Actas del Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería Universidade de Santiago de Compostela Lugo - 2021 Actas del Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Lugo - 1, 2 y 3 de septiembre de 2021 Actas del Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Editores: Molina Valero, Juan Alberto Unidad de Gestión Ambiental y Forestal Sostenible (UXAFORES). Departamento de Ingeniería Agroforestal. Universidade de Santiago de Compostela. juanalberto.molin[email protected] Rodríguez Ruiz, Joel Unidad de Gestión Ambiental y Forestal Sostenible (UXAFORES). Departamento de Ingeniería Agroforestal. Universidade de Santiago de Compostela. [email protected] Pérez Cruzado, César Proyectos y Planificación (PROEPLA). Departamento de Producción Vegetal y Proyectos de Ingeniería. Universidade de Santiago de Compostela. cesar[email protected] Martínez Calvo, Adela Unidad de Gestión Ambiental y Forestal Sostenible (UXAFORES). Departamento de Ingeniería Agroforestal. Universidade de Santiago de Compostela. [email protected] Escuela Politécnica Superior de Ingeniería Universidade de Santiago de Compostela Benigno Ledo s/n, Campus Terra 27002 Lugo, España ISBN: 978-84-09-37465-6 Depósito Legal: C 17-2022 Referencias de financiación: Diputación de Lugo y Universidade de Santiago de Compostela: Convocatoria de axudas 2021 para a realización de actividades de investigación e/ou transferencia no ámbito do desenvolvemento rural no Campus de Lugo. ÁLAVA INGENIEROS y GRAFINTA: patrocinio. Proyectos y Planificación (PROEPLA) y Unidad de Gestión Ambiental y Forestal Sostenible (UXAFORES) de la Universidade de Santiago de Compostela: Consellería de Educación, Universidade e Formación Profesional de la Xunta de Galicia. Grupos de Referencia Competitiva: PROEPLA (GRC GI-1716, ED431C 2021/27) y UXAFORES (GRC GI-1837, ED431C 2018/07). Patrocina: Organiza: Colabora: ESCOLA POLITÉCNICA SUPERIOR DE ENXEÑARÍA Financia: 5 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Contenido PRESENTACIÓN ......................................................................................7 AGRADECIMIENTOS ............................................................................9 INTRODUCCIÓN ..................................................................................11 PROGRAMA ...........................................................................................21 RESÚMENES ...........................................................................................31 Clasificación automática de nubes de puntos terrestres en parcelas forestales ................33 Un algoritmo para detección robusta de fustes en nubes obtenidas mediante SLAM basado en las leyes fundamentales de la mecánica clásica......................................35 Estudio del efecto de la complejidad de la masa forestal para distintos tamaños de parcela en la detección de árboles y estimación de sus diámetros en base a escaneos únicos de escáner láser terrestre (TLS) .................................................................37 Extracción de atributos de árbol individual y caracterización forestal a nivel de masa: TLS vs. SLAM ................................................................................................................39 Sistemas innovadores en mediciones forestales en el País Vasco: proyecto GO Fagus ...41 Estimación automática de la rectitud e inclinación de los fustes en individuos de Pinus pinaster a partir de datos TLS (Terrestrial Laser Scanning) ................................43 Comparación entre la determinación automática de diámetros y alturas de árboles con TLS y métodos de inventario tradicional .........................................................45 Aplicaciones fotogramétricas para el seguimiento de rodales maduros ...........................47 Análisis comparativo de la estimación de variables de estructura forestal mediante datos de campo, TLS y UAV en individuos de Pinus halepensis Mill. ..............49 Sistemas LIDAR terrestres en aplicaciones forestales. Comparativa entre sistemas estáticos y dinámicos ................................................................................................51 Sistemas de mapeado móvil aplicados al inventariado forestal .......................................... 53 6Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Modelización de variables de rodal de interés forestal en base a métricas y variables obtenidas mediante Escáner Láser Terrestre (TLS) con el paquete de R FORTLS .................................................................................................................................. 55 Evaluación del uso del Escáner Láser Terrestre en inventario forestal a escala de monte. Un caso de estudio en base a la estimación de la biomasa arbórea .................57 Modelos de estimación de existencias en las plantaciones con clones de Populus × euroamericana y P. × interamericana empleando datos de escáner láser terrestre .............................................................................................................................59 Caracterización de la distribución horizontal de biomasa en árboles individuales mediante TLS: aplicaciones para inventario forestal .....................................61 Aspectos prácticos de la Utilización de ForeStereo para el inventario a escala monte ...63 Estimación de las variables de sotobosque y del dosel de copas relacionadas con el riesgo de incendios a partir de datos de un único escaneo con TLS ......................65 Control de calidad de mediciones dasométricas mediante el uso de escáner laser terrestre (TLS) en el Inventario Forestal Continuo de Galicia ..................................67 MESA REDONDA ..................................................................................69 Reflexiones de la mesa redonda ..............................................................................................71 TALLERES ................................................................................................ 77 Taller para el procesado y análisis de los datos tomados con el dispositivo óptico ForeStereo ......................................................................................................................79 Taller para el procesado y análisis de los datos tomados con el Escáner Láser Terrestre (TLS) mediante el paquete de R FORTLS .............................................................80 Taller de fotogrametría digital. De imágenes a nubes de puntos y ortofotos: oportunidades para el diagnóstico y la gestión medioambiental ....................................... 81 SPONSORS ..............................................................................................83 7 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales PRESENTACIÓN Este libro contiene las actas del Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales que tuvo lugar los días 1, 2 y 3 de septiembre de 2021 en la Escuela Politécnica Superior de Ingeniería del Campus Terra de la Universidade de Santiago de Compostela (Lugo, España). Este workshop tuvo como objetivo la puesta en común de resultados científicos y aplicaciones prácticas de estas tecnologías en el ámbito forestal, así como la práctica de aspectos operativos en la toma y análisis de datos. Para ello, constó de jornadas científico-técnicas con formato de congreso (híbrido presencial-telemático), sesiones prácticas de toma de datos en campo y de su posterior análisis y procesado en ordenador mediante la impartición de talleres (presencial), y de una mesa redonda de reflexión sobre el estado del arte de estas tecnologías en todos los ámbitos forestales implicados. Este evento fue organizado conjuntamente por los grupos de investigación GI-1716 Proyectos y Planificación (PROEPLA) y GI-1837 Unidad de Gestión Ambiental y Forestal Sostenible (UXAFORES) de la Universidade de Santiago de Compostela. La celebración del workshop fue financiada por la Diputación de Lugo y la Universidade de Santiago de Compostela, a través de la Convocatoria de axudas 2021 para a realización de actividades de investigación e/ou transferencia no ámbito do desenvolvemento rural no Campus de Lugo, y por la Consellería de Educación, Universidade e Formación Profesional de la Xunta de Galicia que, mediante el Programa de Consolidación y Estructuración de Unidades de Investigación Competitivas, financia los grupos de referencia competitiva PROEPLA (GRC GI-1716, ED431C 2021/27) y UXAFORES (GRC GI-1837, ED431C 2018/07). Además, el evento fue patrocinado por las empresas ÁLAVA INGENIEROS y GRAFINTA, que han participado como sponsors vinculados a dos de las tecnologías de teledetección próxima terrestre objeto de la actividad: escáner láser terrestre (TLS) y localización simultánea y mapeo (SLAM), respectivamente. En la organización del Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales se contó con la colaboración del Campus Terra y la Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de la Universidade de Santiago de Compostela, que proporcionaron los espacios en los que tuvieron lugar de forma presencial las distintas sesiones y talleres del workshop. El comité organizador Lugo, 25 de noviembre de 2021 8Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Comité Organizador González Ferreiro, Eduardo Manuel. Universidad de León. Guerra Hernández, Juan. 3edata. Lombardero Barrera, Diego. Universidade de Santiago de Compostela. López Álvarez, Óscar. Universidade de Santiago de Compostela. López Fernández, Mario. Universidade de Santiago de Compostela. Martínez Calvo, Adela. Universidade de Santiago de Compostela. Molina Valero, Juan Alberto. Universidade de Santiago de Compostela. Pérez Antelo, Almudena. Universidade de Santiago de Compostela. Pérez Cruzado, César. Universidade de Santiago de Compostela. Rodríguez Gonzálvez, Pablo. Universidad de León. Rodríguez Ruiz, Joel. Universidade de Santiago de Compostela. Comité Científico Álvarez González, Juan Gabriel. Universidade de Santiago de Compostela. Cabo Gómez, Carlos. Swansea University - UK. González Ferreiro, Eduardo Manuel. Universidad de León. Manso González, Rubén. Forestry Commission Research Agency - UK. Martínez Calvo, Adela. Universidade de Santiago de Compostela. Molina Valero, Juan Alberto. Universidade de Santiago de Compostela. Montes Pita, Fernando. INIA - CSIC. Pérez Cruzado, César. Universidade de Santiago de Compostela. Rodríguez Gonzálvez, Pablo. Universidad de León. 9 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales AGRADECIMIENTOS El comité organizador desea agradecer a todos los asistentes su participación en el Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales, especialmente a aquellos que participaron como integrantes del comité científico, ponentes en las sesiones de conferencias, miembros de la mesa redonda o responsables de los talleres impartidos, y cuya colaboración desinteresada ha hecho posible el éxito del evento a nivel científico. La celebración de este workshop ha contado con el apoyo de los grupos de investigación PROEPLA y UXAFORES de la Universidade de Santiago de Compostela, que han colaborado en la organización y la difusión de toda la información y documentación relativa al evento. El Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales ha podido llevarse a cabo gracias a la financiación recibida en el marco de la Convocatoria de axudas 2021 para a realización de actividades de investigación e/ou transferencia no ámbito do desenvolvemento rural no Campus de Lugo de la Diputación de Lugo y la Universidade de Santiago de Compostela, y la colaboración de los grupos de referencia competitiva PROEPLA y UXAFORES financiados por la Consellería de Educación, Universidade e Formación Profesional de la Xunta de Galicia (ED431C 2021/27 y ED431C 2018/07). Las empresas ÁLAVA INGENIEROS y GRAFINTA han cofinanciado también este evento como sponsors del mismo, además de participar activamente en la sesión práctica de toma de datos de campo con sus dispositivos de teledetección próxima terrestre (tecnologías TLS y SLAM, respectivamente). Por último, el comité organizador da las gracias a la Escuela Politécnica Superior de Ingeniería y al Campus Terra de la Universidade de Santiago de Compostela por su colaboración en la organización del Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales, proporcionando los espacios en los que se celebraron las distintas sesiones del evento de forma presencial. 16 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales • No obstante, la mitad de los encuestados se abstuvieron de valorar el grado de transferencia del SLAM, el ForeStereo y los dispositivos ópticos, térmicos o de otro tipo al sector forestal o contestaron que no estaban transferidos o lo estaban poco. Este porcentaje es del 35% en el caso del TLS. • Los participantes se mostraron de acuerdo o totalmente de acuerdo en que los siguientes factores son limitantes para el uso operativo de las tecnologías de teledetección próxima terrestre en el sector forestal: el precio elevado de adquisición de los dispositivos (80%); la falta de personal con conocimientos para la toma y procesado de datos (80%); que no se realizan actividades de transferencia que lo faciliten, como formación, jornadas de difusión, etc. (80%); y que no se dispone de herramientas informáticas para el procesado de datos (65%). Además, indicaron dos posibles factores limitantes que no se recogían explícitamente en la encuesta: el tiempo empleado en la toma de datos, y que los equipos son muy pesados y poco operativos. • En cuanto al grado de importancia de este tipo de tecnologías en el futuro, los encuestados las consideraban importantes o muy importantes en todas las áreas forestales especificadas en la encuesta: dasometría e inventario forestal (95%), incendios forestales (95%), gestión forestal (90%), ordenación de montes (85%) y ecología forestal (80%). Diez de los encuestados eran alumnos de una titulación afín al sector forestal (FP, grado, máster, doctorado, etc.) o lo habían sido en los últimos 5 años, por lo que se les preguntó sobre los contenidos relacionados con tecnologías de teledetección próxima terrestre impartidos en el plan de estudios de la titulación que estaban cursando o habían cursado. Del análisis de sus respuestas se concluye que: • El 60% los encuestados consideraba que los contenidos sobre estas tecnologías en el plan de estudios eran pocos o ninguno. Además, todos creían que deberían incrementarse los contenidos sobre estos dispositivos en la titulación que estaban cursando o habían cursado. Otro de los bloques de preguntas estaba dirigido a participantes que trabajasen en los sectores de la Educación (universidades, centros de formación, etc.) o de la I+D+i (centros de I+D, etc.), o lo hubiesen hecho en los últimos 5 años. Doce de los participantes que contestaron la encuesta pertenecían o habían pertenecido a dichos sectores, y los resultados más relevantes que se obtuvieron de sus respuestas se resumen a continuación: 17 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales • A la pregunta de si se impartían contenidos sobre tecnologías de teledetección próxima terrestre en las titulaciones académicas afines al sector forestal que conocían, la mitad de los encuestados respondieron no saberlo o indicaron que se impartían pocos o ninguno. Además, más del 80% pensaban que deberían incrementarse los contenidos sobre estas tecnologías en las titulaciones académicas afines al sector forestal. • Más del 80% de los encuestados se encontraban trabajando de forma activa en alguna de línea de investigación relacionada con estas tecnologías, y todos ellos indicaron tener interés en iniciar y/o continuar su investigación en alguna línea relacionada con ellas. La encuesta incluía también varias preguntas específicas para aquellos participantes que trabajaban en una empresa (ingenierías, consultoras, maderistas) u organización del sector forestal (asociaciones empresariales, colegios de ingenieros, etc.), o lo había hecho en los últimos 5 años. El resumen de las respuestas dadas por los 7 encuestados que cumplían con este perfil se recoge en los siguientes puntos: • El 57% respondió que las tecnologías de teledetección próxima terrestre y sus aplicaciones eran conocidas o muy conocidas en su empresa o entre los miembros de su organización. • Sin embargo, solo el 43% indicó que estas tecnologías eran utilizadas o muy utilizadas en su empresa o entre los miembros de su organización, aunque todos ellos creían que debería incrementarse su utilización. • Por último, algo más del 70% pensaba que su empresa o los miembros de su organización estarían dispuestos a invertir en este tipo de dispositivos. El resto de encuestados optó por responder a esta cuestión marcando la opción no sabe / no contesta. Finalmente, los 4 encuestados que indicaron ser miembro o representante de una entidad perteneciente a la Administración Pública con competencias en el sector forestal, o haberlo sido en los últimos 5 años, contestaron a varias preguntas adicionales de las que se concluye que: • Las tecnologías de teledetección próxima terrestre y sus aplicaciones no eran desconocidas en su entidad. • No obstante, todos consideraban que eran poco o solo algo utilizadas, y que debería incrementarse su utilización en los procesos administrativos que llevaba a cabo su entidad. 18 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Encuesta: satisfacción En este apartado se presentan los resultados obtenidos en una encuesta de satisfacción distribuida entre los participantes una vez finalizado el evento. En ella se les solicitaba su valoración sobre diversos aspectos relacionados con los contenidos científicos del workshop y con su organización, así como su nivel de satisfacción global y su interés en participar en actividades futuras con la misma temática. Esta encuesta fue respondida por 30 participantes, de los cuales el 40% fueron ponentes en alguna de las sesiones de conferencias. El primer bloque de la encuesta estaba dirigido a conocer la valoración que hacían los participantes del workshop desde el punto de vista científico. Los principales resultados obtenidos al analizar sus respuestas son los siguientes: • En cuanto al grado de satisfacción con los contenidos y/o el alcance de las sesiones y talleres del workshop a los que ha asistido, la inmensa mayoría de encuestados que respondieron a la pregunta declararon sentirse muy satisfechos o satisfechos con todas las actividades realizadas durante el workshop: sesiones de conferencias (100%), taller FORTLS (100%), mesa redonda (96%), sesión práctica de toma de datos (95%), taller ForeStereo (90%) y taller fotogrametría próxima (85%). • Los encuestados afirmaron estar totalmente de acuerdo o de acuerdo con que el workshop le había resultado provechoso para revisar el estado del arte a nivel científico (87%) y a nivel operativo (83%), adquirir conocimientos sobre la toma de datos (80%) y su procesado (76%), y establecer contactos y/o colaboraciones de cara al futuro (70%). En cuanto a la organización del evento, se solicitó a los participantes que valorasen su grado de satisfacción en el segundo bloque de preguntas. Del análisis de sus respuestas se concluye lo siguiente: • Más del 85% de los encuestados indicaron sentirse muy satisfechos o satisfechos con la organización del workshop. • Los participantes que habían asistido a alguna sesión o taller del work shop en la modalidad presencial (83% de los encuestados) indicaron estar muy satisfechos o satisfechos con los espacios en los que se celebraron las sesiones de conferencias (100%) y los talleres (95%), con el catering (96%), y con el evento social organizado el primer día del evento (90%). • Los participantes que indicaron haber asistido en la modalidad telemática a alguna sesión o taller del workshop (43% de los encuestados) 19 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales declararon estar totalmente de acuerdo o de acuerdo con que no tuvieron problemas para acceder de forma telemática a las sesiones (93%), las indicaciones recibidas para la asistencia telemática fueron claras y adecuadas (92%), la calidad de la imagen fue adecuada (85%), la calidad del sonido fue adecuada (54%) y no tuvieron problemas para enviar mensajes o hacer preguntas a través del chat (75%). Por la contra, destaca que el 38% de los encuestados declararon estar en desacuerdo o totalmente en desacuerdo con que la calidad del sonido era adecuada. La encuesta se cerraba con un bloque de cuestiones relacionadas con la valoración global del evento y el interés en participar en ediciones futuras del mismo. Las respuestas recibidas se comentan a continuación: • El 97% de los participantes que cubrieron la encuesta declararon estar muy satisfechos o satisfechos con el workshop. • Todos los encuestados indicaron estar interesados en asistir o participar en el futuro en una nueva edición del evento. PROGRAMA 23 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Programación general 01/09/2021 Hora Evento Localización 09:00 - 10:00 Registro y recogida de credenciales Salón de actos (EPSE) 10:00 - 10:30 Acto de apertura Salón de actos (EPSE) 10:30 - 11:45 Conferencias - Sesión I Salón de actos (EPSE) 11:45 - 12:15 Pausa café Junto al salón de actos (EPSE) 12:15 - 14:00 Conferencias - Sesión II Salón de actos (EPSE) 14:00 - 15:45 Comida 15:45 - 17:30 Toma de datos en campo Carballeira (EPSE) 17:30 - 18:00 Pausa café Junto al salón de actos (EPSE) 18:00 - 20:00 Taller ForeStereo Aula e-Terra (Biblioteca Intercentros) 21:00 - 01:00 Evento social El Santuario de Magnus (centro histórico) 02/09/2021 Hora Evento Localización 09:00 - 10:00 Registro y recogida de credenciales Salón de actos (EPSE) 10:00 - 11:45 Conferencias - Sesión III Salón de actos (EPSE) 11:45 - 12:15 Pausa café Junto al salón de actos (EPSE) 12:15 - 13:00 Conferencias - Sesión IV Salón de actos (EPSE) 13:00 - 14:00 Mesa redonda Salón de actos (EPSE) 14:00 - 16:00 Comida 16:00 - 17:30 Taller FORTLS Aula e-Terra (Biblioteca Intercentros) 17:45 - 18:15 Pausa café Junto al salón de actos 18:15 - 20:00 Taller FORTLS Aula e-Terra (Biblioteca Intercentros) 24 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales 03/09/2021 Hora Evento Localización 09:00 - 10:00 Registro y recogida de credenciales Salón de actos (EPSE) 10:00 - 11:45 Taller fotogrametría próxima Salón de actos (EPSE) 11:45 - 12:15 Pausa café Junto al salón de actos (EPSE) 12:15 - 14:00 Taller fotogrametría próxima Salón de actos (EPSE) 25 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Miércoles 1 de septiembre de 2021: conferencias y talleres 01/09/2021 Hora Evento Ponente 10:00 Acto de apertura Ver al final del programa del día Conferencias - Sesión I (Moderador: Juan Alberto Molina Valero) 10:30 Clasificación automática de nubes de puntos terrestres en parcelas forestales (Ponente invitado) Carlos Cabo Gómez (Swansea University - UK) 10:50 Álava ingenieros - Riegl (Pitch comercial) Sergio García Fernández 11:00 Un algoritmo para detección robusta de fustes en nubes obtenidas mediante SLAM basado en las leyes fundamentales de la mecánica clásica Rubén Manso González (Forestry Commission Research Agency - UK) 11:15 Estudio del efecto de la complejidad de la masa forestal para distintos tamaños de parcela en la detección de árboles y estimación de sus diámetros en base a escaneos únicos de escáner láser terrestre (TLS) Adela Martínez Calvo (Universidade de Santiago de Compostela) 11:30 Extracción de atributos de árbol individual y caracterización forestal a nivel de masa: TLS vs. SLAM Ana Solares (Universidade de Vigo) 11:45 Pausa café Conferencias - Sesión II (Moderadora: Adela Martínez Calvo) 12:15 Sistemas innovadores en mediciones forestales en el País Vasco: proyecto GOFagus(Ponente invitado) Alejandro Cantero Amiano (HAZI) 12:35 Estimación automática de la rectitud e inclinación de los fustes en individuos de Pinus pinaster a partir de datos TLS (Terrestrial Laser Scanning) Covadonga Prendes Pérez (CETEMAS) 12:50 Comparación entre la determinación automática de diámetros y alturas de árboles con TLS y métodos de inventario tradicional Anna Katharina Kletschka (Universidad de Oviedo) 13:05 Aplicaciones fotogramétricas para el seguimiento de rodales maduros Jose Luis Tomé Morán (Agresta S. COOP.) 33 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Clasificación automática de nubes de puntos terrestres en parcelas forestales Carlos Cabo1, Cristina Santin2, Stefan Doerr3, Celestino Ordóñez4 1Faculty of Science and Engineering. Swansea University. UK. Wallace Building. Singleton Campus. SA2 8PP. Swanse. UK Email: Carloscabo.unio[email protected] 2IMIB (CSIC-Uniova-CA). Edificio de Investigación.Campus de Mieres. 33600 Email: c.san[email protected] 3Geography Dep. Swansea University. UK. Wallace Building. Singleton Campus. SA2 8PP. Swanse. UK Email: [email protected] 4Dep. Explotación y Prospeccion de Minas. Universidad de Oviedo. Campus de Mieres. 33600 Email: cgalan.unio[email protected] INTRODUCCIÓN El uso de nubes de escáneres láser terrestres para la caracterización e inventario de parcelas forestales se está extendiendo y diversificando rápidamente. En los últimos años han aparecido numerosos algoritmos para la automatización del procesado de las nubes de puntos forestales, y se han incorporado otras tecnologías de adquisición de datos: escáneres láser móviles personales y fotogrametría terrestre. La mayor parte de los esfuerzos están dirigidos a la automatización de inventarios forestales a nivel de parcela, de los que se obtienen parámetros básicos como diámetros normales y alturas. Sin embargo, aún queda mucho por hacer en caracterizaciones más complejas e inventarios de mayor detalle. MÉTODO En este trabajo se han implementado una serie de algoritmos para la clasificación de nubes de puntos terrestres de parcelas forestales en cuatro categorías: troncos, ramas+hojas, matorral, y hierba. Estos algoritmos son el fruto del desarrollo y adaptación de algoritmos previos para la automatización de inventarios forestales de precisión, y comparten con ellos gran parte de los procesos iniciales. 34 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales RESULTADOS Los algoritmos han sido probados con datos de escáner láser estático, móvil personal y fotogrametría terrestre en parcelas con diferentes especies forestales, densidades y estructuras de vegetación. La precisión de la clasificación ha sido evaluada por comparación con la segmentación visual hecha por dos operadores distintos. Más del 90% de los puntos fueron correctamente clasificados en la mayor parte de los casos. Sin embargo, los porcentajes de acierto varían con la complejidad estructural de la vegetación y la densidad de puntos. CONCLUSIONES Los algoritmos desarrollados en este proyecto clasifican automáticamente nubes de puntos terrestres en parcelas forestales. El resultado es una caracterización tridimensional y espacialmente explícita de las estructuras de la vegetación de la parcela. Los datos de salida de esta clasificación se pueden usar como entrada para modelos existentes de cuantificación de biomasa. PALABRAS CLAVE: escáner láser estático; escáner móvil personal; fotogrametría terrestre; cuantificación biomasa; inventario forestal. RESUMEN GRÁFICO 35 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Un algoritmo para detección robusta de fustes en nubes obtenidas mediante SLAM basado en las leyes fundamentales de la mecánica clásica Rubén Manso González1, Carlos Cabo Gómez2 1Forest Research, the research agency of the Forestry Commission, Northern Research Station, Bush Campus, EH25 9SY, Roslin, Reino Unido. Email: [email protected] 2Universidad de Oviedo. Email: carloscabo[email protected] INTRODUCCIÓN Los escáners terrestres móviles que incorporan la tecnología SLAM son una alternativa eficaz a los tradicionales escáners fijos, al ser más apropiados en el sector de las operaciones e inventario forestal. Sin embargo, estos nuevos instrumentos son también menos precisos, lo que supone un reto a la hora de interpretar nubes de puntos de rodales con alta ramosidad en las secciones bajas de los fustes. OBJETIVOS Presentar un nuevo algoritmo de detección de fustes de gran robustez en estas condiciones. MÉTODOS El algoritmo está basado en la aplicación de las leyes de la mecánica newtoniana a nubes de puntos. Sucintamente, se asignan masas imaginarias a los puntos y se aplican dichas leyes físicas en iteraciones sucesivas en el plano XY. En cada iteración, el momento lineal de cada punto se actualiza, permitiéndose la fusión de puntos. El resultado es su agregación progresiva en las zonas de mayor masa por unidad de superficie, que normalmente corresponden a los fustes. El algoritmo converge cuando la posición de los puntos resultantes no varía significativamente. Estos puntos supermasivos finales idealmente representarían la localización de cada árbol. Al situarse suficientemente alejados de los otros, no ejercerían una acción gravitatoria significativa sobre los demás. El algoritmo se testó en nubes obtenidas con un es- 36 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales cáner móvil ZEB-REVO en plantaciones de Picea sitchensis en Escocia. Los árboles presentaban abundantes ramas bajas y su interpretación mediante otros algoritmos resultaba insatisfactoria. RESULTADOS Nuestro algoritmo alcanza unos muy altos niveles de detección (>90%) comparado con otros métodos. CONCLUSIÓN Este nuevo algoritmo representa una solución fiable para detectar pies en nubes de puntos SLAM en condiciones de alta ramosidad, al menos en plantaciones. El método puede incorporarse como un módulo preliminar en aproximaciones geométricas de modelización de fustes. También puede usarse como método de validación de otros algoritmos de detección. PALABRAS CLAVE: Mecánica clásica newtoniana; Escáner terrestre móvil; Plantaciones. RESUMEN GRÁFICO 37 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Estudio del efecto de la complejidad de la masa forestal para distintos tamaños de parcela en la detección de árboles y estimación de sus diámetros en base a escaneos únicos de escáner láser terrestre (TLS) Adela Martínez Calvo, Juan Alberto Molina Valero Departamento de Enxeñaría Agroforestal, Universidade de Santiago de Compostela, Escola Politécnica Superior de Enxeñaría, Universidade de Santiago de Compostela. Rúa Benigno Ledo s/n, Campus Universitario. 27002, Lugo (España) Email: adela.martine[email protected]; juanalberto[email protected] INTRODUCCIÓN Para valorar el uso operacional del escáner láser terrestre (TLS) en aplicaciones forestales, resulta de especial interés evaluar en primer lugar el funcionamiento de los algoritmos disponibles para el procesado de las nubes de puntos TLS y la extracción de información relevante a nivel forestal. OBJETIVOS En este trabajo se estudia el efecto de la complejidad de la masa forestal (densidad y clase diamétrica, presencia de matorral) y el tamaño de parcela en la detección de árboles y estimación de sus diámetros normales (DBH) mediante el paquete FORTLS de R. MÉTODOS Se consideró una parcela de 12ha, en la que predomina el Pinus radiata, y que presentaba varias clases naturales de edad y matorral muy espeso en ciertas zonas. Se seleccionó un conjunto de puntos de muestreo, situados en las intersecciones de una malla regular de 20m x 20m, en los que se realizó un escaneo único inicial con TLS y otro tras ser desbrozada la parcela. Ambos se procesaron con FORTLS, obteniéndose los árboles detectados en cada caso. Con esta información, y la recopilada en campo mediante inventario convencional, se simularon parcelas circulares con radio creciente hasta 40m y 38 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales se estableció la correspondencia (o no) entre los árboles medidos en campo y los detectados. RESULTADOS Los mayores niveles de detección correspondieron a las parcelas con menor densidad y mayor DBH medio, sobre todo para radios grandes. En cuanto al DBH, en general, el algoritmo lo infraestima. Los resultados mejoran notablemente usando los datos TLS tras el desbroce. CONCLUSIÓN Tanto la complejidad de la masa como el tamaño de parcela afectan a la detección de árboles y la estimación de sus DBH. Estos resultados pueden ser un primer paso a la hora de establecer las fortalezas y debilidades del uso del TLS en aplicaciones forestales. PALABRAS CLAVE: Escáner láser terrestre (TLS); FORTLS; detección de árboles; diámetro normal (DBH). 39 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Extracción de atributos de árbol individual y caracterización forestal a nivel de masa: TLS vs. SLAM Ana Solares, Laura Alonso, Juan Picos, Julia Armesto Universidad de Vigo. Forestry Engineering School, University of Vigo—A Xunqueira Campus, 36005 Pontevedra, Spain Email: [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected] INTRODUCCIÓN La realización de inventarios forestales es una de las principales necesidades del sector forestal, tanto para fines de gestión, explotación o conservación. Es esencial proporcionar conocimientos sobre la estructura y distribución de las masas forestales, y ser capaces de monitorear su evolución a lo largo del tiempo. Los dispositivos mecánicos y ópticos que se han utilizado tradicionalmente en inventarios forestales implican costosas campañas de campo y están limitados por las capacidades de observación del usuario. Desde la generalización de los sistemas LiDAR en ambientes profesionales, se ha mejorado significativamente la capacidad de analizar entornos forestales, proporcionando la posibilidad de digitalizar con precisión la estructura 3D de las masas. En los últimos 20 años, los sistemas LiDAR han evolucionado en rango, precisión, peso, portabilidad, protocolos de operación y técnicas de procesamiento de datos. También las plataformas de soporte han evolucionado, desde las aeronaves hasta sistemas de escaneo láser terrestre (TLS), UAV o los dispositivos portables más recientes. Las fortalezas de los TLS en aplicaciones forestales se han descrito frecuentemente en la literatura especializada. Sin embargo, pocos estudios han llevado a cabo el análisis de los sistemas LiDAR portables dada su novedad. OBJETIVOS Este estudio tiene como objetivo comparar un escáner láser portable GEOSLAM con un escáner láser terrestre (TLS) FARO y con dispositivos tradicionales, en términos de portabilidad, uso en campo, eficiencia del tiempo de escaneo, precisión de nube de puntos y métricas forestales alcanzables. 40 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales METODOLOGÍA La adquisición de datos se llevó a cabo en una parcela de Eucaliptus globulus con un LiDAR portable de GEOSLAM, un TLS de FARO FOCUS y con herramientas tradicionales. Posteriormente se procesaron para obtener variables geométricas de árbol individual útiles en la caracterización de masas. RESULTADOS Se analizaron y compararon los resultados obtenidos sobre el tiempo de adquisición, la precisión de las variables medidas, la integridad de los datos y las limitaciones y fortalezas de cada método. CONCLUSIÓN La comparación de los LiDAR portables con TLS y con dispositivos tradicionales puede ser útil para establecer cuáles son las aplicaciones en las que los sistemas portables pueden ser útiles. PALABRAS CLAVE: TLS; LiDAR portable; nube de puntos; caracterización dendométrica. RESUMEN GRÁFICO 41 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Sistemas innovadores en mediciones forestales en el País Vasco: proyecto GO Fagus Alejandro Cantero Amiano HAZI. Granja Modelo de Arkaute s/n. 01192 Vitoria-Gasteiz Email: acan[email protected] INTRODUCCIÓN El proyecto innovador GO Fagus está permitiendo a HAZI aplicar diversas técnicas novedosas en las mediciones de los hayedos. A diversas fuentes de información ya disponibles desde hace años (teledetección satelital o por fotogrametría aérea, láser TLS, barrenas) se le están añadiendo nuevos sistemas (láseres de mano, fotogrametría terrestre, resistografía) para abaratar y aumentar el volumen de datos de campo. OBJETIVOS • Testar nuevas herramientas y sistemas de toma de datos forestales • Confrontar los resultados de estos métodos innovadores frente a otros métodos tradicionales • Actualizar las ecuaciones de cubicación aplicables al haya • Estimación en pie de la calidad de la madera • Difundir los resultados entre socios y público en general MÉTODOS Los socios del proyecto han medido durante 2021 diversas parcelas de campo en los hayedos del norte de España, tomando un gran volumen de datos de árboles seleccionados. Algunas de esas parcelas son sólo de medición, por lo que las hayas siguen en pie tras las mediciones para poder seguir su evolución en el futuro. Otras parcelas acaban con la corta y extracción de las hayas seleccionadas hasta un aserradero. Ello supone que las mediciones tomadas con sistemas innovadores para estimar en pie el volumen y la calidad de la madera de haya son contrastadas en las piezas de madera aserradas. 48 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales RESULTADOS Se obtuvieron modelos 3D escalados y georreferenciados del rodal completo, del subrodal de 20x20 y de individuos singulares que representan fielmente el estado del mismo en el momento de la adquisición de imágenes. Estos modelos se han compartido a través del visor Potree en la siguiente dirección de enlace: http://valsain.agrestaweb.org/ CONCLUSIÓN Este tipo de aplicaciones fotogramétricas no solo son de gran utilidad en la difusión utilizadas para dar acceso al gran público a zonas de reserva integral dentro de los espacios protegidos, sino que también pueden servir como base para analizar los cambios en estos ecosistemas comparando su evolución temporal en el tiempo. PALABRAS CLAVE: Fotogrametría; Agisoft; Rodal Maduro; UAV. RESUMEN GRÁFICO 49 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Análisis comparativo de la estimación de variables de estructura forestal mediante datos de campo, TLS y UAV en individuos de Pinus halepensis Mill. Jesús Torralba, Luis A. Ruiz, Juan Pedro Carbonell-Rivera, Pablo Crespo-Peremarch Geo-Environmental Cartography and Remote Sensing Group (CGAT), Department of Cartographic Engineering, Geodesy and Photogrammetry, Universitat Politècnica de València. Camino de Vera, s/n, 46022 Valencia, España Email: [email protected]; l[email protected]v.es; [email protected]; [email protected] INTRODUCCIÓN Las nubes de puntos generadas con láser escáner terrestre (TLS) o a partir de imágenes adquiridas con drones (UAV) se vienen aplicando exitosamente en la estimación de parámetros forestales. A pesar de los últimos avances aún es difícil sustituir el inventariado tradicional en determinados entornos forestales. OBJETIVOS Este estudio pretende investigar la sustitución de las mediciones de inventario tradicional por datos adquiridos con TLS y UAV. MÉTODOS Se midió el diámetro normal (Dn) y altura de 43 Pinus halepensis, se tomaron 11 escaneos TLS distribuidos en zigzag en un área de 260x35 m, y se realizó un vuelo fotogramétrico mediante UAV adquiriendo 144 imágenes. Empleando las imágenes se generó una nube de puntos que fue registrada con la nube TLS, la cual previamente había sido georreferenciada. En la nube TLS se segmentaron automáticamente los árboles tomando esta referencia para segmentar la nube UAV. Igualmente, se automatizaron las mediciones de Dn y altura, comparándose posteriormente con las mediciones tradicionales. 50 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales RESULTADOS La segmentación identificó todos los árboles. El TLS estimó el Dn del 83,72% de los árboles con un R2 de 0,92 y un RMSE de 1,85 cm. La nula penetración de la nube UAV impidió determinar el Dn. Respecto a la altura, el R2 fue de 0,89 y 0,88 con un RMSE de 0,90 y 0,94 m para TLS y UAV, respectivamente. El bajo error de las alturas TLS fue debido a la baja densidad de árboles, previendo mayores errores en bosques densos. CONCLUSIÓN Estos resultados sugieren que las nubes TLS y UAV pueden sustituir a las técnicas de inventariado tradicional en ciertos entornos. La oclusión generada por la estructura de las copas fue el factor principal que afectó a la precisión de las estimaciones de Dn. En futuros trabajos se fusionarán las perspectivas de observación terrestre y aérea. PALABRAS CLAVE: Láser Escáner Terrestre; nube de puntos; inventario forestal; altura; diámetro normal (Dn). RESUMEN GRÁFICO 51 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Sistemas LIDAR terrestres en aplicaciones forestales. Comparativa entre sistemas estáticos y dinámicos David Cruz Josa, Paloma Mier Gutiérrez GRAFINTA S.A. Av. Filipinas, 46. 28003 Madrid Email: [email protected]; [email protected] INTRODUCCIÓN Se realiza un inventario forestal empleando tecnologías LIDAR: Sistemas estático LIDAR (TLS en inglés) y sistemas LIDAR dinámicos con tecnología SLAM. OBJETIVOS El objetivo de este trabajo ha sido identificar las ventajas e inconvenientes de ambas tecnologías en la elaboración de inventarios forestales. MÉTODO Sobre una única parcela de árboles de la especie Pinus Pinaster se realizó un levantamiento con ambos sistemas LIDAR con el objetivo de determinar variables dendométricas de interés forestal: altura y ancho del tronco, y cobertura vegetal. También se capturaron imágenes de los árboles. Posteriormente los datos se analizaron con software de segmentación y clasificación obteniéndose de forma automática a partir de la nube de puntos un listado Excel con los valores dasométricos de la parcela, así como la superficie y la coordenada de cada árbol. RESULTADOS Se compararon ambas observaciones entre sí. En el escaneado estático con el TLS se realizaron 125 tomas de 2,5 min/toma lo que arrojo un total de 5,2 Horas. El procesado de los datos requirió 2 horas lo que hace un total de 7,2 Horas. La precisión media de los puntos Lidar en estático es de 2mm. En lo que se refiere al escaneado dinámico con tecnología Slam, los datos 52 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales se tomaron en 15 minutos y el procesado de los datos llevo 30 minutos. El resultado global es de 45 minutos. La precisión media es de 2cm. CONCLUSIÓN Los sistemas SLAM, proporcionan una metodología más acorde con el desplazamiento a través de masas forestales reduciendo los tiempos de captura y haciendo posible trabajar entre masas densas llenas de monte bajo. Se reducen las precisiones frente a las metodologías basadas en escaneados estáticos con TLS, pero se mantienen dentro de las tolerancias exigidas en los inventarios forestales aportando una información mucho más rigurosa. PALABRAS CLAVE: LIDAR; SLAM; Inventario Forestal; TLS; Segmentación. RESUMEN GRÁFICO 53 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Sistemas de mapeado móvil aplicados al inventariado forestal Pablo Rodríguez Gonzálvez, Eduardo Manuel González Ferreiro Escuela superior y técnica de ingenieros de minas. Universidad de León. Campus Universitario de Ponferrada, Avda. de Astorga s/n, 24401 Ponferrada (León) Email: p.r[email protected]; egon[email protected] INTRODUCCIÓN El inventario de la situación actual de un bosque, el seguimiento de su evolución pasada y la predicción de su más probable evolución futura, son elementos fundamentales para una buena gestión y consideración de los servicios ecosistémicos generados. Con el desarrollo de las técnicas geomáticas y las tecnologías de teledetección próxima, se ha optimizado la estimación de las variables forestales, en términos de precisión y eficiencia, en comparación con los inventarios forestales tradicionales. La aparición de los sistemas de mapeado portátil (PMMS – Portable Mobile Mapping System) permiten la adquisición de información 3D en movimiento en entornos complejos (p. ej. bajo el dosel del bosque), tanto en términos de oclusiones como de recepción de la señal GNSS. OBJETIVOS El objetivo es ofrecer una evaluación de los PMMS aplicados a los entornos forestales, para destacar las potencialidades y los retos de esta tecnología geomática. Se presenta una visión general de los estudios más recientes que emplean dichos sistemas para la extracción de variables forestales. MÉTODOS Se realiza una evaluación cualitativa de los PMMS en las aplicaciones forestales, comparada con los sistemas láser estáticos y de mapeado móvil convencional. La evaluación se basa en las especificaciones técnicas de los sensores y en los parámetros cualitativos, de forma similar a otras evaluaciones de idoneidad. 54 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales RESULTADOS El análisis se centra en los puntos fuertes y débiles en diferentes contextos, y la elección del sistema adecuado para un estudio concreto, que requiere a menudo un análisis cuidadoso de sus prestaciones. Se analizará su capacidad para la documentación de diferentes variables de interés. CONCLUSIÓN Gracias a esta visión general de los PMMS, se proporcionan unas orientaciones generales al usuario final, en aspectos claves para elegir el sistema más adecuado y la metodología más eficiente para un rendimiento óptimo en función de las circunstancias de campo. PALABRAS CLAVE: Escaneado láser; Mapeado móvil; SLAM; Inventario forestal; Geomática. RESUMEN GRÁFICO 55 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Modelización de variables de rodal de interés forestal en base a métricas y variables obtenidas mediante Escáner Láser Terrestre (TLS) con el paquete de R FORTLS Óscar López Álvarez1, Juan Alberto Molina Valero1, Adela Martínez Calvo1, César Pérez Cruzado2 1Escuela Politécnica Superior de Ingeniería, Campus Terra. Universidade de Santiago de Compostela (Lugo). Email: oscarlo[email protected]; juanalberto.molin[email protected]; adela.martinez. [email protected] 2Departamento de Producción Vegetal y Proyectos de Ingeniería. Escola Politécnica Superior de Ingeniería. Benigno Ledo s/n 27002 Lugo Email: cesar.cr[email protected] INTRODUCCIÓN La estimación de las existencias de un monte se lleva a cabo mediante la realización de un inventario forestal (IF), normalmente basado en mediciones de campo. Con la intención de mejorar ciertos aspectos del IF, se introdujo el escáner láser terrestre o TLS (Terrestrial laser scanner) por su alto potencial. OBJETIVOS Explorar el potencial de las nubes de puntos generadas con el TLS en escaneos únicos para la predicción de las principales variables de rodal estimadas en IF utilizando métricas y variables obtenidas mediante FORTLS, un paquete de R diseñado para el procesado automático de nubes de puntos de escaneos únicos TLS con fines forestales. MÉTODOS Los datos experimentales se obtuvieron de una parcela de 5.25 ha poblada principalmente por pino marítimo e insigne. Se estableció un muestreo sistemático basado en una malla cuadrada desde cuyas intersecciones se realizaron escaneos únicos. Posteriormente, se exploró el potencial de las métricas y variables para modelizar variables de rodal, tales como número de pies (𝑁), diámetro medio aritmético y dominante (𝑑, 𝑑0), altura media 56 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales aritmética y dominante (ℎ, 𝐻0), diámetro medio cuadrático (𝑑𝑔), área basimétrica (𝐺), volumen (𝑉) y biomasa (𝑊). La exploración de dicha relación se realizó mediante el ajuste de modelos de regresión paramétricos, utilizando linealizaciones Box-Cox y métodos de selección de variables de pasos sucesivos (Stepwise regression). RESULTADOS Se ha obtenido que para 𝑑, 𝑑0, ℎ, 𝐻0 y 𝑑𝑔 se han ajustado buenos modelos, ya que se obtienen estadísticos de bondad del ajuste altos (R2 entre 0.96 y 0.88). Por el contrario, para 𝑁, 𝐺, 𝑉y 𝑊los modelos ajustados no mostraron buenos estadísticos (R2 entre 0.28 y 0.77). CONCLUSIÓN FORTLS puede considerarse una herramienta adecuada para la estimación de 𝑑, 𝑑0, ℎ, 𝐻0 y 𝑑𝑔 asistida por modelos en el tipo de masas estudiadas en este trabajo. PALABRAS CLAVE: Inventario Forestal; LiDAR; teledetección próxima terrestre; modelización; Software R. 57 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Evaluación del uso del Escáner Láser Terrestre en inventario forestal a escala de monte. Un caso de estudio en base a la estimación de la biomasa arbórea Juan Alberto Molina-Valero1, Óscar López Álvarez1, Adela Martínez- Calvo1, César Pérez-Cruzado2 1Unidad de Gestión Ambiental y Forestal Sostenible, Departamento de Ingeniería Agroforestal, Escuela Politécnica Superior de Ingeniería, Universidade de Santiago de Compostela. Rúa Benigno Ledo s/n, Campus Terra. 27002, Lugo Email: [email protected]; oscarlo[email protected]; adela.martinez. [email protected] 2Departamento de Producción Vegetal y Proyectos de Ingeniería. Escola Politécnica Superior de Ingeniería. Benigno Ledo s/n 27002 Lugo Email: cesar.cr[email protected] INTRODUCCIÓN El Escáner Láser Terrestre (TLS) es un dispositivo fácilmente portable que permite representar el entorno próximo de una forma rápida, automática y con una alta precisión; lo cual lo convierte en una de las herramientas con mayor potencial para mejorar las metodologías convencionales de inventario forestal (IF). OBJETIVOS El objetivo de este trabajo ha sido comparar los errores cometidos en la estimación de la biomasa arbórea entre técnicas de inferencia estadística convencional (muestreo sistemático) y asistida por modelos mediante el uso de información auxiliar generada con TLS. MÉTODOS Para llevar a cabo este trabajo se utilizó una parcela de 12 ha completamente inventariada perteneciente a una masa dominada por Pinus radiata. En ella se estableció un muestreo sistemático en base a una malla regular de 20 m de lado, desde cuyas intersecciones se realizaron escaneos únicos con TLS y se simularon parcelas de 15 m de radio. Los datos de TLS fueron procesados 64 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales RESULTADOS Para cada estrato, para las parcelas medidas simultáneamente con ForeStereo y con forcípula, se han realizado, por tanto, 28 procesos de datos, para determinar el mejor procedimiento de inventario para el estrato. También se ha empleado en determinados casos una tarifa de cubicación propia en lugar de la cubicación que ofrece el propio programa del ForeStereo. CONCLUSIÓN Los resultados del inventario son similares a cualquier otro procedimiento de inventario por muestreo; la ventaja del ForeStereo sobre el procedimiento de inventario tradicional con forcípula es el incremento del rendimiento de los trabajos de campo entre un 33% y un 66%. PALABRAS CLAVE: ForeStereo; inventario; muestreo sistemático. RESUMEN GRÁFICO 65 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Estimación de las variables de sotobosque y del dosel de copas relacionadas con el riesgo de incendios a partir de datos de un único escaneo con TLS Cecilia Alonso Rego1, Stéfano Arellano-Pérez1, Juan Alberto Molina- Valero1, Adela Mertínez-Calvo1, César Pérez-Cruzado2, Fernando Castedo- Dorado3, Juan Gabriel Álvarez-González1, Ana Daría Ruiz-González1 1Unidad de Gestión Ambiental y Forestal Sostenible (UXAFORES), Departamento de Ingeniería Agroforestal, Escuela Politécnica Superior de Ingeniería, Universidade de Santiago de Compostela. Benigno Ledo s/n, Campus Terra, 27002 Lugo, España. Email: [email protected]; stefano.are[email protected]; juanalberto.molin[email protected]; [email protected]; juangabriel.alvar[email protected]; [email protected] 2Proyectos y Planificación (PROEPLA), Departamento de Ingeniería Agroforestal, Universidade de Santiago de Compostela. Escuela Politécnica Superior de Ingeniería, Benigno Ledo s/n, Campus Terra, 27002 Lugo, España. Email: cesar.cr[email protected] 3Departamento de Ingeniería y Ciencias Agrarias, Universidad de León. Campus de Ponferrada, 24401 Ponferrada, España. Email: [email protected] INTRODUCCIÓN Los incendios están entre las perturbaciones más destructivas de los bosques, causando importantes daños económicos y ecológicos. Las características estructurales y la carga de los combustibles del sotobosque y del dosel de copas afectan al comportamiento del fuego, regulando su velocidad de propagación, la intensidad lineal o la longitud de llama. OBJETIVOS Por tanto, caracterizar con precisión estos combustibles es esencial para obtener predicciones fiables de los simuladores de comportamiento del fuego que sirvan de apoyo en las decisiones de gestión del combustible y/o para predecir el peligro de incendio. 66 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales MÉTODOS Los datos provienen de una red de ensayo de claras con 102 parcelas en rodales de Pinus radiata y Pinus pinaster en el Noroeste peninsular. En cada parcela se inventarió la carga de combustible de sotobosque y de dosel y se estimaron las principales variables relacionadas con el riesgo de incendio: carga de combustible de sotobosque (SFL), distancia vertical entre estratos de combustible de sotobosque y copa (FSG), altura del sotobosque (hmatorral), altura media del rodal (h), altura de la base del dosel de copas (CBH) y densidad aparente del dosel (CBD). Además, se realizó un escaneo con TLS y se calcularon una serie de métricas a partir de la nube de puntos. RESULTADOS Con estos datos se construyeron modelos de estimación de las variables relacionadas con el riesgo de incendios a partir de métricas del TLS empleando tres metodologías: Multivariate adaptive regression splines (MARS), support vector machine (SVM) y RandomForest (RF). En general, los mejores resultados se obtuvieron con MARS con una variabilidad explicada entre el 30.87% para SFL y el 92.99% para h. CONCLUSIÓN Los resultados sugieren que un único escaneo de TLS podría ser una alternativa interesante a los inventarios tradicionales para estimar variables de combustible de sotobosque y del dosel a gran escala. PALABRAS CLAVE: Canopy bulk density (CBD); Canopy Base Height (CBH); Fuel Strata Gap (FSG); carga de combustible del sotobosque. 67 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Control de calidad de mediciones dasométricas mediante el uso de escáner laser terrestre (TLS) en el Inventario Forestal Continuo de Galicia Joel Rodríguez Ruiz1, Juan Alberto Molina Valero1, Adela Martínez Calvo1, César Pérez Cruzado2 1Escuela Politécnica Superior de Ingeniería, Campus Terra. Universidade de Santiago de Compostela (Lugo). Email: [email protected]; juanalberto.molina.valer[email protected]; [email protected] 2Departamento de Producción Vegetal y Proyectos de Ingeniería. Escola Politécnica Superior de Ingeniería. Benigno Ledo s/n 27002 Lugo Email: cesar.cr[email protected] INTRODUCCIÓN Los inventarios forestales son sistemas de recopilación de información que permiten conocer el estado de una superficie arbolada y monitorizar su evolución. Un factor importante en los inventarios forestales es la calidad de las mediciones, la cual se evalúa mediante remediciones de parcelas de campo. Para este fin podría ser interesante el uso de dispositivos con tecnología de teledetección basada en láser, como puede ser el escáner láser terrestre (TLS), debido entre otros motivos a su elevada eficiencia y a la transparencia, objetividad y verificabilidad de este tipo de datos. OBJETIVOS El objetivo principal de este trabajo es estudiar el potencial y aplicabilidad del TLS en el control de calidad de los inventarios forestales a gran escala. MÉTODOS Como caso de estudio se usa la red de parcelas del Inventario Forestal Continuo de Galicia (IFCG). El muestreo piloto del IFCG consiste en parcelas rectangulares sobre una malla de 8x8 kilómetros, que a su vez se dividen en subparcelas en función del estrato que las conforman. Las parcelas han sido medidas por los equipos de campo, y remedidas por equipos independientes y escaneadas mediante TLS en el centro de cada subparcela. 68 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Con esta información se realiza una comparativa entre los resultados del control de calidad realizado con método convencionales y el realizado con el TLS. RESULTADOS En este estudio se observa que los resultados del control realizado con TLS presentan un desempeño similar a los métodos convencionales hasta una distancia de unos 10m. El método mediante escaneo único presenta limitaciones en cuanto al número de árboles detectados y la presencia de matorral. CONCLUSIÓN El control de calidad de mediciones dasométricas mediante escaneo único de TLS es viable, si bien son necesarias adaptaciones del diseño muestral para evitar interferencias de matorral y oclusiones por objetos próximos. PALABRAS CLAVE: FORTLS; TLS; Inventario; Control; Calidad. MESA REDONDA 71 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Reflexiones de la mesa redonda Juan Alberto Molina-Valero1, Adela Martínez-Calvo1, Joel Rodríguez-Ruiz1, César Pérez-Cruzado2 1 Unidad de Gestión Ambiental y Forestal Sostenible (UXAFORES), Departamento de Ingeniería Agroforestal, Escuela Politécnica Superior de Ingeniería, Universidade de Santiago de Compostela, Benigno Ledo s/n, Campus Terra, 27002 Lugo, Spain. Email: [email protected]; adela.martinez.ca[email protected]; [email protected] 2 Proyectos y Planificación (PROEPLA), Departamento de Producción Vegetal y Proyectos de Ingeniería, Escuela Politécnica Superior de Ingeniería, Universidade de Santiago de Compostela, Benigno Ledo s/n, Campus Terra, 27002 Lugo, Spain. Email: cesar.cr[email protected] Después de la celebración del Workshop sobre Técnicas de Teledetección Próxima los días 1, 2 y 3 de septiembre de 2021 en la Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Lugo (Universidade de Santiago de Compostela) nos quedaron reflexiones muy interesantes de la mesa redonda en la que, de manera exitosa, hubo representación de los sectores más importantes implicados en el sector forestal. En el siguiente texto, se recogen de manera lo más fidedigna posible, las principales reflexiones que tuvieron lugar en dicha mesa, las cuales, sin lugar a dudas, serán de gran utilidad en la reorientación de las líneas de investigación, transferencia e implementación de las tecnologías de teledetección próxima en dicho sector. El Colegio Oficial de Ingenieros Técnicos Forestales de Galicia dejó clara su posición en la apuesta por avanzar y mejorar en la toma de datos con el objetivo no solo de reducir costes, sino también de mejorar la calidad de la información mediante la obtención de resultados más rigurosos y fiables. Por lo tanto, todo lo relativo a nuevas tecnologías (como las que se discutieron en el workshop) siempre repercute positivamente; y no solo en la gestión forestal, sino también en la gestión medioambiental y, en definitiva, en la del territorio. De tal modo, ven una enorme aplicabilidad de estas tecnologías en el sector y creen que es el camino para poder evaluar mejor las existencias de madera, peligro de incendios, plagas y enfermedades, generación de cartografía, etc. Al igual que los representantes del sector empresarial, afirmaron que deberían estar más en contacto con las universidades y centros de investigación para poder reciclar y ofertar formación continua a los profesionales técnicos del sector, acercando más si cabe estas tecnologías al trabajo 72 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales de su día a día. Concluyeron comentando y reivindicando que quien puede aportar profesionalidad a la transparencia en toda la cadena, especialmente relacionada con el primer eslabón (propietario/a), son precisamente los ingenieros forestales y de montes, así como otras carreras competentes. En cuanto al sector académico, el alumnado de la Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Lugo destacó la existencia de un déficit en la formación académica sobre estas tecnologías, especialmente en el Grado en Ingeniería Agrícola y Agroalimentaria. Competencias que, como indicaron, luego tienen que adquirir mediante formación extracurricular a la hora incorporarse al sector laboral, ya que algunas de estas tecnologías como los Sistemas de Información Geográfica (SIG) están a la orden del día en las demandas del mercado laboral. La Universidade de Vigo y la Universidade de Santiago de Compostela por su parte contestaron que, debido a la rigidez y lentitud de la burocracia universitaria, modificar el plan de estudios es una tarea muy complicada y extendida en el tiempo, reconociendo que este tipo de formación se debería adquirir en otros espacios (cursos, talleres, etc.) para garantizar la flexibilidad que requieren estas tecnologías debido al enorme dinamismo en su evolución. Por lo tanto, sugirieron aligerar los horarios de los planes de estudios para que puedan existir huecos en los que encajar este tipo de formación. También destacaron que estas tecnologías son herramientas muy útiles, pero que no vienen a sustituir la formación básica, la cual es necesaria para que la gente que trabaje con estas herramientas sepa interpretar las salidas que se obtienen (errores, sesgos, …). Por último, y dada la polémica en cuanto a la precisión de medición entre estas tecnologías y las más convencionales, concluyeron diciendo que a corto plazo es inevitable seguir haciendo una calibración de estos sensores con mediciones de campo, destacando como ejemplo la ponencia invitada de Miguel Cabrera Bonet en el workshop donde se lleva a cabo esta calibración para una aplicación operativa del dispositivo ForeStereo en inventario forestal. El sector empresarial aportó una reflexiones muy interesantes y variadas en función del tipo de empresa y superficies de trabajo. La empresa FINSA tuvo la sensación de que estas tecnologías están muy aplicadas a inventarios a escala monte, cuando la realidad de las empresas maderistas es la necesidad diaria de salir a por madera independientemente de la existencia o no de un inventario forestal en las superficies de corta. Estas cortas de madera, especialmente en Galicia, suelen provenir de pequeños propietarios, destacando que son una pieza fundamental en la cadena de la madera. Por lo tanto, desde su punto de vista, destacan por encima del inventario a escala monte, la necesidad de ser precisos y exactos en las tasaciones de madera en compras, y así poder ganar transparencia y garantía con los propietarios en cuanto a existencias y calidad de la madera, siendo aquí donde estas tecnologías podrían 73 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales desempeñar un papel más importante para ellos. Asociaciones presentes en el evento intervinieron defendiendo que en un altísimo porcentaje las empresas del sector hacen bien su trabajo, garantizando esa trasparencia a los propietarios. Sin embargo, se quiso añadir que los propietarios de la madera, que son el primer paso en la cadena, deberían tener más conocimientos para poder saber cuántas existencias tienen en sus montes, añadiendo por último que son el gran eslabón olvidado. No obstante, también se comentó al respecto por parte de otros asistentes que los propietarios venden la madera cada mucho tiempo, sin ser la selvicultura su actividad profesional en la mayoría de los casos; por lo tanto, no se debe olvidar que hay dos sensores ya implementados en el resto de eslabones de la cadena de la madera como son la procesadora y la báscula, que tienen un papel importante como fuente de verificación de cara a ganar esa transparencia y garantía con los propietarios. De igual modo, la empresa de Lugo Cerna Ingeniería y Asesoría Medioambiental coincidió en que, para el inventario forestal de mucho detalle, sobre todo de cara a la venta de la madera, y viendo que la implementación de estas tecnologías puede presentar problemas con el matorral, la meteorología, etc., estas tecnologías podrían no ser muy útiles. Sin embargo, para otras iniciativas, como por ejemplo los proyectos LIFE de la Red Natura en los que es necesario caracterizar la estructura y cobertura de ciertas formaciones, como podrían ser los matorrales, estos sensores de teledetección próxima podrían ser muy útiles. También destacaron la competencia que estos dispositivos de teledetección próxima terrestre tienen por parte de los satélites, los cuales, con mayor resolución espacial y periodicidad en la adquisición de datos, pueden ser herramientas apropiadas para la gestión de masas forestales, con resultados aceptables para la gestión, certificación, seguimiento de masas, planificación, etc. No obstante, en masas grandes es posible que sí tengan su utilidad; por ejemplo, mediante el uso del TLS para caracterización de estructuras y construcción de modelos de árbol individual. La empresa ENCE nuevamente destacó la necesidad de poder conocer con la mayor exactitud posible la cantidad de madera en los montes propios y de terceros, especialmente en estos últimos dado que el tiempo para gestionar estas operaciones es bastante corto, lo cual coincidía con las necesidades comentadas por FINSA previamente. Aunque mencionan el conocimiento y acercamiento a este tipo de tecnologías, ambas empresas (ENCE y FINSA) reconocen que aún no las están implementando por sus requisitos de disponibilidad a escala de trabajo, siendo este su principal cuello de botella. Además, añaden que son dispositivos bastante caros, y prefieren esperar a que los precios bajen y la tecnología (software) avance para invertir y formar a su personal. Tecnología que debería ser lo más sencilla posible en su uso y procesado de la información, ya que, según su punto de vista, problemas 80 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Taller para el procesado y análisis de los datos tomados con el Escáner Láser Terrestre (TLS) mediante el paquete de R FORTLS Juan Alberto Molina Valero, Adela Martínez Calvo, Óscar López Álvarez Escuela Politécnica Superior de Ingeniería, Universidade de Santiago de Compostela. Rúa Benigno Ledo s/n, Campus Terra, 27002 Lugo, España. Email: [email protected]; adela.martinez.ca[email protected]; oscarlopez_96@ hotmail.com En este taller se impartieron los conocimientos básicos para recorrer todo el flujo de trabajo del paquete de R FORTLS; diseñado para procesar nubes de puntos pertenecientes a escaneos únicos de TLS (versiones posteriores también contemplarán el procesado de nubes de puntos pertenecientes a escaneos múltiples de TLS y dispositivos SLAM), con el principal objetivo de estimar variables dendrométricas y dasométricas para su uso en inventario forestal. Para ello, se partió desde datos originales de escaneos únicos de TLS (suministrados en formato .las), pasando por todos los pasos necesarios para llegar hasta la generación de métricas y variables relacionadas con atributos forestales importantes para la gestión y planificación. Con tal fin, se utilizaron los mismos datos incluidos en los ejemplos de FORTLS, los cuales están disponibles en el repositorio CRAN. Para la estimación de métricas y variables, se exploró tanto la vía en la que no se dispone de datos de campo, como la vía en la que se puede optimizar el diseño de parcela mediante la calibración con datos medidos en campo. Esta última opción, permite por un lado minimizar el sesgo en las estimaciones de cara a realizar estimaciones directas, y por otro lado maximizar la correlación entre las variables de interés y las métricas y variables generados con FORTLS de cara a estimaciones basadas en modelos. Además, se consideraron las metodologías implementadas para la corrección de oclusiones y todos los diseños de parcela implementados en FORTLS con el objetivo de explorar toda la potencialidad de esta herramienta. 81 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Taller de fotogrametría digital. De imágenes a nubes de puntos y ortofotos: oportunidades para el diagnóstico y la gestión medioambiental Damià Vericat Querol Departamento de Medio Ambiente y Ciencias del Suelo, Universitat de Lleida. Av. Alcalde Rovira Roure 191, España. Email: damia.verica[email protected]t Este taller tuvo como objetivo principal el establecimiento de un diagrama de flujo para la aplicación de fotogrametría digital en estudios medioambientales a partir de ejercicios prácticos relacionados con los aspectos clave de dicho diagrama. Para ello se abarcaron los siguientes objetivos específicos: (i) presentación de los aspectos generales de la fotogrametría digital (FD); (ii) introducción a los aspectos claves en la adquisición de información para aplicación de FD; (iii) introducción y demostración de aspectos claves en el post-proceso de la información a partir de técnicas de FD; (iv) presentación de los productos obtenidos mediante estas técnicas; y (v) introducción y demostración de algunos de los posibles análisis que se pueden hacer con los productos obtenidos. Para ello se facilitaron datos obtenidos en el marco de proyectos de investigación desarrollados en el Grupo de Investigación de Dinámica Fluvial (RIUS) de la Universidad de Lleida. Se aplicó el software de libre distribución Cloud Compare y Geomrophic Change Detection. Se han facilitado ‘Take Home TIPS’ en cada uno de los objetivos específicos para resaltar aquellos aspectos clave a tener en cuenta al desarrollar metodologías para la obtención, procesado y análisis de datos a partir de técnicas de fotogrametría digital. Al final del taller los participantes obtuvieron un diagrama de flujo en el que se indicaban: (a) Aspectos clave para la adquisición de datos: plataformas, sensores, altura y resolución, datos de terreno, permisos. (b) Aspectos clave para el post-proceso de los datos: software, errores de post-proceso, correcciones, limpieza de las nubes de puntos, segmentación, sub-muestras, regularización y clasificación. (c) Aspectos clave para el análisis de los datos: software, algoritmos, caracterización en base a nubes de puntos o modelos digitales de superficies o ortofotos, análisis evolutivos o de cambio. Todos estos aspectos clave fueron adquiridos o presentados mediante los ejercicios prácticos en el aula o, en su caso, ejercicios demostrativos. SPONSORS 85 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales 87 Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales Workshop sobre Teledetección Próxima Terrestre para Aplicaciones Forestales 67 Sistemas de captura de datos en campo y software para obtención de los siguientes resultados digitales: • Segmentación de la nube de puntos forestal en árboles individuales • Determinación de densidad forestal y niveles de estocaje, automáticamente • Determinación a través de análisis de regresión de parámetros como almacenaje de carbono, cálculo de biomasa aérea, volúmenes de madera, etc. • desbrozado bajo líneas eléctricas • Modelos digitales del terreno