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RIEGL於林業應用的創新解決方案

2025.01.17

《HOLZKURIER》評選為 2025 年度林業解決方案供應商

每年《HOLZKURIER》(奧地利農業出版社旗下的林業期刊)都會評選出一家為林業提供卓越服務與產品的公司,授予其「年度林業解決方案供應商」的頭銜。
在維也納農業大學(BOKU)林業生長研究所與林業工程研究所的特別提議下,奧地利《Holzkurier》團隊將 2025 年度的獎項頒發給了 RIEGL 雷射測量系統公司。

相關公告與文章可於此處查閱:http://www.holzkurier.com/rundholz/2024/12/der_digitale_baum.html

為了方便您閱讀,同時讓您更深入瞭解RIEGL在林業應用中的表現,我們在此提供了中文版文章和資訊。祝您閱讀愉快!

森林數位化

基於雷射的資料獲取森林監測和森林清查數位化方面變得重要。RIEGL憑藉其地面、移動和空載雷射掃描儀,以及相關的3D軟體解決方案,在林業行業贏得好的聲譽。


圖1-「我感覺我就站在森林裡」:由RIEGL VZ-600i獲取的高精度點雲,以RGB顏色著色。林下植被和樹枝清晰可見,可以透過顏色區分。

雷射掃描技術在林業中的擴展應用

「雷射掃描技術的接受度及其在森林中的應用,肯定可以進一步擴大。毫無疑問,雷射掃描可以用於林業。」RIEGL林業LiDAR應用資深技術專家Bernhard Groiss表示。LiDAR是「光學檢測與測距(Light Detection and Ranging)」的縮寫,是一種利用脈衝雷射來測量感測器與目標物體之間距離的方法。

雷射掃描技術已投入應用數十年


圖2-配備雷射掃描儀的無人機,是記錄整片森林區域與受損林木區域的理想選擇。

使用RIEGL雷射掃描儀產出的資料已在林業領域應用多年。藉由ALS(空載雷射掃描)與ULS(無人機雷射掃描)的幫助,可以輕鬆識別區域面積、樹種組成、樹高、
蓄積量或地形結構。「然而,一旦涉及DBH(胸徑)分布或單棵樹木的極具體資訊時,就避不開地面雷射掃描儀的使用了,」維也納農業大學林業生長研究所的Christoph Gollob博士解釋道。實務上,這兩種技術經常結合使用。根據Groiss的說法,RIEGL雷射掃描儀在林業領域的主要客戶包括研究機構、教育單位以及測繪服務供應商。

雷射設備取代測樹鏡


圖3-RIEGL的Bernhard Groiss深信,重量僅6公斤的RIEGL VZ-600i是最適合林業應用的TLS(地面雷射掃描)設備。

憑藉RIEGL VZ-600i,RIEGL向市場推出了一款非常適合林業使用的地面雷射掃描儀。這款掃描儀具備快速、精確且高效的特性,能為各種林業相關參數提供極其準確的測量資料。2023 年,RIEGL與蒂羅爾州的軟體公司Laserdata合作推出了RIEGL LIS TreeAnalyzer外掛程式。結合該公司自有的RiSCAN PRO軟體,可以生成3D品質的數位孿生(Digital Twins)並進行詳細的資料分析。

RIEGL的工作流程可以記錄包括DBH、樹高、特定區域內的樹木數量、樹冠面積、單棵樹幹與樹枝的分割以及樹木體積等資訊。在20分鐘內,即可完成0.5公頃面積的完整測繪。

「我們的雷射掃描儀實際上取代了測樹鏡。與傳統抽樣相比,資料更加準確、具可重複性且更全面。同時,雷射掃描儀的操作比幾年前更簡單,無需特別的專業知識即可上手,」Groiss 強調。他補充道:「每一棵樹都透過GNSS(全球衛星導航系統)資料被記錄下來。我也能從擷取的大量資料中辨識出底層植被和地形,因為我可以區分地面點與非地面點。」

現行森林調查


圖4-透過空中的ALS(空載雷射掃描)點雲影像,可以從多個層次觀察森林:包括植被(如圖所示)、地形、地面、底層植被或單棵樹木皆清晰可見。 

對於個別林業作業,除了常規的林業規劃外,使用無人機進行資料採集更開啟了許多新的可能性。例如:可以規劃新的林道,並定期檢查既有道路與涉水處是否受損;像地面沉陷或坡面滑動等災害也能被快速偵測。在發生風災或蟲害時,利用雷射掃描儀進行資料採集特別有效。在災害發生後不久,透過無人機飛行即可精確記錄受損林區的面積與木材體積—通常在該區域因安全考量尚無法進入,或是還無法進行地面評估之前,就能完成作業。
Groiss解釋「重量僅1.6公斤(3.5磅)的 RIEGL miniVUX-3UAV LiDAR 感測器,也可以用來精確定位鳥巢位置,」。RIEGL雷射掃描儀的其他應用還包括記錄枯木,
以及監測生物小棲地與棲息樹木。

森林之外的資料獲取


圖5-雷射掃描儀可用於精確測定木料堆或木屑的體積。在10公尺半徑範圍內,僅需30秒即可採集精確度達6公厘的資料。一般而言,掃描距離最高可達1000公尺。 

在森林之外,RIEGL雷射掃描儀也被用於測量公園及都市樹木。這些樹木的體積以及從樹幹到樹枝的碳儲量,很難用傳統的「形狀係數」(shape numbers)來描述,但透過雷射技術卻能達成。此外,雷射掃描還能判定哪些樹木或枝幹基於交通安全考量需要移除。奧地利聯邦鐵路 (ÖBB)作為RIEGL的長期客戶,便在列車上安裝了車載雷射掃描系統 (MLS);這些設備能在行駛過程中偵測樹木或生物質是否危及鐵路線,以便採取相應措施。Groiss解釋道:「我們的MLS設備能在時速100公里的情況下提供公分級精度的資料。當然,這些設備也可以安裝在汽車、船隻或其他車輛上。」

RIEGL成立40多年來,一直是全球領先的雷射掃描儀製造商之一。這家跨國企業高度重視設備品質與高程度的「垂直整合」(vertical integration)。Groiss說明:「我們的雷射掃描儀集創新、尖端技術與高效能於一身。我們甚至連電路板都自行製造,並透過全面的軟體套件提供高精度且具意義的點雲資料。」公司擁有專屬的研發與軟體部門,持續對設備進行開發與改良。

黃金標準

「我們對RIEGL的掃描儀非常滿意。特別是他們的技術支援——即便是在科學問題與方法論開發方面——表現極其出色、溝通簡便且獨樹一格,」Gollob強調。維也納農業大學自 2024 年初起便擁有一台RIEGL VZ-600i,在此之前也一直使用由RIEGL雷射掃描儀與系統所產出的 ALS資料。其維也納農業大學的同事,來自林業工程研究所的Dr. Karl Stampfer教授補充道:「對我而言,RIEGL是技術領導者,因為他們的產品是透過與研究端及實務端的緊密合作而不斷進化的。其設備卓越的品質,讓即使是高難度的林業應用也能順利達成。」位於下奧地利州圖爾納巴赫(Tullnerbach)的林業服務公司Umweltdata總經理Günther Bronner如此強調:「RIEGL就是行業的黃金標準(Gold Standard),RIEGL VZ-600i將在未來幾年主導市場。」

關於RIEGL

RIEGL 是全球領先的雷射掃描解決方案供應商,擁有逾 40 年 LiDAR 開發經驗,產品涵蓋空載、車載、地面及無人機等領域。其核心技術專注於多波長脈衝飛行時間(Pulsed ToF)與智慧波形技術(Smart-Waveform),能提供純數位訊號處理、多目標探測及精準的反射率估計。

憑藉 Ultimate LiDAR™ 平台的創新性能,RIEGL 不僅提供頂尖硬體,更以卓越的系統整合、專業培訓與全球售後支援聞名。公司總部設於奧地利與美國,服務網路遍及中、日、英、德等國,為全球客戶提供可靠的 3D 測量技術支援。

 

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