Embedded Files
TLS และ QSM: แนวทางใหม่ในการสร้างสมการ allometric แบบไม่ทำลายต้นไม้
TLS และ QSM: แนวทางใหม่ในการสร้างสมการ allometric แบบไม่ทำลายต้นไม้
การสร้างสมการ allometric เพื่อประเมินมวลชีวภาพหรือการกักเก็บคาร์บอนของต้นไม้นั้น ในปัจจุบันสามารถทำได้โดยไม่ต้องโค่นล้มต้นไม้ด้วยเทคโนโลยี LiDAR
ในบทความนี้ขออธิบายหลักการสร้างสมการ allometric ด้วยเครื่องสแกนเลเซอร์ภาคพื้นดิน หรือ TLS (Terrestrial Laser Scanning) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ LiDAR ที่ติดตั้งบนขาตั้งสามขา (Tripod) เมื่อกำหนดค่าพารามิเตอร์และเริ่มการสแกน เครื่องมือจะยิงแสงเลเซอร์ออกไปในมุมกว้างรอบตัวเครื่องเพื่อบันทึกข้อมูลสภาพแวดล้อมโดยรอบ ระยะการเก็บข้อมูลขึ้นอยู่กับสมรรถนะของเครื่องสแกน ข้อมูลที่ได้เรียกว่า Point Cloud ซึ่งเป็นกลุ่มจุดสามมิติที่แสดงตำแหน่งของพื้นผิววัตถุต่าง ๆ ที่ลำแสงเลเซอร์ไปตกกระทบและสะท้อนกลับมายังเครื่องสแกน
เพื่อให้ได้ข้อมูลต้นไม้ที่สมบูรณ์และมีจำนวนต้นมากเพียงพอสำหรับการสร้างสมการ จำเป็นต้องย้ายเครื่อง TLS ไปสแกนจากหลายตำแหน่งภายในแปลงตัวอย่าง ข้อมูลที่ได้จากแต่ละตำแหน่งสามารถนำมาเชื่อมรวมเป็น Point Cloud ชุดเดียวกันได้ โดยอาศัยวัตถุอ้างอิง เช่น Reference Ball ที่วางกระจายอยู่ในพื้นที่ขณะเก็บข้อมูล ระยะเวลาในการสำรวจภาคสนามจะขึ้นอยู่กับสภาพพื้นที่และความหนาแน่นของพืชพรรณ กรณีสวนป่าสักที่มีระยะปลูกชัดเจนและมีสิ่งบดบังน้อย การเก็บข้อมูลมักทำได้ค่อนข้างสะดวกและรวดเร็ว
เมื่อได้ Point Cloud หรือข้อมูลสามมิติของต้นไม้แล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการประมวลผลข้อมูล โดยทั่วไปลำต้นจะเป็นส่วนที่ตรวจจับได้ชัดเจนที่สุด ขณะที่กิ่งขนาดเล็กและใบอาจมีข้อมูลไม่สมบูรณ์หรือมีความหนาแน่นของจุดต่ำกว่า สำหรับการอธิบายหลักการเบื้องต้น ขอเน้นที่การประมาณปริมาตรของลำต้นและกิ่งไม้ก่อน
สิ่งที่ Point Cloud บอกเราได้คือรูปร่างภายนอกของต้นไม้ หลักการของ Quantitative Structure Model (QSM) คือการนำทรงกระบอกขนาดต่าง ๆ จำนวนมากมาประกอบกันให้สอดคล้องกับรูปร่างของลำต้นและกิ่งไม้มากที่สุด เสมือนการสร้างแบบจำลองสามมิติของต้นไม้จากทรงกระบอกจำนวนมากที่เชื่อมต่อกัน เมื่อได้แบบจำลองที่ใกล้เคียงกับต้นไม้จริงแล้ว จึงคำนวณปริมาตรรวมของทรงกระบอกทั้งหมดเพื่อประมาณค่าปริมาตรของต้นไม้
จากนั้นสามารถนำค่าปริมาตรดังกล่าวไปคูณกับค่าความหนาแน่นเนื้อไม้ (Wood Density) ของชนิดพันธุ์นั้น เพื่อประมาณมวลชีวภาพเหนือพื้นดินของต้นไม้ได้ และหากต้องการคำนวณปริมาณคาร์บอนที่กักเก็บอยู่ในต้นไม้ ก็สามารถนำค่ามวลชีวภาพที่ได้มาคูณด้วยสัดส่วนคาร์บอนที่เหมาะสมต่อไป
เมื่อได้ค่ามวลชีวภาพของต้นไม้จำนวนมากจากการวิเคราะห์ด้วย TLS และ QSM แล้ว สามารถนำข้อมูลเหล่านี้มาสร้างความสัมพันธ์กับตัวแปรที่วัดได้ง่ายในภาคสนาม เช่น เส้นผ่านศูนย์กลางเพียงอก (DBH) หรือ DBH ร่วมกับความสูงต้นไม้ เพื่อพัฒนาสมการ allometric สำหรับใช้ประมาณมวลชีวภาพหรือการกักเก็บคาร์บอนของต้นไม้ในอนาคตได้โดยไม่จำเป็นต้องสแกนหรือโค่นต้นไม้ทุกต้น
แนวทางนี้เรียกว่า “การประเมินมวลชีวภาพแบบไม่ทำลาย” (Non-destructive Biomass Estimation) ซึ่งกำลังได้รับความสนใจอย่างมากในงานวิจัยด้านป่าไม้ทั่วโลก เนื่องจากช่วยลดการโค่นต้นไม้ ลดผลกระทบต่อพื้นที่ศึกษา และสามารถเก็บข้อมูลจากต้นไม้ขนาดใหญ่หรือชนิดพันธุ์ที่มีคุณค่าทางอนุรักษ์ได้โดยไม่ทำลายทรัพยากรป่าไม้
ตัวอย่างการศึกษานี้พบว่า
1 ปริมาตรไม้ที่คำนวณได้จากหลักการ QSM ไม่แตกต่างจากต้นไม้ตัวอย่างที่โค่นล้ม
2 สมการ allometric ที่สร้างจากข้อมูลสามมิติมีค่า R² สูง (R² = 0.98)
3 สมการ allometric ที่สร้างจากข้อมูล TLS-QSM ให้ผลไม่แตกต่างจากสมการที่สร้างจากการโค่นล้มต้นไม้ในพื้นที่ ในขณะที่สมการ allometric ทั่วไปสำหรับไม้สักประเมินค่ามวลชีวภาพคลาดเคลื่อนอย่างมีนัยสำคัญ
อ่านเพิ่มเติมที่นี่ Link
#LiDAR #TLS #ป่าไม้ #3D #ข้อมูลสามมิติ #point cloud #QSM
ผู้เขียน : ผศ.ดร.ลัดดาวรรณ เหรียญตระกูล ภาควิชาวิศวกรรมป่าไม้ คณะวนศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ (1 June 2026)
Page updated
Google Sites
Report abuse