Utilización de vehículos aéreos no tripulados (VANT´s) en la evaluación del estado de desarrollo de plantaciones forestales de Gmelina arborea, Tectona grandis y mixtas

Abstract

Los vehículos aéreos no tripulados (VANT´s) tienen un gran potencial para el monitoreo de plantaciones forestales en Costa Rica, pero su uso requiere una adecuada planificación. Se realizaron pruebas para determinar el mejor software; opciones de procesamiento y parámetros de vuelo para obtener los datos requeridos en el manejo de plantaciones forestales. Para complementar estos resultados también se prepararon modelos alométricos para estimar el diámetro a 1,3 m de altura (d) en función del diámetro de la copa (dc). Se obtuvo que el procesamiento de las imágenes con el software Pix4D mapper® demanda menos tiempo de procesamiento que el requerido con el software WebODM®, especialmente cuando el ordenador utilizado tiene al menos 15 GB de memoria RAM, y cuando se tiene menor número de imágenes a procesar por unidad de área, esto es, cuando la distancia del muestreo del suelo (GSD) de las imágenes es baja (menos de 3,27 cm/píxel), y los vuelos se hacen con un diseño de trazado 2D. Por otro lado, los ortomosaicos tienen menos áreas con vacíos de información cuando las imágenes se procesan con WebODM, particularmente si las imágenes procesadas tienen una resolución espacial baja (3,27 y 3,32 cm/píxel), un trazado 2D o 3D y tienen una combinación de traslape de al menos 70 y 80% (lateral y frontal). El mayor número de fallos de procesamiento se produjo cuando el software utilizado es WebODM, y cuando aumenta el número de imágenes a procesar, esto cuando las imágenes tienen una resolución espacial alta (2,22 y 2,49 cm/píxel), los vuelos se hacen con diseño de trazado 3D y una combinación de traslapes de 80x80%. Los modelos desarrollados para estimar el "d" a partir del diámetro de copa (dc) para árboles de Tectona grandis, Gmelina arborea, Schizolobium parahyba, entre otros, alcanzaron un R2 superior a 0,40 y superaron con éxito las pruebas de validación realizadas. Este trabajo permitió el desarrollo de un protocolo estandarizado para la recolección y procesamiento de datos desde vehículos aéreos no tripulados (VANTs) para el monitoreo de plantaciones forestales en Costa Rica.

Unmanned aerial vehicles (UAVs) have great potential for monitoring forest plantations in Costa Rica, but its use requires adequate planning. Tests to determine the best software; processing options and flight parameters were made to obtain the data required in forest plantation management. To complement these findings allometric models to estimate diameter at breast height (d) as a function of crown diameter (dc) were also prepared. It was obtained that processing the images with the Pix4D mapper® software requires less processing time than the required with the software WebODM®, especially when the computer used has at least 15 GB of RAM memory, and the number of images to process per hectare decreases, such as when the ground surface distance (GSD) of the images is low (less than 3.27 cm/pixel), and the flight of the drone is a single grid (2D). On the other hand, ortho-rectified mosaics have less information gaps when the images are processed with WebODM particularly if the images processed have low spatial resolution (3.27 and 3.32 cm/pixel), and have an overlap combination of at least 70x80% (side and frontal). The highest number of processing failures occurred when the software used is WebODM, and number of images to process increases, that is, when images have high spatial resolution (2.22 and 2.49 cm/pixel), and drone flight is double grid (3D) with a combination of overlaps of 80x80%. The models developed to estimate “d” using crown diameter (dc) for trees of Tectona grandis, Gmelina arborea, Schizolobium parahyba, among others, achieved an R2 greater than 0.40 and successfully passed the validation tests performed. This work allowed the development of a standardized protocol to collect and process data from unmanned aerial vehicles (UAVs) for monitoring forest plantations in Costa Rica.