Improving gap light index (GLI) to quickly calculate gap coordinates

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Understory light is essential to the establishment and growth of understory plants and varies temporally and spatially within gaps. The previously defined gap light index (GLI) is a good model for assessing understory light levels, but it is time-consuming to determine gap coordinates, which are crucial to GLI, for numerous points within a gap. This paper introduces the geometric calculation (GeoCalc) of gap coordinates. GeoCalc quickly obtains gap coordinates for any specified point within a canopy gap and takes into account the tridimensional profile of the gap and the slope and aspect of the ground. The GeoCalc-based GLI was validated by the GLI derived from hemispherical photographs taken at 93 sampling points within seven natural gaps. Our results demonstrate that GeoCalc-based GLI was strongly positively correlated and not significantly differed from the GLI derived from hemispherical photographs. Next, to analyze gap light regimes and the effects of gap size, canopy height, and topography, three natural gaps of various size were selected and simulated as nine gaps with 1 and 1.5 times canopy height or on the opposite slope. Finally, we have summarized characteristics of GeoCalc-based GLI and its application.

La lumière sous le couvert est essentielle à l’établissement età la croissance des plantes du sous-bois et varie de façons temporelle et spatiale dans les trouées. Le coefficient de trouées lumineuses (CTL) est un bon modèle pour estimer le niveau de lumière sous le couvert, mais nécessite beaucoup de temps pour déterminer les coordonnées des trouées, ce qui est essentiel au calcul du CTL pour plusieurs points dans une trouée. Cette étude propose le calcul géométrique (GeoCalc) des coordonnées des trouées. Les coordonnées des trouées sont rapidement obtenues par GeoCalc pour tout point situé dans une trouée du couvert en tenant compte du profil tridimensionnel de la trouée de même que de la pente et de l’exposition du terrain. Le CTL obtenu grâce à GeoCalc a été comparé au CTL dérivé de photographies hémisphériques prises à 93 points d’échantillonnage à l’intérieur de sept trouées naturelles. Nos résultats indiquent que le CTL obtenu grâce à GeoCalc n’est pas significativement différent et est fortement et positivement corrélé au CTL dérivé de photographies hémisphériques. Ensuite, pour analyser le régime des trouées lumineuses et les effets de la taille de la trouée, de la hauteur de la canopée et de la topographie, nous avons sélectionné trois trouées naturelles de différente taille que nous avons simulées comme s’il s’agissait de neuf trouées situées à l’intérieur d’une canopée avec une hauteur équivalente à 1,0 et 1,5 fois la hauteur originale ou situées sur une pente opposée à la pente originale. Finalement, nous avons résumé les caractéristiques et les applications du CTL obtenu grâce à GeoCalc.

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2008

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