Lidar plots -- a new large-area data collection option: context, concepts, and case study
Dates
Year
2012
Citation
Wulder, Michael A., White, Joanne C., Bater, Christopher W., Coops, Nicholas C., Hopkinson, Chris, and Chen, Gang, 2012, Lidar plots -- a new large-area data collection option: context, concepts, and case study: Canadian Journal of Remote Sensing, v. 38, no. 5, p. 600-618.
Summary
Forests are an important global resource, playing key roles in both the environment and the economy. The implementation of quality national monitoring programs is required for the generation of robust national statistics, which in turn support global reporting. Conventional monitoring initiatives based on samples of field plots have proven robust but are difficult and costly to implement and maintain, especially for large jurisdictions or where access is difficult. To address this problem, air photo- and satellite-based large area mapping and monitoring programs have been developed; however, these programs also require ground measurements for calibration and validation. To mitigate this need for ground plot data we propose the collection [...]
Summary
Forests are an important global resource, playing key roles in both the environment and the economy. The implementation of quality national monitoring programs is required for the generation of robust national statistics, which in turn support global reporting. Conventional monitoring initiatives based on samples of field plots have proven robust but are difficult and costly to implement and maintain, especially for large jurisdictions or where access is difficult. To address this problem, air photo- and satellite-based large area mapping and monitoring programs have been developed; however, these programs also require ground measurements for calibration and validation. To mitigate this need for ground plot data we propose the collection and integration of light detection and ranging (lidar) based plot data. Lidar enables accurate measures of vertical forest structure, including canopy height, volume, and biomass. Rather than acquiring wall-to-wall lidar coverage, we propose the acquisition of a sample of scanned lidar transects to estimate conditions over large areas. Given an appropriate sampling framework, statistics can be generated from the lidar plots extracted from the transects. In other instances, the lidar plots may be treated similar to ground plots, providing locally relevant information that can be used independently or integrated with other data sources, including optical remotely sensed data. In this study we introduce the concept of "lidar plots" to support forest inventory and scientific applications, particularly for large areas. Many elements must be considered when planning a transect-based lidar survey, including survey design, flight and sensor parameters, acquisition considerations, mass data processing, and database development. We present a case study describing the acquisition of over 25 000 km of lidar data in Canada's boreal forests in the summer of 2010. The survey, which included areas of managed and unmanaged forests, resulted in the production of more than 17 million 25 x 25 m lidar plots with first returns greater than 2 m in height. We conclude with insights gained from the case study and recommendations for future surveys. (English) ABSTRACT FROM AUTHOR]; Les forêts constituent une ressource importante à l'échelle du globe, celles-ci jouant un rôle essentiel tant au niveau de l'environnement que de l'économie. La mise en place de programmes de suivi de qualité à l'échelle nationale est essentielle pour la production de statistiques nationales robustes qui en retour soutiennent les activités de diffusion des données (global reporting) à l'échelle du globe. Les initiatives conventionnelles de suivi basées sur des échantillons de placettes se sont avérées robustes, mais difficiles et coûteuses à mettre en place et à tenir à jour, spécialement pour les grandes unités administratives ou là où l'accès est difficile. Pour solutionner ce problème, on a développé des programmes de cartographie et de suivi à grande échelle basés sur l'utilisation des photographies aériennes et des données satellitaires; toutefois, ces programmes nécessitent aussi des mesures de terrain pour les besoins d'étalonnage et de validation. Pour répondre à ce besoin pour des données de placettes-échantillons, on propose la collecte et l'intégration de données lidar «light detection and ranging» au niveau des placettes. Le lidar permet d'acquérir des mesures précises de la structure verticale de la forêt incluant la hauteur, le volume et la biomasse du couvert. Plutôt que d'acquérir une couverture lidar mur à mur, on propose l'acquisition d'un échantillon de transects lidar scannés pour estimer les conditions sur de grandes étendues. En fonction d'un cadre approprie d'échantillonnage, des statistiques peuvent être générées à partir des parcelles lidar extraites des transects. Éventuellement, les placettes lidar peuvent être traitées comme des placettes-échantillons, celles-ci apportant alors une information locale pertinente pouvant être utilisée indép ndamment ou intégrée avec d'autres sources de données dont des données optiques de télédétection. Dans cette communication, on présente le concept de "placettes lidar" en soutien aux inventaires forestiers et aux applications scientifiques, en particulier pour des grandes superficies. Plusieurs éléments doivent être pris en considération dans la planification d'un relevé de transect lidar incluant la conception du relevé, les paramètres du survol et du capteur, des considérations relatives à l'acquisition, le traitement d'information massive et le développement de la base de données. On présente une étude de cas décrivant l'acquisition de plus de 25 000 km de données lidar dans les forêts boréales du Canada durant l'été 2010. Le relevé, qui comprenait des zones de forêt aménagée et de forêt naturelle, a résulté dans la production de plus de 17 millions de placettes de 25 m par 25 m avec des premiers retours supérieurs à 2 m de hauteur. On conclut par des considérations dérivées de l'étude de cas et des recommandations pour des relevés futurs. (French) ABSTRACT FROM AUTHOR]; Copyright of Canadian Journal of Remote Sensing is the property of Taylor & Francis Ltd and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)
