Um dos problemas no levantamento de uma floresta é que as árvores tendem a atrapalhar. A varredura a laser terrestre (TLS) pode eliminar árvores rapidamente, mas, usando uma estação estática, as árvores mais próximas podem obscurecer as árvores mais distantes. O escaneamento a laser móvel (MLS) contorna esse problema, permitindo ao topógrafo novos pontos de vista. Esses levantamentos podem produzir milhões de pontos capturando o ambiente em 3D com uma precisão milimétrica. Uma dificuldade é transformar esses muitos pontos de dados em modelos de árvores. Bienert e seus colegas desenvolveram um novo algoritmo para ajudar a entender todos os pontos.

“Algoritmos para segmentação completa de árvores e copas de árvores a partir de dados MLS estão disponíveis apenas para árvores urbanas. Os ambientes urbanos são geralmente caracterizados por um arranjo de fileira única de árvores paralelas à trajetória do sistema MLS e, assim, fornecem uma visão clara do tronco e do espaço da copa”, escrevem Bienert e colegas. Eles acrescentam que o isolamento das árvores urbanas torna o rastreamento de seus caules e galhos muito mais fácil do que na natureza. “O objetivo do nosso estudo foi apresentar um novo algoritmo de segmentação para conjuntos de dados MLS e investigar sua qualidade e precisão para processar um grande conjunto de dados MLS de uma floresta mista natural.”

A equipe de botânicos foi até a Floresta Lauerholz, no norte da Alemanha. Eles pegaram um Riegl VMX-250 Mobile Mapping System e o prenderam no topo de uma van para escanear a floresta. Eles dirigiram a van nos dois sentidos ao longo das trilhas da floresta para reduzir os efeitos do sombreamento. A configuração permitiu que a equipe reunisse 3.73 bilhões de pontos de dados em menos de duas horas.

Eles então pegaram esses dados e examinaram como a distância de varredura do scanner afetava a segmentação automática da árvore.

“Nossas análises de toda a área de estudo mostraram que as alturas do dossel e as posições das árvores podem ser derivadas de mais de 50% das árvores até uma distância de 30 m à direita e à esquerda da trilha da floresta. A partir disso, por sua vez, foi possível determinar os limites dos compartimentos florestais em termos de número de troncos e distribuição de altura”, escrevem os autores.

O algoritmo não depende de um sistema específico para funcionar. Bienert e seus colegas escrevem que o método “… é independente do sistema móvel de escaneamento a laser e trabalha com uma nuvem de pontos (X, Y, Z) e uma trajetória no formato (tempo, X, Y, Z). Assim, em teoria, qualquer sistema LiDAR com uma varredura terrestre baseada em trajetória pode ser usado. Como o algoritmo de segmentação não possui restrições quanto ao tamanho das árvores, até objetos menores (vegetação de sub-bosque) foram detectados e segmentados. Portanto, o número de segmentos obtidos é maior do que o número de árvores reais no povoamento.”

Alguns desses objetos menores no estudo incluíam caminhantes, mas estes foram eliminados (dos dados) ao definir os parâmetros de segmentação.

Embora o uso de varredura a laser móvel não elimine todos os problemas de oclusão de árvores por árvores mais próximas, Bienert e seus colegas acreditam que seu método permitirá muito processamento de dados. Eles acrescentam que os agrimensores podem preencher quaisquer manchas difíceis com sistemas pessoais de escaneamento a laser.