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Nonparametric estimation of stand volume using spectral and spatial features of aerial photographs and old inventory data

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Abstract:

The forest management planning inventories for private forests in Finland are currently carried out in stand-level field inventories. To decrease the amount of fieldwork, aerial photographs and old inventory data could be utilized. The main objectives were to test the accuracy of a method based on these data sources and the effect of stand shape on the accuracy. Median pixel values, semivariances, and old inventory data were extracted for each of the 577 stands in the study. These data were applied as indicator attributes in k-nearest-neighbor estimation of stand volume. Stand-level estimates were computed as weighted means of k most similar neighbors. When all the stands were used, a root mean square error of 29.9% was obtained. Old inventory data proved to be valuable auxiliary information. It was also found that exclusion of stands with tortuous boundaries and small area decreased the error. The accuracy of mean volume estimation just met the requirements for stand-level inventory, but the method still needs further research before the final conclusion of the applicability for management planning.

En Finlande, les inventaires d'aménagement des forêts privées sont couramment réalisés sur le terrain à l'échelle du peuplement. Les photos aériennes et les anciennes données d'inventaire peuvent être utilisées pour réduire l'effort de collecte de données sur le terrain. Les principaux objectifs consistaient à tester la précision d'une méthode basée sur ces sources de données et l'effet de la forme du peuplement sur la précision de la méthode. La valeur médiane des pixels, la semi-variance et les anciennes données d'inventaire ont été extraites pour chacun des 577 peuplements à l'étude. Ces données ont été utilisées comme attributs pour estimer le volume des peuplements par la méthode des k plus proches voisins. Les estimations à l'échelle du peuplement calculées sont des moyenne pondérée des k plus semblabes voisins. Une racine carrée du carré moyen des erreurs de 29,9 % a été obtenue lorsque tous les peuplements étaient utilisés. Les anciennes données d'inventaire se sont avérées être fort précieuses comme information auxiliaire. En outre, l'exclusion des peuplements au contour tortueux et de faible superficie a permis de réduire l'erreur. La précision du volume moyen estimé a atteint tout juste les exigences de l'inventaire à l'échelle du peuplement, mais la méthode nécessite d'être approfondie avant de tirer une conclusion finale sur son applicabilité pour l'aménagement.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2002

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