Τρισδιάστατη αποτύπωση δασογενούς περιβάλλοντος με χρήση σαρωτή laser και μη επανδρωμένου αεροναυτικού οχήματος
Authors: Παπαλάμπρος Λάμπρος 
Published: July 2022

Η παρούσα Διδακτορική Διατριβή, με τίτλο «Τρισδιάστατη αποτύπωση δασογενούς περιβάλλοντος με χρήση σαρωτή Laser και μη επανδρωμένου αεροναυτικού οχήματος», εκπονήθηκε στον Τομέα Γεωδαισίας και Τοπογραφίας του Τμήματος Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών, της Πολυτεχνικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης με επιβλέποντα τον καθηγητή Βασίλειο Τσιούκα.Οι καινοτομίες στις LiDAR τεχνολογίες αλλάζουν ραγδαία τον τρόπο με τον οποίο βλέπουμε και αλληλοεπιδρούμε με τον κόσμο. Η χρήση τους σε χώρους, όπως η περιβαλλοντική χαρτογραφία, η διαχρονική καταγραφή γεωλισθήσεων, σηράγγων ή και δασών, οι αποτυπώσεις αρχαιολογικών χώρων και κατασκευών, αλλά και της αυτοκίνησης, όπως η λειτουργία αποφυγής σύγκρουσης καθώς και η υβριδική ή η πλήρως αυτόνομη οδήγηση, βαίνει συνεχώς αυξανόμενη με ταχύτατους ρυθμούς βελτίωσης και με συνεχώς αυξανόμενες ακρίβειες αποτύπωσης και κτήσης των δεδομένων. Αυτό αντικατοπτρίζεται και σε σχετική έρευνα της αμερικανικής Grand View Research (GVR, 2020) σύμφωνα με την οποία η αγορά LiDAR αναμένεται να φτάσει τα 3,7 δισ. δολάρια έως το 2027, από 1,5 δισ. δολάρια το 2020, με εκτιμώμενο ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης που αγγίζει το 13,2%.Συστήματα που φέρουν τέτοιους αισθητήρες μπορεί να είναι εναέρια (επανδρωμένα ή μη αεροναυτικά οχήματα) ή επίγεια, που διαχωρίζονται σε στατικά και κινούμενα. Κίνητρο της παρούσας διατριβής αποτέλεσε η διερεύνηση της χρήσης επίγειων σαρωτών Laser στα ελληνικά δάση μεσογειακής και ανω-μεσογειακής ζώνης. Η χρήση τους διερευνήθηκε σε διαφορετικές καταστάσεις και σε διαφορετικό επίπεδο ανάλυσης στην προσπάθεια πολύπλευρου ελέγχου των δυνατοτήτων ενός σαρωτή στη δασική πράξη.Η διερεύνηση αυτή ξεκίνα από μεμονωμένη αποτύπωση δέντρων σπερμοφυούς δρυός, συνεχίστηκε με συστηματική διαχρονική καταγραφή δοκιμαστικής επιφάνειας οξυάς/δρυός ενώ ακολούθησε με συνδυαστική καταγραφή επιφάνειας τραχείας πεύκης με χρήση επίγειου στατικού σαρωτή Laser και μη επανδρωμένου αεροναυτικού οχήματος (UAV), επιχειρώντας να διερευνηθεί η δυνατότητα επίλυσης του συνηθισμένου προβλήματος της ελλιπούς αποτύπωσης του ύψους των δέντρων. Τέλος, διερευνήθηκε η χρήση φορητού σαρωτή Laser, βασιζόμενου στην τεχνολογία SLAM σε επιφάνεια τραχείας πεύκης.Τα ευρήματα, που παρουσιάζονται, υποστηρίζουν αναντίρρητα τη δυνατότητα χρήσης σαρωτών Laser στο πλαίσιο μιας ολοκληρωμένης προσέγγισης απογραφής δασικών βιομετρικών παραμέτρων, μεμονωμένα ή και συνδυαστικά με χρήση μη επανδρωμένου αεροναυτικού οχήματος.Τα βασικά προτερήματά τους συνοψίζονται στην υψηλή ανάλυση καταγραφής, στη δυνατότητα μελλοντικής επίσκεψης/χρήσης των δεδομένων σε περιβάλλον εικονικής πραγματικότητας, προσφέροντας παράλληλα τη δυνατότητα διαχρονικών συγκρίσεων στο spatial domain, στη δυνατότητα συνδυασμού με λοιπές καταστρεπτικές μεθόδους αλλά και με λοιπούς αισθητήρες, στην εκτίμηση δυνητικών δασικών προϊόντων ξύλου καθώς και στην ιχνηλασιμότητα των δασικών προϊόντων. Αντίστοιχα οι βασικοί τους περιορισμοί συνοψίζονται στο φαινόμενο απόκρυψης- επικάλυψης, το οποίο συνήθως αντιμετωπίζεται με μεγαλύτερο αριθμό σαρώσεων, στους μεγάλους χρόνους επεξεργασίας και στην περιορισμένη παρουσία ελεύθερων εξειδικευμένων λογισμικών αλλά και αυτοματοποιημένων μεθόδων αναγνώρισης διάφορων ειδών φυτών και δέντρων.