Original Title: Use of UAV Photogrammetric Data for Estimation of Biophysical Properties in Forest Stands Under Regeneration
Source: doi.org/10.3390/rs11030233
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការប្រើប្រាស់ទិន្នន័យរូបថតពីដ្រូន (UAV) សម្រាប់ប៉ាន់ប្រមាណលក្ខណៈជីវរូបវន្តនៅក្នុងតំបន់ព្រៃឈើកំពុងដាំដុះឡើងវិញ

ចំណងជើងដើម៖ Use of UAV Photogrammetric Data for Estimation of Biophysical Properties in Forest Stands Under Regeneration

អ្នកនិពន្ធ៖ Stefano Puliti (Norwegian Institute for Bioeconomy Research), Svein Solberg (Norwegian Institute for Bioeconomy Research), Aksel Granhus (Norwegian Institute for Bioeconomy Research)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2019, Remote Sensing

វិស័យសិក្សា៖ Forestry / Remote Sensing

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះដោះស្រាយបញ្ហាកង្វះខាតព័ត៌មានច្បាស់លាស់និងទាន់សម័យអំពីដង់ស៊ីតេដើមឈើ និងកម្ពស់ដំបូលព្រៃ នៅក្នុងតំបន់ព្រៃឈើវ័យក្មេងដែលកំពុងដាំដុះឡើងវិញ ដើម្បីគាំទ្រដល់ការធ្វើផែនការថែរក្សាព្រៃឈើឱ្យបានល្អប្រសើរ។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រផ្អែកលើតំបន់ (Area-based approach) ដោយបញ្ចូលទិន្នន័យវាស់វែងផ្ទាល់ពីកន្លែងទៅក្នុងម៉ូដែល Random Forest ដើម្បីវិភាគជាមួយទិន្នន័យរូបថតពីដ្រូន (UAV) ហើយប្រៀបធៀបលទ្ធផលជាមួយនឹងទិន្នន័យស្កេនឡាស៊ែរ (ALS) និងការវាយតម្លៃដោយមនុស្សផ្ទាល់។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
UAV Photogrammetry with Random Forest
ការប្រើប្រាស់ទិន្នន័យរូបថតពីដ្រូន (UAV) រួមជាមួយម៉ូដែល Random Forest
មានភាពសុក្រឹតខ្ពស់ក្នុងការប៉ាន់ស្មានដង់ស៊ីតេដើមឈើ ចំណាយពេលតិចជាងការចុះវាស់ផ្ទាល់ពាក់កណ្តាល និងផ្តល់ទិន្នន័យកម្រិតច្បាស់លាស់ខ្ពស់រហូតដល់ 3cm។ ទាមទារការវាស់ចំណុចត្រួតពិនិត្យលើដី (GCPs) ច្បាស់លាស់ និងជួបប្រទះបញ្ហាគុណភាពទិន្នន័យ (Saturation) នៅពេលដើមឈើមានដង់ស៊ីតេក្រាស់ពេក។ មានកំហុស (RMSE) តូចជាងគេបំផុត គឺ ០.៥៦ ម៉ែត្រសម្រាប់កម្ពស់មធ្យម និង ១១៧៥ ដើម/ហិកតា សម្រាប់ដង់ស៊ីតេដើមឈើកម្រិតតំបន់។
Airborne Laser Scanning (ALS) with Random Forest
ការស្កេនឡាស៊ែរពីលើអាកាស (ALS) រួមជាមួយម៉ូដែល Random Forest
អាចទម្លុះគម្របព្រៃដើម្បីវាស់កម្ពស់ដី (DTM) និងកម្ពស់ដើមឈើបានល្អប្រសើរ ព្រមទាំងអាចគ្របដណ្តប់លើផ្ទៃដីបានធំទូលាយ។ មានតម្លៃចំណាយខ្ពស់ មិនសូវមានភាពសុក្រឹតក្នុងការរាប់ចំនួនកូនឈើតូចៗ និងងាយមានភាពហួសសម័យកាល (Temporal mismatch) បើធៀបនឹងដ្រូន។ មានកំហុស (RMSE) នៃការប៉ាន់ស្មានដង់ស៊ីតេដើមឈើឡើងដល់ ២៣៥៥ ដើម/ហិកតា ដែលខ្ពស់ជាងវិធីសាស្ត្រ UAV រហូតដល់ ៥០%។
Traditional Field Assessment
ការចុះវាយតម្លៃនៅទីវាលដោយផ្ទាល់
មិនត្រូវការបច្ចេកវិទ្យាស្មុគស្មាញ និងអាចពិនិត្យស្ថានភាពជាក់ស្តែងនៃប្រភេទដើមឈើ និងដីបានដោយផ្ទាល់ភ្នែក។ ចំណាយពេលយូរ កម្លាំងពលកម្មច្រើន ថវិកាខ្ពស់ និងងាយមានកំហុសជាប្រព័ន្ធដោយសារការវាយតម្លៃដោយមនុស្សជាជាងប្រើទិន្នន័យជាក់ស្តែង។ កំហុស (RMSE) សម្រាប់ការប៉ាន់ស្មានដង់ស៊ីតេដើមឈើឡើងដល់ ២៦៤០ ដើម/ហិកតា ជាមួយនឹងការចំណាយពេលប្រតិបត្តិការសរុប ១៣.៦ ម៉ោង។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារឧបករណ៍ដ្រូនកម្រិតអាជីព ឧបករណ៍វាស់ទីតាំង GPS ជាក់លាក់ខ្ពស់ កម្មវិធីកុំព្យូទ័រសម្រាប់ដំណើរការរូបភាព និងចំណេះដឹងផ្នែកវិភាគទិន្នន័យ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងតំបន់ព្រៃលូតលាស់ប្រភេទ Boreal ក្នុងប្រទេសន័រវេស ដែលមានសណ្ឋានដីរាបស្មើ និងមានប្រភេទដើមឈើជាក់លាក់ជាប្រភេទស្រល់។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ដែលមានព្រៃត្រូពិចក្រាស់ និងសណ្ឋានដីស្មុគស្មាញ លទ្ធផលនិងភាពសុក្រឹតនៃម៉ូដែលអាចនឹងមានការប្រែប្រួល ដែលតម្រូវឱ្យមានការសាកល្បងនិងកែតម្រូវឡើងវិញ។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រនេះមានសក្តានុពលខ្ពស់និងអាចយកមកអនុវត្តបានប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៅក្នុងវិស័យព្រៃឈើនិងកសិកម្មនៅកម្ពុជា។

សរុបមក ការប្រើប្រាស់ដ្រូនផ្តល់នូវមធ្យោបាយដ៏ទំនើប ចំណាយតិចជាងការស្កេនពីលើយន្តហោះ (ALS) និងអាចផ្តល់ទិន្នន័យទាន់ពេលវេលាសម្រាប់ការសម្រេចចិត្តគ្រប់គ្រងព្រៃឈើនៅកម្ពុជា។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. ការរៀបចំផែនការ និងប្រមូលទិន្នន័យដ្រូន: ចាប់ផ្តើមដោយការរៀបចំផែនការហោះហើរដោយប្រើដ្រូនដូចជា DJI Phantom 4 Pro រួមជាមួយនឹងការកំណត់ចំណុចត្រួតពិនិត្យដី (GCPs) ចំនួន៤ទៅ៥ចំណុច ក្នុងតំបន់សិក្សាដោយប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ RTK GNSS ដើម្បីធានាភាពសុក្រឹតនៃទីតាំងភូមិសាស្ត្រ។
  2. ដំណើរការទិន្នន័យរូបភាព (Photogrammetry): ប្រើប្រាស់កម្មវិធីកុំព្យូទ័រជំនាញដូចជា Agisoft MetashapePix4D ដើម្បីផ្គុំរូបភាពរាប់រយសន្លឹកពីដ្រូន បង្កើតជាផែនទី Orthomosaic, Point Cloud 3D និង Digital Surface Model (DSM)
  3. ការទាញយកអថេរទិន្នន័យ (Variable Extraction): ទាញយកទិន្នន័យរចនាសម្ព័ន្ធ និងពណ៌នៃព្រៃឈើ (Spectral & Textural variables) ដោយប្រើប្រាស់កូដតាមរយៈកម្មវិធី R ជាពិសេសការប្រើកញ្ចប់ raster សម្រាប់ការវិភាគដី និង glcm សម្រាប់វិភាគវាយនភាពរូបភាព (Texture)។
  4. ការកសាងម៉ូដែលទស្សន៍ទាយ (Machine Learning Modelling): បញ្ចូលទិន្នន័យដែលវាស់វែងបានផ្ទាល់ពីដី និងទិន្នន័យដែលទាញចេញពីដ្រូន ទៅក្នុងម៉ូដែល Random Forest តាមរយៈកញ្ចប់ randomForest ក្នុងកម្មវិធី R ដើម្បីបណ្តុះបណ្តាលម៉ូដែលឱ្យចេះទស្សន៍ទាយដង់ស៊ីតេ និងកម្ពស់ដើមឈើកម្រិតតំបន់។
  5. ការចុះសាកល្បងអនុវត្តក្នុងបរិបទកម្ពុជា: យកម៉ូដែលនិងវិធីសាស្ត្រនេះទៅសាកល្បងក្នុងតំបន់ព្រៃដាំឡើងវិញ ឬចម្ការកៅស៊ូណាមួយនៅកម្ពុជា (ឧទាហរណ៍៖ ឧទ្យានជាតិគិរីរម្យ) រួចធ្វើការផ្ទៀងផ្ទាត់កំហុស (RMSE Validation) ដើម្បីកែសម្រួលវាឱ្យកាន់តែស័ក្តិសមជាមួយប្រភេទព្រៃត្រូពិច។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Photogrammetry វាជាបច្ចេកទេសនៃការទាញយកព័ត៌មានត្រីមាត្រ (3D) និងរង្វាស់រង្វាល់ជាក់លាក់នៃវត្ថុ ឬសណ្ឋានដី តាមរយៈការថតរូបភាពត្រួតគ្នាច្រើនសន្លឹកពីលើអាកាសដោយប្រើដ្រូន។ ដូចជាការយកកាមេរ៉ាថតរូបថុផ្កាមួយពីគ្រប់ជ្រុង រួចប្រើកម្មវិធីកុំព្យូទ័រផ្គុំរូបទាំងនោះបញ្ចួលគ្នាដើម្បីបង្កើតជាម៉ូដែលថុផ្កា 3D ដែលយើងអាចវាស់ទំហំបាន។
Airborne Laser Scanning (ALS) ជាបច្ចេកវិទ្យាប្រើប្រាស់ឧបករណ៍បាញ់ពន្លឺឡាស៊ែរពីលើយន្តហោះចុះមកក្រោម ដើម្បីវាស់ចម្ងាយ និងបង្កើតជាផែនទីរចនាសម្ព័ន្ធដីនិងកម្ពស់ដើមឈើ ដោយពន្លឺនេះអាចទម្លុះចន្លោះស្លឹកឈើទៅដល់ដីបាន។ ដូចជាសត្វប្រចៀវបញ្ចេញសំឡេងខ្ទាតប៉ះវត្ថុដើម្បីដឹងពីទីតាំងនិងរូបរាងរបស់វា តែបច្ចេកវិទ្យានេះប្រើពន្លឺឡាស៊ែរបាញ់ពីលើយន្តហោះជំនួសវិញ។
Random Forest ជាក្បួនដោះស្រាយនៃបញ្ញាសិប្បនិម្មិត (Machine Learning) ដែលបង្កើតសេណារីយ៉ូទស្សន៍ទាយ (Decision Trees) ជាច្រើនបញ្ចូលគ្នា ដើម្បីធ្វើការសម្រេចចិត្តឬប៉ាន់ស្មានទិន្នន័យ (ដូចជាកម្ពស់ ឬចំនួនដើមឈើ) ឱ្យមានភាពសុក្រឹតខ្ពស់ និងកាត់បន្ថយកំហុសកម្រិតអប្បបរមា។ ដូចជាការសួរយោបល់ពីអ្នកជំនាញ ១០០នាក់ ដើម្បីទាយតម្លៃផ្ទះមួយ រួចយកចម្លើយមធ្យម ដែលធ្វើឱ្យការទស្សន៍ទាយនោះកាន់តែត្រឹមត្រូវជាជាងការជឿលើមនុស្សតែម្នាក់។
Digital Surface Model (DSM) ជាទម្រង់ផែនទីឌីជីថលដែលបង្ហាញពីកម្ពស់ខ្ពស់បំផុតនៃផ្ទៃខាងលើបង្អស់នៃតំបន់មួយ ដោយរាប់បញ្ចូលទាំងកម្ពស់គម្របព្រៃឈើ អគារ និងអ្វីៗផ្សេងទៀតដែលនៅពីលើផ្ទៃដីពិតប្រាកដ។ ដូចជាការយកភួយដ៏ធំមួយទៅគ្របពីលើភូមិមួយ រួចវាស់រាងរៅកម្ពស់នៃភួយនោះដែលពើងឡើងដោយសារតែផ្ទះនិងដើមឈើ។
Point cloud ជាបណ្តុំនៃចំណុចទិន្នន័យរាប់លាននៅក្នុងលំហ 3D ដែលចំណុចនីមួយៗតំណាងឱ្យកូអរដោណេ (X, Y, Z) នៃផ្ទៃខាងក្រៅនៃវត្ថុ ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងពីរូបថតដ្រូន ឬប្រព័ន្ធឡាស៊ែរ។ ដូចជាការយកគ្រាប់ខ្សាច់រាប់លានគ្រាប់មកតម្រៀបបិទផ្គុំគ្នាឱ្យចេញជារូបរាងដើមឈើ ឬអគារនៅក្នុងកុំព្យូទ័រ។
Pre-commercial thinning ជាសកម្មភាពកាប់រំលោះដើមឈើវ័យក្មេងដែលមានការលូតលាស់មិនល្អ ឬដុះញឹកពេកចោលខ្លះ ដើម្បីទុកចន្លោះនិងផ្តល់ឱកាសឱ្យដើមឈើដែលមានសក្តានុពលអាចស្រូបយកពន្លឺនិងសារធាតុចិញ្ចឹមបានពេញលេញ មុនពេលវាធំល្មមអាចកាប់យកឈើទៅលក់បាន។ ដូចជាការដកស្មៅ ឬរំលោះកូនស្ពៃដែលដុះញឹកពេកនៅក្នុងរងចោលខ្លះ ដើម្បីឱ្យកូនស្ពៃដែលសល់អាចលូតលាស់បានធំល្អ។
Root Mean Square Error (RMSE) ជារង្វាស់គណិតវិទ្យាដែលប្រើសម្រាប់វាយតម្លៃកម្រិតភាពត្រឹមត្រូវនៃម៉ូដែល ដោយវាគណនាពីទំហំកំហុសជាមធ្យមរវាងតម្លៃដែលម៉ូដែលទស្សន៍ទាយបាន និងតម្លៃពិតប្រាកដដែលបានវាស់ដោយផ្ទាល់នៅទីវាល។ ដូចជាការវាស់មើលថា តើការបាញ់ធ្នូ ១០ដងរបស់អ្នក ខុសពីចំណុចកណ្តាលនៃផ្ទាំងស៊ីប (គោលដៅ) ជាមធ្យមប៉ុន្មានសង់ទីម៉ែត្រ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖