Estimating stand volume and stand density using sentinel-2 satellite imagery and ICESat-2 LiDAR data: A case study in kocayaren planning unit
ICESat-2 LiDAR data yardımıyla tahmin edilmesi: Kocayaren planlama birimi örneği
- Tez No: 761582
- Danışmanlar: DOÇ. DR. UZAY KARAHALİL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Ormancılık ve Orman Mühendisliği, Forestry and Forest Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Orman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Orman Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
Orman amenajman planlarının düzenlenmesinde orman envanteri çok önemli bir aşamadır. Geleneksel metotlarla yapılan arazi ölçümleri zaman ve iş gücü kaybı ile yüksek maliyete neden olmakta, bu nedenle orman envanterinin gerçekleştirilmesinde uzaktan algılama tekniklerinin kullanımı hız kazanmaktadır. Teknolojideki gelişmeler, daha az arazi çalışmalası ile daha doğru meşcere parametrelerinin tahmini için önemli fırsatlar sunmaktadır. Bu çalışmada, Sentinel-2 uydu görüntülerinden alınan spektral veriler, ICESat-2 LiDAR verileri ve TIN'den türetilen topografik veriler; Kocayaren Planlama Biriminde bulunan meşcelerin hacmini ve sayısını tahmin etmek amacıyla kullanılmıştır. İlk olarak, alınan toplam 109 örnek alan için Sentinel-2'den elde edilen bant yansıma değerleri ve bitki örtüsü indekslerinin kombinasyonunun en iyi sonuçları verdiği ortaya konmuştur. Aynı zamanda spektral verilerin, ağaç sayısından ziyade meşcere hacmini daha iyi tahmin edebildiği sonucuna ulaşılmıştır. Yalnızca spektral veriler kullanılarak meşcere hacmi için geliştirilen en iyi model RVI ve NDMI bant kombinasyonlarıyla 2, 3, 8a, 9, ve 11 bantlarını içermektedir ve bu kapsamda 0.669 R2 ve 39.125 m3 ha-1 RMSE sonucuna ulaşılmaktadır. Ağaç sayısının tahmini için geliştirilen en iyi model ise, SAVI, EVI, RVI, IRECI bant kombinasyonlarını ve 5 ve 6 bantlarını içermektedir ve 0.483 R2 ve 274 n ha-1 RMSE sonucunu vermektedir. İkinci olarak, TIN'den türetilen topografik özellikleri içeren diğer modeller incelenmiştir. Meşcere hacmini ve ağaç sayısını belirlemek amacıyla geliştirilen, topografik özellikleri içeren değişkenlerden oluşan en iyi modeller, sırasıyla 0.658 ve 0.514 R2 ile 39.795 m3 ha-1 ve 265 n ha-1 RMSE değerlerini ortaya koymaktadır. Her iki modelde ortaya çıkan tek topografik özellik eğim olmuştur. Doğrulama sürecinde, bağımsız değişkenler ile meşcere hacmi arasında istatistiksel olarak anlamlı bir ilişkinin var olduğu, ancak ağaç sayısı ile olmadığı tespit edilmiştir. Son olarak, ICESat-2 LiDAR verilerine yakın örnek alanlar ayrılmış ve bu verileri içeren modeller oluşturulmuştur. ICESat-2 LiDAR verilerinin ağaç boyu tahmininde etkili olmadığı ve bu nedenle meşcere hacmi veya ağaç sayısıyla anlamlı bir ilişkisinin olmadığı tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Conducting a forest inventory is a crucial component of any forest management plan. Traditional methods of taking field measurements are both time and labor intensive, in addition to being cost prohibitive. Progressive developments in remote sensing technology have provided an enhanced opportunity to collect increasingly precise forest stand parameter estimations with less need for field surveys. This study makes use of spectral data and LiDAR data from Sentinel-2 and ICESat-2 missions, respectively, as well as TIN-derived topographic features to estimate stand volume and stand density in the Kocayaren Planning Unit, Turkey. First, spectral data for 109 total plots extracted from Sentinel-2 including band reflectance values and vegetation indices were compared. A combination of band reflectance values and vegetation indices provided the best results. Spectral data was better able to predict stand volume than tree density. The best model developed for stand volume using only spectral data included the RVI and the NDMI, and bands 2, 3, 8a, 9, and 11, and yielded an adjusted R2 of 0.669 and RMSE of 39.125 m3 ha-1. The best model developed for number of trees included the SAVI, EVI, RVI, IRECI, and bands 5 and 6, with a resulting adjusted R2 of 0.483 and RMSE of 274 n ha-1. Secondly, further models including TIN-derived topographic features were examined. The best models developed from variables that included topographic features exhibited adjusted R2 values of 0.658 and 0.514 and RMSEs of 39.795 m3 ha-1 and 265 n ha-1 for stand volume and number of trees, respectively. Slope was the only topographic feature that showed up in both models. Through the process of validation, it was determined that a statistically significant relationship exists between the explanatory variables and stand volume, but not with the number of trees, thereby rendering models for number of trees unsuitable. Lastly, select plots that harbored ICESat-2 LiDAR data points were separated and models including these data were created. It was found that the ICESat-2 LiDAR was not effective in tree height estimation, and therefore did not have a significant relationship with stand volume or the number of trees.
Benzer Tezler
- Saf karaçam ve sarıçam meşcerelerinde sentinel-1 ve sentinel-2 uydu görüntüleri yardımıyla bazı meşcere parametrelerinin tahmin edilmesi (Karadere orman işletme müdürlüğü örneği)
Estimating some stand parameters using sentinel-1 and sentinel-2 satellite images in pure crimean and scots pine stands (a case study of Karadere forest enterprise)
DÖNDÜ DEMİREL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Ormancılık ve Orman MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OYTUN EMRE SAKICI
- Sündiken dağlarında sarıçam (Pinus sylvestris L.) meşcerelerinde karbon birikiminin belirlenmesi
Determination of carbon sequestration in scots pine (Pinus sylvestris L.) stands on Sündiken mountain
AYDIN ÇÖMEZ
Doktora
Türkçe
2010
Ormancılık ve Orman Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DOĞANAY TOLUNAY
- Antalya yöresi doğal sedir (Cedrus libani A. Rich.) meşcerelerinin çap dağılımının Johnson's sb dağılımı kullanılarak modellenmesi
Modeling the diameter distributions of natural taurus cedar stands (Cedrus libani A. Rich.) using Johnson's sb distribution in Antalya region
BURAK BAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Ormancılık ve Orman MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMAZAN ÖZÇELİK
- Kastamonu ve Sinop yöresi doğal sarıçam (Pinus sylvestris L.) meşcereleri için ekolojik tabanlı büyüme modelleri
Ecologically-based growth models for scots pine (Pinus sylvestris L.) stands in Kastamonu and Sinop regions
FADİME SAĞLAM
Doktora
Türkçe
2021
Ormancılık ve Orman MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OYTUN EMRE SAKICI
- Landsat Tm uydu görüntüsü yardımıyla bazı meşcere parametrelerinin tahmin edilmesi (Yapraklı Orman İşletme Şefliği örneği)
Estimation of some stand parameters using Landsat Tm satellite imagine: A case study in Yaprakli Forest Planning Unit
MEHMET ÖZGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Ormancılık ve Orman MühendisliğiÇankırı Karatekin ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALKAN GÜNLÜ