METODIKA HODNOCENÍ KORUNOVÉHO ZÁPOJE KULTUR jako kritérium jejich zajištěnosti na základě počítačové

Prof. Ing. Jaroslav Simon, CSc., RNDr. Pavel Mazal - Fakulta lesnická a dřevařská MZLU v Brně

Okamžik naplnění obsahu pojmu zajištěné kultury je z pohledu vývoje vznikajícího porostu kardinální záležitostí. Soudíme, že z hlediska uvedeného lze souhlasit s definicí, že ve stadiu zajištěné kultury se uzavírá výrobní fáze zalesnění, případně vzniku porostu přirozenou obnovou a porost přechází do růstového stupně mlaziny. Jedná se tedy o období přechodu ke zmíněnému vývojovému stadiu, růstové fázi následující po nárostu, případně odrostlé kultuře. Základním kritériem je vytvoření souvislé korunové vrstvy (volně, VACEK, LOKVENC 1994).

Fakt vytvoření souvislé korunové vrstvy (pravidelného zápoje) již dříve zdůraznil např. ASSMANN (1968), který naplnění pojmu zajištěné kultury charakterizuje jako krátký interval, spíše okamžitý stav, daný základní biometrikou (h = 1,3 m; d1,3 = 5 cm) a cloněnou plochou od 78,5 do 90,6 % (v závislosti na sponu a dílčích aspektech). I když současná lesnická legislativa s pojmem korunového zápoje, resp. cloněné plochy ve vztahu k zajištěné kultuře příliš neoperuje, patrně s ohledem na extrémní podmínky, je zřejmé, že pokud postavíme hodnocení zajištěné kultury na posuzování uvedeného, tedy na přísnějším kritériu, než uvádí např. Vyhláška č. 82/1996 Sb., nemůžeme se zmýlit. Existuje-li korunový zápoj kultury, pak z pozice zmíněné vyhlášky, v období, kdy úroveň zajištěné kultury hodnotíme, jsou jistě splněny podmínky:

- trvalého výškového přírůstu,

- rovnoměrného rozmístění s počtem nad 80 % minimálního počtu pro obnovu či zalesnění,

- stav, kdy kultury odrostly působení buřeně, bez výrazného poškození.

Úroveň korunového zápoje můžeme přeneseně hodnotit na základě stanovení cloněné plochy. Využití cloněné plochy mladého porostu pro hodnocení zajištěnosti kultur může mít i tu výhodu, že v případě využití speciálních objektivních metod, odstraňuje subjektivní hodnocení, a tedy i možnost případného sporu. Metodou, o které se v tomto kontextu chceme zmínit, je využití počítačové analýzy obrazu při hodnocení leteckých snímků.

POUŽITÉ ZAŘÍZENÍ A METODIKA

Využití počítačové analýzy obrazu pro řešení uvedené problematiky je záležitost nová. Začala se rozvíjet prakticky až v roce 1995, kdy byla na FLD MZLU v Brně otevřena biometrická laboratoř se standardním vybavením použitelným v této oblasti. Zásadní zde byla zejména myšlenka využití různých, běžně dostupných obrazových médií na bázi leteckých snímků jako náhrada, případně doplněk užívaných metodik pro popis porostů, jejich složek, zdravotního stavu aj., s ohledem na zkvalitnění přípravy LHP a monitoringu lesa s vyústěním do integrované taxace porostů. Konkrétní aktuálně používaná sestava systému počítačové analýzy obrazu užitá pro řešení uvedené problematiky se skládala z těchto částí:

- tříčipová televizní CCD kamera Hitachi HV - C20, (RGB 752 y 582 pixel, horizontální rozlišení 700 TV řádek),

- barevný skaner Hewlett Packard Scan Jet 4 c (optické rozlišení 600 dpi, softwarové rozlišení až 2400 dpi, A4), sloužil ke skanování fotografických pozitivů,

- program analýzy a úpravy obrazu LUCIA G 4.0, nainstalovaný na počítači s procesorem Pentium 90 (RAM 32 MB) s grafickou kartou VGA Matrox Magic, pod operačním systémem Windows NT 4.0 Workstation,

- barevná inkoustová tiskárna Epson Stylus Color s možností tisku obrázků v rozlišení až 720 dpi, A 4,

- barevný skaner PHOTOSCAN TD INTERGRAPH (nebyl součástí sestavy, byl používán fakultativně a sloužil ke skanování barevných spektrozonálních diapozitivů v rozlišení 900 dpi).

Jako vstupní média pro hodnocení korunového zápoje sloužily spektrozonální barevné snímky, provedené jednak jako diapozitivy 23x23 cm, měřítko 1:5000 a dále jejich pozitivní kopie. Diapozitivy byly skanovány skanerem PHOTOSCAN v rozlišení 900 dpi a uloženy jako soubory na CD-ROM, pozitivy byly skanovány skanerem HP Scan Jet 4c v rozlišení 900 dpi a uloženy jako soubory na pevném disku počítače.

Při vlastním zpracování byl nejprve otevřen příslušný snímek nebo jeho část (výřez). Zde byly vymezeny hranice analyzovaného území (byla vytvořena tzv. maska, tj. binární obraz, pokrývající beze zbytku celou plochu analyzovaného území). Současně byl snímek i rozměrově kalibrován pomocí mapy zvoleného území a byla určena výměra území. Dále byly naprahovány zájmové objekty, tj. stávající kultura. Prahování bylo prováděno na základě výsledků terénního šetření.

Binární obraz stávající kultury byl (pokud to bylo nutné) upraven standardními metodami transformace používanými v analýze obrazu (otevření, uzavření, binární čištění, vyplnění děr, kontury apod.), návazně byla stanovena výměra kultury a vypočten její procentuální podíl na celkové výměře analyzovaného území. Pro přesnější klasifikaci menších ploch byla do masky analyzovaného území vložena čtvercová sít (1 ha) a byl stanoven podíl stávající kultury v každém čtverci. Vložené rozdělení nemusí být nutně pravidelné, v případě potřeby může respektovat (kopírovat) rozdělení lesa, např. hranice porostních skupin, dílců apod. Podobné postupy analýzy obrazu je vhodné aplikovat i pro ortofotomapu, kde odpadá zkreslení.

VYUŽITÍ CLONĚNÉ PLOCHY PRO HODNOCENÍ ZAJIŠTĚNOSTI KULTUR

Naznačený myšlenkový postup a metodika se opírá o dávno známé poznatky (jistě by bylo možné zpracovat širší rešerši), nicméně návrh aplikace pro hodnocení zajištěnosti kultur je záležitost nová, (umožňuje ji rozvoj speciální technologie počítačové analýzy obrazu). Metodika není podepřena legislativou a vyžaduje pochopení lesnického personálu. Uvedené pochopení podmiňují při realizaci dva základní aspekty:

- akceptování metody jako objektivizačního kritéria, které zajišťuje objektivnost a umožňuje archivovatelnost a opakovatelnost hodnocení,

- vytvoření určitých standardů hodnot cloněných ploch (v zásadě jednorázově) pro diferencované přírodní a hospodářské podmínky.

Oba aspekty se nejeví problematické. Jedna z možných variant realizace je prezentována na obrázcích č. 1 - 4 na zadní straně obálky. Obrázek č. 1 udává pohled na vymezenou plochu (ortofotomapa) s reálným pohledem na bukovou kulturu (spektrozonální snímek) ve středních polohách živných stanovišť. Už z pouhého okulárního pohledu je zjevné, že takovouto kulturu bychom za zajištěnou asi nepovažovali, přestože legislativní časový limit takto stanoví (9 let). Tento moment je ještě výraznější při speciálním zvýraznění existující kultury (obr. č. 2) (celková cloněná plocha - 43,3 %). Takovéto zhodnocení je však velmi hrubé. Jsou jistě části, kde kulturu za zajištěnou můžeme považovat, ať již limit (požadované procento cloněné plochy jako kalibr) stanovíme v podstatě libovolně. Uvedená situace umožňuje dvojí přístup řešení. Je možné analýzu provést ve schematicky vymezené síti (obr. č. 3), případně provést výběr částí území, které splňují daný limit (v daném případě 60 % a více cloněné plochy) (obr. č. 4). Druhá varianta se jeví výhodnější, protože dále umožňuje provozně potřebné přepočty (lokalizace a výměra plochy k vylepšení, potřebný počet sazenic atd.). Dále z možných, navazujících analýz obrazu je reálné u stávající kultury kalkulovat počty jedinců (a to celkem i jedinců v intervalech s různým průmětem koruny).

ZÁVĚR

Soudíme, že uvedená metodika je perspektivní (na větších územích i s příznivými ekonomickými parametry) a je využitelná zejména v těchto oblastech:

- zpřesnění zpracování LHP,

- možnost úpravy a hodnocení pěstebních projektů,

- kontrolní činnost a návazně oblasti dotační politiky.