Étude sur la cartographie 3D précise par LiDAR par drone des zones humides karstiques et la différenciation spatiale de la végétation

DENG Liwei ,  

ZHANG Hongyan ,  

FU Bolin ,  

摘要

Les zones humides, en tant que lien crucial entre les écosystèmes terrestres et aquatiques, assurent des services écologiques clés et jouent un rôle indispensable dans le maintien de la biodiversité. Cependant, le phénomène complexe de chevauchement vertical de la végétation dans les zones humides karstiques et les conditions hydrologiques particulières rendent difficile la surveillance efficace de la distribution de la végétation, limitant ainsi une meilleure compréhension de l’écologie des zones humides. Pour résoudre ce problème, cet article étudie la zone humide karstique internationale importante de Huaxian à Guilin, proposant et mettant en œuvre une méthode d’analyse de cartographie de la végétation 3D basée sur la segmentation sémantique des nuages de points LiDAR. Cette méthode utilise un algorithme de segmentation sémantique des nuages de points en apprentissage profond pour réaliser une cartographie 3D précise de la végétation des zones humides, et quantifie la distribution volumétrique des différentes végétations, la distance à l’eau et la fréquence d’inondation à partir des résultats cartographiques, afin de révéler la relation entre la distribution de la végétation et l’hydrologie des zones humides. Les résultats montrent que : (1) l’algorithme DWS-KP-FCNN peut identifier et distinguer avec précision plusieurs types de végétation à partir des nuages de points LiDAR, et résoudre efficacement les problèmes de chevauchement de la végétation et d’identification des plans d’eau grâce à un post-traitement, générant ainsi des cartes de distribution 3D très précises et détaillées ; (2) la distribution volumétrique de la végétation selon la distance à l’eau et le gradient de fréquence d’inondation a été cartographiée, révélant clairement la relation entre la distribution de la végétation et les gradients hydrologiques ; (3) la zone d’étude a été divisée en plusieurs zones spatiales avec différents modèles de distribution de végétation selon la distance à l’eau et la fréquence d’inondation, révélant la différenciation spatiale des communautés végétales dans différents environnements hydrologiques, fournissant des données pour une gestion fine des écosystèmes des zones humides. Ces conclusions démontrent que la méthode d’analyse de cartographie 3D de la végétation basée sur la segmentation sémantique des nuages de points LiDAR offre un moyen efficace, précis et complet de surveillance à distance de la végétation des zones humides karstiques, ayant une valeur importante pour la protection écologique et la gestion.

关键词

zones humides karstiques; drone LiDAR; cartographie 3D de la végétation; segmentation sémantique des nuages de points; apprentissage profond; lois de distribution de la végétation

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