การใช้ภาพถ่ายจากอากาศยานไร้คนขับเพื่อติดตามความก้าวหน้าของการฟื้นฟูระบบนิเวศป่าระยะเริ่มต้นในพื้นที่เหมืองเปิด
Changsalak, P., 2022. Use of unmanned aerial vehicle (UAV) imagery to monitor progress of early forest ecosystem restoration in an opencast mine. MSc Thesis, The Graduate School, Chiang Mai University.
บทคัดย่อ: การติดตามตรวจสอบการฟื้นฟูป่าเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อความก้าวหน้าของเทคนิคการฟื้นฟู แต่ด้วยค่าใช้จ่ายในการดำเนินการที่สูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของค่าจ้างแรงงาน ภาพถ่ายทางอากาศจากอากาศยานไร้คนขับ (UAV) มีความเป็นไปได้ที่จะเข้ามาทดแทนในส่วนของแรงงานสำหรับการติดตามตรวจสอบการฟื้นฟูนี้ อย่างไรก็ตาม การตรวจสอบกล้าไม้ที่ปลูกใหม่ด้วยภาพถ่ายทางอากาศยังคงเป็นเรื่องที่มีความท้าทาย เนื่องจากกล้าไม้มีขนาดเล็ก งานวิจัยที่นำเสนอนี้มีจุดประสงค์ที่จะพัฒนาและทดสอบเทคนิคการใช้ภาพถ่ายทางอากาศ เพื่อติดตามการรอดและการเจริญเติบโตของกล้าไม้ที่ปลูกเพื่อฟื้นฟูพื้นที่เหมืองแบบเปิด โดยใช้อากาศยานไร้คนขับประเภท 4 ใบพัดที่มาพร้อมกล้อง RBG ความละเอียด 20 เมกะพิกเซล สำหรับถ่ายภาพพื้นที่ปลูกจากความสูง 10 เมตรเหนือพื้นดิน เป็นระยะเวลาทุก ๆ 3 เดือนในช่วงปีแรกหลังจากการปลูก ตัวแปรที่ได้จากการรังวัดด้วยภาพถ่าย (รูปภาพออร์โธโมซาอิกและโครงสร้างพอยต์คลาวด์ 3 มิติ) ถูกเปรียบเทียบกับตัวแปรเดียวกันที่ได้จากการวัดภาคพื้นด้วยวิธีการทั่วไป ซึ่งผลจากการเปรียบเทียบเครื่องมือในซอฟต์แวร์รังวัดด้วยภาพถ่ายจากอากาศยานไร้คนขับในเบื้องต้น ทำให้ทราบว่า DroneDeploy มีประสิทธิภาพเหนือกว่าซอฟต์แวร์ทดลองอีก 2 ซอฟต์แวร์ในแง่ของการสร้างโครงสร้างพอยต์คลาวด์ 3 มิติและการวัดความสูงของกล้าไม้แบบแมนนวล ดังนั้นจึงถูกนำไปใช้กับการศึกษาส่วนที่เหลือ ผลในส่วนถัดมาพบว่าอัตราการตรวจจับกล้าไม้ในภาพออร์โธโมเสกและโครงสร้างพอยต์คลาวด์ 3 มิติ อยู่ที่ 85% และ 64 % ตามลำดับ การวัดความสูงของกล้าไม้จากภาพถ่ายมีความสัมพันธ์กับการวัดแบบภาคพื้นดินเป็นอย่างมาก โดยมีความสัมพันธ์กันในระดับปานกลาง (R2 = 0.57, P< 0.001) ในขณะที่การวัดพื้นทรงพุ่ม (ทั้ง 2 รูปแบบการวัด) มีความสัมพันธ์กับการวัดแบบภาคพื้นดินเช่นกัน โดยมีความสัมพันธ์กันในระดับปานกลาง (R2 = 0.62 และ 0.68, P < 0.001) หลังจากที่กล้าไม้เติบโตครบ 1 ปี ความสัมพันธ์ของเส้นผ่านศูนย์กลางคอรากของกล้าไม้ที่ได้จากการประมาณค่าความสูงมีความสัมพันธ์กันในระดับต่ำ (R2 = 0.36, P< 0.001) หลังจากที่กล้าไม้เติบโต 9 เดือนหลังปลูก ความน่าเชื่อถือในการตรวจจับและวัดขนาดกล้าไม้เพิ่มขึ้นในช่วงฤดูฝนที่สองหลังปลูก ซึ่งกล้าไม้ส่วนใหญ่โตได้สูงกว่า 0.8 เมตร ปัจจุบันการติดตามความคืบหน้าของกล้าไม้ที่ปลูกใหม่ด้วยวิธีการภาคพื้นนั้นแม่นยำกว่าการวิธีการติดตามโดยใช้โดรน อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษาแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ที่เพิ่มขึ้นของการติดตามโดยใช้โดรนภายหลังการเติบโต 1 ปี การศึกษาแสดงให้เห็นว่าฤดูกาล ลักษณะในแต่ละชนิดของกล้าไม้ อายุและขนาดที่เหมาะสมของต้นกล้าเป้าหมาย ทั้งหมดต้องได้รับการ พิจารณาเพื่อพัฒนาเทคนิคทางอากาศที่เหมาะสม เพื่อติดตามความคืบหน้าของพื้นที่ฟื้นฟูระบบนิเวศป่าไม้ที่มีความซับซ้อนมากขึ้น ทั้งนี้เทคนิคที่ใช้นี้ให้ผลที่มีความแตกต่างอย่างมากระหว่างข้อมูลที่ได้จากโดรนและภาคพื้นดินในส่วนของการจัดอันดับตามดัชนีประสิทธิภาพสัมพัทธ์ (relative performance index) เพื่อใช้ในการเลือกชนิดพันธุ์ จำเป็นต้องมีการปรับปรุงอย่างมากในการรวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้จากภาพ ก่อนที่การเลือกชนิดพันธุ์โดยอิงจากข้อมูลทางอากาศนี้จะสามารถใช้ประกอบการตัดสินใจได้อย่างน่าเชื่อถือ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี AI เพื่อทดแทนการวัดด้วยตนเอง ด้วยเหตุนี้ เมื่อการพัฒนาดังกล่าวบรรลุผลสำเร็จ เป็นไปได้ว่าเทคนิคการใช้ภาพถ่ายเพื่อติดตามกล้าไม้ในระยะแรกของการฟื้นฟูป่าจะกลายเป็นทางเลือกที่ปฏิบัติได้จริงแทนการสำรวจภาคพื้นดิน