LiDAR TECHNOLOGIJOS TAIKYMAS ŽELDINIŲ INVENTORIZAVIMUI GIS APLINKOJE IR STATISTINĖ ANALIZĖ NAUDOJANT R PROGRAMAVIMO KALBĄ

Ištrauka

LiDAR TECHNOLOGIJOS TAIKYMAS ŽELDINIŲ INVENTORIZAVIMUI GIS APLINKOJE IR STATISTINĖ ANALIZĖ NAUDOJANT R PROGRAMAVIMO KALBĄ
Profesinio bakalauro baigiamasis darbas

TURINYS
LENTELIŲ IR PAVEIKSLŲ SĄRAŠAS.........................................................................................3
TERMINŲ PAAIŠKINIMO SĄRAŠAS...........................................................................................4
SANTRAUKA...................................................................................................................................5
SUMMARY.......................................................................................................................................6
ĮVADAS.............................................................................................................................................7
1. TYRIMO METODIKA................................................................................................................9
1.1. Lazerinio skenavimo principas..................................................................................................9
1.2. Medžių lajos kūrimas...............................................................................................................11
1.3. ArcGIS Pro prorgraminė įranga...............................................................................................11
1.4. QGIS programinė įranga..........................................................................................................12
1.5. R programinė įranga.................................................................................................................12
1.6. Rstudio programa.....................................................................................................................12
1.7...................................................................................................................................................Duo
menys analizei...........................................................................................................................13
2. LiDAR DUOMENŲ APDOROJIMAS ArcGIS PROGRAMA.................................................15
2.1. LASD duomenų rinkinio sukūrimas........................................................................................15
2.2. LiDAR duomenų statistika.......................................................................................................15
2.3. Sluoksnių kūrimas pagal taškų klases......................................................................................17
2.4. „Žemės_taškai“ ir „Pirmo_grįžimo_taškai“ sluoksnių konvertavimas į rastrus......................19
2.5. Rastro funkcijos........................................................................................................................22
3. R PROGRAMINĖS ĮRANGOS STATISTINIAMS SKAIČIAVIMAMS IR GRAFINIAM 
VAIZDAVIMUI INTEGRAVIMAS QGIS APLINKOJE..........................................................26
3.1. R programinės įrangos ir RStudio instaliavimas Windows aplinkoje......................................26
3.2. R programos susiejimas su QGIS.............................................................................................28
4. MEDŽIŲ LAJŲ ANALIZĖ NAUDOJANT „R“ PAKETĄ „FOREST TOOLS“......................29
4.1. „Forest Tools“ paketas..............................................................................................................29
4.2. R skriptas analizuoti duomenis.................................................................................................29
4.3. R skripto, skirto naudoti su "ForestTools" paketu, analizė.......................................................30
4.4. R skripto integravimas į QGIS aplinką.....................................................................................31
4.5. CHM rastro vektorizavimas......................................................................................................32
4.6. Atributų lentelės........................................................................................................................34
4.7. Tyrimo rezultatai.......................................................................................................................34
IŠVADOS...........................................................................................................................................36
LITERATŪROS IR KITŲ INFORMACIJOS ŠALTINIŲ SĄRAŠAS.............................................37
PRIEDAI............................................................................................................................................39

ĮVADAS
Geografinės informacinės sistemos (GIS) yra šiuolaikinė technologija, leidžianti kurti, kaupti,
analizuoti, vizualizuoti ir skleisti erdvinius duomenis, naudojant kompiuterines programas, interneto
aplikacijas bei techniką, tokią kaip kompiuteriai ir mobilieji įrenginiai (Ravinytė, 2009). GIS yra
viena iš pažangiausių kompiuterinių informacinių technologijų, kurios svarba nuolat auga, ir ji
tampa esmine tolesnio technologinio progreso sąlyga (Gurklys, 2008).
Pastaraisiais dešimtmečiais informacinių technologijų pažanga, nukreipta į geografijos sritį,
tapo vis akivaizdesnė ir šiuo metu apima daugelį veiklos sričių, įskaitant gamtinių, vandens ir žemės
išteklių valdymą, aplinkos tyrimus, gamtinių sistemų analizę ir modeliavimą, socialinių ir
ekonominių sistemų tyrimus, transporto sistemų valdymą, telekomunikacijų sektorių ir gyventojų
erdvinio pasiskirstymo tyrimus (Ravinytė, 2009).
Viena iš naujausių technologijų šioje srityje yra lazerinis vietovės skenavimas iš oro, dar
vadinamas LIDAR (Light Detection and Ranging). Šis metodas leidžia gauti labai detalią ir tankią
trijų dimensijų Žemės paviršiaus objektų informaciją („taškų debesį“), kuri naudojama geometrinei
ir radiometrinei informacijai kurti (Žalnierukas ir kt., 2009). LIDAR technologija ypatinga tuo, kad
erdvinę žemės paviršiaus informaciją galima rinkti nuotoliniu būdu, naudojant lazerinius impulsus,
kuriuos atspindi tiriami objektai. Gautą informaciją apdorojus, sukuriamas tiriamo objekto
skaitmeninis reljefo modelis (Kamiskaitė, 2018).
Šio baigiamojo darbo tikslas sujungti GIS ir LiDAR technologijas, nors tai yra du skirtingi
duomenų rinkimo ir analizės metodai, tačiau jų sąveika gali būti labai aktuali gausinant tikslumą ir
supratimą apie aplinką. Baigiamojo darbo, kuriame sujungiamos GIS ir LiDAR technologijos,
naujumas, kad integruojant GIS ir LiDAR technologijas galima pasiekti didesnį duomenų
tikslumą, sukurti pažangius analizės metodus ir efektyviau valdyti didelius duomenų rinkinius. Tai
leidžia kurti detalesnius ir tikslesnius erdvinius modelius, kurie yra būtini įvairių sričių praktiniams
sprendimams ir moksliniams tyrimams. Pagrindinė šio tyrimo problema - finansiniai ir techniniai
iššūkiai reikalauja tinkamų įrankių, metodų ir išteklių pasirinkimo bei nuolatinio specialistų
mokymosi ir kvalifikacijos kėlimo.
Darbo objektas – Klaipėdos miesto želdiniai.
Darbo tikslas – taikyti LiDAR duomenis želdinių inventorizavimui GIS aplinkoje.
Darbo uždaviniai:
1.Surinkti LiDAR duomenis iš geoportal.lt.
2.Sukurti GIS aplinką, kurioje integruojami surinkti LiDAR duomenys, naudojant ArcGIS ir QGIS programas.
3.Taikyti statistinius metodus, naudojant R programavimo kalbą, analizuojant želdinių duomenis,
tokius kaip medžių aukštis ir kita informacija;
4.Sukurti skaitmeninį žemėlapį, atspindintį želdinių struktūrą.
Baigiamojo darbo metodai: literatūros ir kitų informacijos šaltinių analizė, atlikti LiDAR
duomenų surinkimą, integruoti LiDAR duomenis į GIS sistemą, siekiant sukurti vientisą ir patogiai
valdomą informacinę aplinką, įgyvendinti geostatistinius metodus, siekiant tiksliau įvertinti želdinių
ploto ir struktūros variacijas.