Inwentaryzacja drzew w QGIS z ortofotomapy
Opublikowano
Inwentaryzacja drzew w QGIS to warstwa punktowa z jednym punktem na drzewo i wierszem atrybutów: ID, gatunek, obwód pnia, stan i data ostatniej kontroli. Zobrazowania lotnicze lub LiDAR dają punkty, wielkość korony i wysokość prosto zza biurka. Gatunek, pień i stan pochodzą z wizji w terenie.
to warstwa punktowa z jednym punktem na drzewo i wierszem atrybutów: ID, gatunek, obwód pnia, stan i data ostatniej kontroli. Zobrazowania lotnicze lub LiDAR dają punkty, wielkość korony i wysokość prosto zza biurka. Gatunek, pień i stan pochodzą z wizji w terenie.Ten podział pomija większość poradników. Żaden model nie odczyta gatunku ani spróchniałego pnia z ortofotomapy o rozdzielczości 20 cm, więc najszybsza inwentaryzacja to taka, w której biurko liczy, a teren ocenia.
Krótka odpowiedź
| Punkt wyjścia | Metoda | Co dostajesz zza biurka |
|---|---|---|
| Twoje miasto lub klient publikuje już rejestr | Metoda 1: otwarte dane o drzewach | Punkty z gatunkiem, często z obwodem pnia |
| Ortofotomapa i kilkaset drzew | Metoda 2: ręczna digitalizacja punktów | Punkty, które sam ustawiłeś |
| Powierzchniowy model LiDAR i model terenu | Metoda 3: wierzchołki drzew z modelu wysokości koron | Punkty z wysokością każdego |
| Ortofotomapa i tysiące drzew | Metoda 4: model segmentacji | Jeden poligon korony na drzewo, potem punkt z wielkością korony |
Wszystkie cztery kończą się tak samo: warstwa jedzie w teren na tablecie, gdzie ktoś dodaje to, czego zobrazowania nie pokażą.
Co zapisuje inwentaryzacja drzew
Zapisz tabelę atrybutów, zanim ustawisz pierwszy punkt. Zmiana jej po wizji w terenie oznacza drugą wizję.
| Atrybut | Zza biurka | Z terenu |
|---|---|---|
| ID drzewa | Tak, generowane | Numer na tabliczce, jeśli drzewa je mają |
| Położenie | Tak | Poprawione tam, gdzie korona zasłania pień |
| Średnica lub powierzchnia korony | Tak, ze zobrazowań | Sprawdzone |
| Wysokość | Tak, z LiDAR | Zmierzona, jeśli nie ma LiDAR |
| Gatunek | Nie | Tak |
| Średnica lub obwód pnia | Nie | Tak, na wysokości wskazanej przez twój standard |
| Stan, uszkodzenia, następna kontrola | Nie | Tak |
W Niemczech Baumkataster zapisuje kontrole wymagane przez obowiązek zachowania należytej staranności, a większość właścicieli stosuje wytyczne FLL dotyczące kontroli drzew (wydanie 2020) i przewodnik GALK o rejestrach drzew. Te dokumenty ustalają listę pól w terenie, więc zacznij od nich, a nie od tej tabeli.
Gdzie sieć się myli
„AI zbuduje całą inwentaryzację ze zobrazowań.” Liczy i mierzy korony. Nie widzi pnia pod koroną, nie nazwie większości gatunków ze zdjęcia RGB i nie oceni, czy gałąź spadnie. Każda strona, która obiecuje gotowy rejestr z jednego nalotu, sprzedaje pierwszą połowę pracy.
„Mapa koron drzew to inwentaryzacja drzew.” Mapa koron drzew to powierzchnia, która odpowiada na pytanie, jaki udział dzielnicy jest zacieniony. Inwentaryzacja odpowiada na pytanie, które drzewo, gdzie i w jakim stanie. Jeśli potrzebujesz zadrzewienia, właściwy jest przewodnik po mapowaniu koron drzew w QGIS.
Zanim zaczniesz
- QGIS 3.22 lub nowszy.
- Zobrazowania na tyle świeże, by pokazywały tegoroczne drzewa. Zobrazowania z okresu wegetacji najlepiej pokazują korony, a z okresu bezlistnego lepiej pokazują pnie i rozgałęzienia.
- Rzutowany układ współrzędnych w metrach, aby powierzchnie i średnice wychodziły w metrach.
Darmowe zobrazowania są lepsze, niż większość osób się spodziewa:
- Polska: krajowa ortofotomapa w Geoportalu jest bezpłatna do dowolnego użytku od 24 czerwca 2020, głównie w rozdzielczości 25 cm, a w miastach 10 cm lub lepszej. Darmowa wtyczka „Pobieracz danych GUGiK” pobiera ją z poziomu QGIS.
- Niemcy: kilka krajów związkowych udostępnia DOP20, czyli swoją ortofotomapę 20 cm, jako otwarte dane, między innymi Badenia-Wirtembergia i Dolna Saksonia. Ogólnoniemiecka usługa urzędu federalnego jest płatna.
- Anglia: Environment Agency udostępnia powierzchniowe i terenowe modele LiDAR 1 m dla niemal całego kraju na licencji Open Government Licence.
- Stany Zjednoczone: zobrazowania lotnicze NAIP są bezpłatne w USDA.
Metoda 1: Otwarte dane o drzewach
Wiele miast prowadzi już rejestr i go publikuje. Berlin udostępnia drzewa uliczne i parkowe, Dortmund publikuje rejestr zbudowany z własnych danych i zobrazowań lotniczych, Kolonia udostępniła rejestr online w lipcu 2025, a Paryż udostępnia 219 432 drzewa jako punkty. Wczytujesz plik lub usługę w QGIS i zaczynasz z już wypełnionym gatunkiem.
OpenStreetMap mapuje także pojedyncze drzewa, jako punkty natural=tree. Pobieranie danych OSM w QGIS pokazuje, jak pobrać je przez QuickOSM.
Użyj, gdy: drzewa należą do miasta, a rejestr jest świeży.
Pomiń, gdy: zadanie obejmuje grunty prywatne, kampus lub nową zabudowę. Otwarte rejestry kończą się na drzewach publicznych.
Metoda 2: Ręczna digitalizacja punktów
Utwórz warstwę przez Layer > Create Layer > New GeoPackage Layer…, typ geometrii Point, i dodaj pola z powyższej tabeli. Włącz edycję, potem kliknij raz w środek każdej korony na ortofotomapie.
To najdokładniejsza metoda biurkowa i najwolniejsza. Każdy punkt jest twoją decyzją, więc żywopłot nigdy nie zamieni się w dwanaście drzew, a dwie stykające się korony nie staną się jedną.
Użyj, gdy: drzew jest kilkaset lub gdy liczy się każde drzewo, na przykład we wniosku planistycznym.
Pomiń, gdy: liczba drzew sięga tysięcy.
Metoda 3: Wierzchołki drzew z modelu wysokości koron
Z LiDAR wierzchołkiem każdego drzewa jest najwyższy piksel w jego sąsiedztwie, więc wierzchołki znajdziesz bez żadnego trenowania. Najpierw zbuduj model wysokości koron, czyli powierzchnię pomniejszoną o teren, jak opisano w przewodniku o koronach drzew; wyjaśnienie DSM i DTM omawia oba dane wejściowe.
Znajdź lokalne maksimum
Uruchom r.neighbors (GRASS) na modelu wysokości koron z metodą maximum i sąsiedztwem 5 pikseli. Przy pikselu 1 m to okno 5 m.
Zostaw wierzchołki drzew
W Raster > Raster Calculator… zostaw piksele równe lokalnemu maksimum i wyższe niż 3 m: ("chm@1" = "chm_max@1") AND ("chm@1" > 3).
Zamień piksele na punkty
Przekształć wynik za pomocą Raster pixels to points, potem zostaw punkty o wartości 1 za pomocą Extract by attribute.
Dodaj wysokość
Dodaj wysokość do każdego punktu za pomocą Sample raster values na modelu wysokości koron.
Najważniejszy jest rozmiar okna. Zbyt małe daje trzy wierzchołki na jednym rozłożystym dębie, zbyt duże łączy dwa małe drzewa w jedno. Dopasuj go do typowej szerokości korony na twoim obiekcie i sprawdź próbkę na oko.
Użyj, gdy: masz LiDAR i potrzebujesz wysokości.
Pomiń, gdy: masz tylko zobrazowania albo LiDAR jest starszy niż drzewa, które liczysz.
Metoda 4: Model segmentacji
Model segmentacji nauczył się, jak wygląda korona, i zwraca jeden poligon na drzewo ze zwykłej ortofotomapy RGB. Budujemy taki model, AI Segmentation, więc ta sekcja dotyczy naszego własnego narzędzia.
Narysuj strefę na ortofotomapie otwartej w QGIS i wpisz tree. Model działa na naszych serwerach, więc karta graficzna nie jest potrzebna, a każda korona wraca jako poligon w CRS twojego projektu z polami area_m2 i score (pewność).
Aby zamienić korony w punkty inwentaryzacji:
Utwórz jeden punkt na koronę
Uruchom Centroids na warstwie koron. Każdy punkt zachowuje atrybuty swojej korony.
Dodaj średnicę korony
Dodaj średnicę korony w kalkulatorze pól, jako pole dziesiętne: 2 * sqrt("area_m2" / pi()).
Ponumeruj drzewa
Dodaj pole tree_id wypełnione @row_number, potem puste kolumny terenowe z twojej tabeli atrybutów.
Użyj, gdy: masz tysiące drzew przy ulicach, w parkach lub ogrodach, na zobrazowaniach, które już posiadasz.
Pomiń, gdy: drzewostan jest zwarty. Bez przerwy między koronami uruchomienie tree zwraca jeden duży kształt zamiast poligonu na pień, więc tam użyj Metody 3. Kafelki zobrazowań są wysyłane na nasze serwery; jeśli nie mogą opuścić twojego komputera, użyj Metody 2 lub 3.
Dokończ w terenie
Zabierz warstwę punktową do drzew z QField, darmową aplikacją mobilną do projektów QGIS od OPENGIS.ch. Działa offline, otwiera formularze przygotowane w QGIS i pozwala dodawać zdjęcia do każdego drzewa. Ustaw w QGIS listy rozwijane dla gatunku i stanu przed wyjazdem, żeby każdy inwentaryzujący zapisywał te same słowa.
Do cyklicznych kontroli z dokumentacją prawną istnieje wyspecjalizowane oprogramowanie rejestrowe, a część z niego, jak Baumsicht w Niemczech, działa na QGIS. Warstwa punktowa, którą tu zbudowałeś, da się do niego zaimportować. Tak wygląda gotowa inwentaryzacja zieleni, którą można utrzymywać z roku na rok.
O czym pamiętać
- Inwentaryzacja drzew to jeden punkt na drzewo z atrybutami, a nie powierzchnia koron.
- Biurko daje położenie, wielkość korony i, z LiDAR, wysokość. Teren daje gatunek, pień i stan.
- Najpierw otwarty rejestr, ręczna digitalizacja przy kilkuset drzewach, wierzchołki z LiDAR, gdy potrzebujesz wysokości, a model segmentacji przy tysiącach drzew na zobrazowaniach.
- Każdą metodę automatyczną sprawdź na próbce policzonej ręcznie, zanim zaufasz sumie.
Pytania, które padają najczęściej
Czy inwentaryzacja drzew jest obowiązkowa?
Zwykle żaden przepis nie wymaga samego rejestru. Właściciele drzew przy drogach i ścieżkach muszą je kontrolować pod kątem bezpieczeństwa, a rejestr jest sposobem na udowodnienie, że kontrole się odbyły. W Niemczech ten obowiązek staranności jest powodem, dla którego większość miast prowadzi Baumkataster.
Czy AI rozpozna gatunek drzewa na zobrazowaniach lotniczych?
Nie w sposób wiarygodny na ortofotomapach RGB, które ma większość osób. Mapowanie gatunków wymaga zobrazowań wielospektralnych lub hiperspektralnych i lokalnych danych treningowych, a i wtedy sprawdza się je w terenie. Nasza wtyczka zwraca korony, nie gatunki.
Jak dokładne jest automatyczne wykrywanie drzew?
Zależy bardziej od zwarcia koron niż od narzędzia. Drzewa pojedyncze przy ulicach i w ogrodach wychodzą dobrze, stykające się korony się łączą. Policz ręcznie 50 drzew na własnych zobrazowaniach, porównaj z warstwą i masz poziom błędu dla swojego obiektu.
Czy mogę zrobić inwentaryzację drzew w QGIS za darmo?
Tak. Otwarte rejestry, ręczna digitalizacja i wierzchołki z LiDAR kosztują tylko czas, a QField jest darmowy. Model segmentacji oszczędza czas przy dużych liczbach i zaczyna się za darmo.
Przy sąsiednich zadaniach czym jest ortofotomapa wyjaśnia zobrazowania stojące za każdą metodą tutaj, a strona wtyczek AI do QGIS pokazuje, czego każda wtyczka potrzebuje do działania.
