Prediction of forest stem volume using kriging adapted to detected edges

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Abstract:

The modern techniques of the global positioning system and geographic information system enable many new approaches to forestry planning problems. Using these it is possible to efficiently geoposition, store, and analyze each field measurement in a spatial context. This work is directed towards the application of a dynamic forestry planning system based on a forest map with very high spatial resolution created from geopositioned field plot data, instead of the traditional forest stand map. The new dynamic system is dependent on accurate methods to create a high-resolution map from a set of field measurements. This problem may be solved using the kriging spatial prediction (interpolation) method. The aim of this paper is to present and empirically evaluate a new kriging method side-by-side with global and stratified kriging. The new method uses the output from an edge-detection algorithm, here applied to Landsat TM image data, to increase the prediction accuracy. Prediction evaluation was made in terms of mean forest stem volume per hectare measured on circular field plots of 10 m radius. The new method showed a prediction root mean square error of 41% of the mean volume, compared with corresponding results of global, 58%, and stratified kriging, 45%.

Plusieurs nouvelles approches peuvent être appliquées aux problèmes de planification forestière grâce aux techniques modernes du système de positionnement global et du système d'information géographique. Leur usage permet de géoréférencer, d'emmagasiner et d'analyser efficacement chaque donnée de terrain dans un contexte spatial. Cette recherche avait comme objectif l'application d'un système dynamique de planification forestière basé sur une carte forestière à très haute résolution spatiale créée à partir de données de placettes terrestres géoréférencées, au lieu de la traditionnelle carte de peuplements forestiers. Le nouveau système dynamique exige des méthodes précises pour créer la carte à haute résolution, à partir d'une série de mesures de terrain. Ce problème peut être résolu grâce à la méthode d'interpolation spatiale par krigeage. L'article présente donc et évalue empiriquement une nouvelle méthode de krigeage et la compare au krigeage global et au krigeage stratifié. Pour augmenter la précision de l'interpolation, la nouvelle méthode s'appuie sur un algorithme de détection de frontière appliqué ici aux données d'image Landsat TM. La comparaison a été réalisée sur la base du volume moyen des tiges à l'hectare mesuré dans des placettes circulaires de 10 m de rayon. La nouvelle méthode présente un carré moyen résiduel relatif de 41% du volume moyen comparativement à 58% pour le krigeage global et à 45% pour le krigeage stratifié.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2002

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