមូលទិន្នន័យ និងឧបករណ៍ស្កេន 3D: ចាប់ផ្តើមដោយការស្វែងយល់អំពីគោលការណ៍នៃបច្ចេកវិទ្យា LiDAR និងរបៀបប្រើប្រាស់ម៉ាស៊ីន Terrestrial Laser Scanner (TLS) តាមរយៈឯកសារ ឬការបណ្តុះបណ្តាលបច្ចេកទេស។
  2. អនុវត្តការរៀបចំទីតាំងស្កេនប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព: សាកល្បងរៀបចំការចុះស្កេនក្នុងទម្រង់ ៤ចំណុច (ត្រីកោណបូកកណ្តាល) នៅក្នុងសួនច្បារ ឬសហគមន៍ព្រៃឈើតូចៗ ដើម្បីស្វែងយល់ពីរបៀបជៀសវាងការបាំងគ្នា (Occlusion) ដោយដើមឈើ។
  3. រៀនប្រើប្រាស់កម្មវិធីកែច្នៃទិន្នន័យ Point Cloud: ដំឡើង និងអនុវត្តការប្រើប្រាស់កម្មវិធីដូចជា LAStoolsCloudCompare ដើម្បីកាត់សំលេងរំខាននៃទិន្នន័យ (Noise filtering) និងញែកចំណុចដីកម្រិតទាបចោល។
  4. អនុវត្តការសរសេរកូដក្នុងកម្មវិធី R សម្រាប់ទាញយកលទ្ធផល: ប្រើប្រាស់កញ្ចប់កូដ densityClust និង edci ក្នុងកម្មវិធី R ដើម្បីសាកល្បងដំណើរការក្បួនដោះស្រាយក្នុងការកំណត់ទីតាំងដើមឈើ និងវាស់អង្កត់ផ្ចិតដោយស្វ័យប្រវត្តិពីឯកសារ 3D។
  5. ការផ្ទៀងផ្ទាត់ជាមួយទិន្នន័យវាស់វែងជាក់ស្តែង: ធ្វើការប្រៀបធៀបទិន្នន័យដែលទាញយកពីកុំព្យូទ័រ ជាមួយនឹងទិន្នន័យដែលវាស់ដោយកម្លាំងមនុស្សផ្ទាល់ (ដោយប្រើខ្សែវាស់ DBH) ដើម្បីគណនាកម្រិតកំហុស (RMSE) និងកែសម្រួលប៉ារ៉ាម៉ែត្រកម្មវិធីឱ្យសមស្របនឹងព្រៃឈើកម្ពុជា។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Terrestrial laser scanning បច្ចេកវិទ្យាស្កេនដោយប្រើឡាស៊ែរដែលដាក់នៅលើដី (ឧទាហរណ៍ ដាក់លើជើងកាមេរ៉ា) ដើម្បីវាស់វែង និងប្រមូលទិន្នន័យជារូបរាង 3D នៃមជ្ឈដ្ឋានជុំវិញ ជាពិសេសរចនាសម្ព័ន្ធព្រៃឈើ និងកម្ពស់ដី។ ដូចជាការប្រើប្រាស់ពិលបញ្ចាំងពន្លឺឡាស៊ែររាប់លានដងក្នុងមួយវិនាទីទៅគ្រប់ទិសទី ដើម្បីគូររូបភាព 3D នៃព្រៃឈើមួយយ៉ាងលម្អិត។
Point cloud សំណុំទិន្នន័យនៃចំណុចរាប់លាននៅក្នុងលំហ 3D (ដែលមានកូអរដោណេ X, Y, Z) ដែលតម្រៀបគ្នាបង្កើតបានជារូបរាងរបស់វត្ថុ ឬទីតាំងណាមួយ បន្ទាប់ពីការស្កេនដោយម៉ាស៊ីនឡាស៊ែរ។ ដូចជាតំណក់ទឹកភ្លៀងរាប់លានតំណក់ដែលឈប់ទ្រឹងក្នុងលំហ ហើយរួមគ្នាបង្កើតបានជារូបរាងពិតរបស់ដើមឈើមួយដើម។
Density-based clustering ក្បួនដោះស្រាយក្នុងកុំព្យូទ័រដែលរៀបចំទិន្នន័យ (ចំណុច Point cloud) ជាក្រុមៗ ដោយផ្អែកលើភាពកកកុញនៃចំណុចទាំងនោះ ដើម្បីបែងចែកថាតើចំណុចណាខ្លះជារបស់ដើមឈើទី១ ហើយចំណុចណាជារបស់ដើមឈើទី២។ ដូចជាការសង្កេតមើលហ្វូងមនុស្សពីលើអាកាស បើកន្លែងណាមានមនុស្សឈរផ្តុំគ្នាច្រើន យើងសន្និដ្ឋានថានោះគឺជាក្រុមមនុស្សមួយក្រុមដោយស្វ័យប្រវត្តិ។
diameter at breast height (dbh) រង្វាស់ស្តង់ដារអន្តរជាតិក្នុងវិស័យព្រៃឈើ ដែលតំណាងឱ្យអង្កត់ផ្ចិតនៃគល់ឈើ ដោយវាស់នៅកម្ពស់ប្រហែល ១,៣ ម៉ែត្រ ពីផ្ទៃដី។ វាត្រូវបានប្រើសម្រាប់ប៉ាន់ស្មានទំហំ អាយុកាល និងបរិមាណឈើ។ ដូចជាការវាស់ទំហំចង្កេះរបស់មនុស្សដើម្បីកាត់ខោអាវ តែនេះគឺវាស់ទំហំដើមឈើត្រឹមកម្រិតទ្រូងដើម្បីដឹងពីទំហំរបស់វា។
Occlusion បាតុភូតដែលវត្ថុមួយបាំងវត្ថុមួយទៀតពីមុខម៉ាស៊ីនស្កេន ធ្វើឱ្យម៉ាស៊ីនឡាស៊ែរមិនអាចបាញ់ទៅដល់ និងមិនអាចចាប់យកទិន្នន័យ ឬរូបរាងនៃវត្ថុដែលនៅខាងក្រោយបានពេញលេញ។ ដូចជាពេលយើងថតរូបជុំគ្នា ហើយអ្នកឈរខាងមុខបាំងអ្នកឈរខាងក្រោយជិត ធ្វើឱ្យកាមេរ៉ាមើលមិនឃើញអ្នកនៅខាងក្រោយ។
Commission error ប្រភេទនៃកំហុសក្នុងការវិភាគទិន្នន័យ ដែលប្រព័ន្ធកុំព្យូទ័របានកត់សម្គាល់ ឬរាប់បញ្ចូលវត្ថុណាមួយខុស (ឧទាហរណ៍៖ កម្មវិធីគិតថាមែកឈើ ឬគុម្ពោតព្រៃ គឺជាដើមឈើមួយដើម)។ វាជារង្វាស់នៃការចាប់សញ្ញាខុស (False positive)។ ដូចជាប្រព័ន្ធការពារចោរលួចរោទិ៍ឡើងដោយសារសត្វឆ្មាលោតកាត់ មិនមែនដោយសារមានចោរពិតប្រាកដចូលនោះទេ។
Co-registration ដំណើរការនៃការយកទិន្នន័យស្កេន (Point clouds) ពីទីតាំងច្រើនផ្សេងៗគ្នាមកតម្រួត និងផ្គុំបញ្ចូលគ្នាតាមប្រព័ន្ធកូអរដោណេតែមួយ ដើម្បីបង្កើតបានជាប្លង់ 3D មួយដែលពេញលេញ និងគ្មានការបាំងគ្នា។ ដូចជាការយកបំណែកនៃរូបភាព (Jigsaw puzzle) ដែលថតពីជ្រុងខុសៗគ្នាមកតម្រៀបបញ្ចូលគ្នាដើម្បីបានរូបភាពធំមួយដែលពេញលេញ។
Root mean square error (RMSE) រង្វាស់ស្ថិតិដែលប្រើសម្រាប់គណនាកម្រិតកំហុសជាមធ្យម រវាងតម្លៃដែលប៉ាន់ស្មានដោយម៉ាស៊ីនកុំព្យូទ័រ និងតម្លៃជាក់ស្តែងដែលវាស់ដោយផ្ទាល់នៅនឹងកន្លែង។ តម្លៃ RMSE កាន់តែតូច បង្ហាញពីភាពត្រឹមត្រូវកាន់តែខ្ពស់។ ដូចជាការវាស់ថាតើព្រួញដែលយើងបាញ់ទៅនោះ ឃ្លាតពីចំណុចកណ្តាលនៃផ្ទាំងគោលដៅប៉ុន្មានសង់ទីម៉ែត្រជាមធ្យម។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖