항공 LiDAR 데이터를 이용한 산림의 이산화탄소 고정량 추정

Estimation of Carbon Dioxide Stocks in Forest Using Airborne LiDAR Data

본 논문은 Pulsed LiDAR 시스템에 의해 취득된 고밀도 항공 LiDAR 데이터를 이용하여 산림의 이산화탄소 고정량의 객관적이고 과학적인 추정을 목적으로 한다. 이를 위해, 산림지형의 라이다 필터링, 효율적인 개개목 탐지 알고리즘를 통해 취득된 수목의 생장인자를 이용하여 바이오매스 및 이산화탄소 고정량을 추정하는 일련의 방법을 개선하고 통합하여 연구대상지에 적용하였다. 그 결과, 추출된 연구대상지의 DTM은 3.32%의 Type-Ⅱ 에러를 가진 것으로 나타났고, 개개목 탐지 알고리즘에 의해 식별된 개개목 위치 및 개체수 추정결과는 66.26%의 정확도를 나타냈다. 이와 같은 3차원 산림구조를 이용하여 산출된 연구대상지의 이산화탄소 고정량은 연구대상지의 약 15%에 이르는 면적을 현장조사하여 산출된 이산화탄소 고정량과 비교해 볼 때 약 7.2%의 차이를 나타냈다. 이러한 결과로 미루어 볼 때, 항공 LiDAR 기술이 전통적인 산림조시방법을 대체할 수 있는 가능성을 확인하였다.

This paper aims to estimate the carbon dioxide stocks in forests using airborne LiDAR data with a density of approximate 4.4 points per meter square. To achieve this goal, a processing chain consisting of bare earth Digital Terrain Model(DTM) extraction and individual tree top detection has been developed. As results of this experiment, the reliable DTM with type-Ⅱ errors of 3.32% and tree positions with overall accuracy of 66.26% were extracted in the study area. The total estimated carbon dioxide stocks in the study area using extracted 3-D forests structures well suited with the traditional method by field measurements upto 7.2% error level. This results showed that LiDAR technology is highly valuable for replacing the existing forest resources inventory.