Comparaison de modèles numériques de surface photogrammétriques de différentes résolutions en forêt mixte. Estimation d'une variable dendrométrique simple : la hauteur dominante - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement Access content directly
Journal Articles Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection Year : 2017

Comparaison de modèles numériques de surface photogrammétriques de différentes résolutions en forêt mixte. Estimation d'une variable dendrométrique simple : la hauteur dominante

Abstract

Renewed interest in photogrammetry and recent developments of unmanned aerial vehicles (UAVs) open new possibilities in the field of forest planning and management. As the assessment of forest dendrometric parameters is usually a costly task, involving intensive field measurements, we were interested to evaluate how the use of accurate photogrammetric digital surface models (DSMs) could facilitate these estimations. Based on DSMs, dendrometric models were calibrated using circular plots (700 m²) measured in an area of interest (AOI). UAVs flight above these AOI were acquired at very high resolution (VHRI) giving images with a spatial resolution of 2.5 cm, as compared to 25,0 cm for the standard IGN aerial images. We were also interested in assessing the impact of DSMs resolution. For this purpose, DSMs were computed at the original resolution as well as degraded resolutions from 5.0 cm to 40.0 cm. Each DSM's elevation was then compared to manual stereoscopic measurements realized on the VHRI. By subtracting a digital terrain model (DTM) from each DSM, we derived canopy height models (CHMs). From these CHMs, we observed that plot height distributions were interesting indicators of forest structures and we were also able to established dominant height (H0) models. These results underline the interest of new photogrammetric approaches, and the importance of spatial resolutions, to improve forest planning and management.
Le renouveau de la photogrammétrie et le développement de moyens aéroportés légers tels que les drones permettent de nouvelles applications dans le domaine de l'aménagement et la gestion forestière. L'estimation de variables forestières se fait dans le cadre de processus longs et fastidieux sur le terrain. Dans l'idée d'automatiser l'extraction de variables dendrométriques, nous mettons en place une méthodologie pour générer les modèles numériques de surfaces (MNS) par photogrammétrie multi-vues les plus précis possibles compte-tenu des limites imposées par les algorithmes de calcul. Nous utilisons pour ce faire la suite photogrammétrique libre de l'IGN MicMac. Notre zone d'étude se situe dans la forêt domaniale du Ventouret (région PACA) qui est une forêt mixte de moyenne montagne. Pour qualifier la précision de ces MNS, nous disposons de relevés dendrométriques sur des placettes d'analyse de 700 m² représentatives des peuplements les plus fréquents à l'échelle de la forêt. Ces zones ont été survolées par un drone multi-rotors équipé d'un appareil photo numérique à focale fixe. Les clichés ont une résolution spatiale de 2,5 cm contre 25 cm pour les prises de vues standardisées de l'IGN. Afin d'étudier l'impact de la résolution sur la qualité des MNS générés, nous dégradons la résolution des prises de vues du drone jusqu'à obtenir un pixel terrain d'une quarantaine de centimètres. Nous comparons ensuite les altitudes de chaque MNS avec des pointés stéréoscopiques de référence réalisés manuellement sur les prises de vues originales. En soustrayant à chaque MNS un modèle numérique de terrain (MNT) LiDAR, nous calculons ensuite un modèle de hauteur de couvert (MHC). L'étude de la distribution des hauteurs sur chaque placette et d'un modèle statistique de hauteur dominante (H0) nous permettent de conclure sur l'intérêt de l'approche photogrammétrique et de déterminer des résolutions spatiales optimales pour appuyer le travail des gestionnaires et aménagistes forestiers.
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hal-01772218 , version 1 (20-04-2018)

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Xavier Lucie, Sylvie Durrieu, Anne Jolly, Sylvain Labbé, Jean-Pierre Renaud. Comparaison de modèles numériques de surface photogrammétriques de différentes résolutions en forêt mixte. Estimation d'une variable dendrométrique simple : la hauteur dominante. Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection, 2017, 213, pp.143-152. ⟨10.52638/rfpt.2017.197⟩. ⟨hal-01772218⟩
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