GEOINFORMATION MODELING OF FOREST RESOURCES BASED ON MOBILE LASER SCANNING DATA

Authors

  • A. Yevdokіmov O.M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv image/svg+xml
  • O. Ievleva Ukrainian Research Institute of Environmental Problems , Український науково-дослідний інститут екологічних проблем
  • E. Luppov O.M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv image/svg+xml

DOI:

https://doi.org/10.33042/2522-1809-2025-3-191-453-458

Keywords:

point cloud, forest resources, geoinformation modeling, CloudCompare, forest monitoring

Abstract

This article presents a practical approach to the geoinformation modeling of forest resources using mobile laser scanning technology. The study focuses on the application of the STONEX X120GO mobile laser scanner, which operates on the SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) algorithm. This technology enables accurate three-dimensional spatial data acquisition without dependence on satellite signals, making it particularly effective in densely vegetated areas with complex topography, such as mixed forests in the Kharkiv region of Ukraine.
Over 41 million spatial points were collected during the survey and processed using the open-source software CloudCompare. The methodology involved a multi-stage workflow: classification of ground points using the Cloth Simulation Filter (CSF), normalization of elevation data, and segmentation of individual trees using the TreeIso plugin. These steps enabled the identification of tree crowns, calculation of tree height, and detection of forest structure anomalies.
A detailed analysis of crown density and vegetation distribution was conducted, and areas with potential tree dieback or structural degradation were identified. These insights formed the basis for generating thematic GIS layers, including forest canopy height models and risk maps, which are essential for effective forest resource management and biodiversity conservation.
One of the major findings of the study is the importance of parameter optimization in the segmentation algorithms. Factors such as vegetation density, vertical relief variation, and point cloud noise significantly influence the accuracy of tree classification. The integration of LiDAR-derived models with geospatial analysis tools proves highly effective in addressing the growing demand for sustainable and data-driven forest management.
The paper also outlines prospects for future research, particularly the application of artificial intelligence and machine learning algorithms for automatic classification and monitoring of forest ecosystems based on LiDAR data. The presented approach provides a scalable and cost-efficient tool for environmental monitoring and planning.

References

Potter, Thomas L. (2019). Mobile laser scanning in forests: Mapping beneath the canopy. University of Leicester. Thesis. https://doi.org/10.25392/leicester.data.11322848.v1

Liu, J., Quan, Y., Wang, B., Shi, J., Ming, L.,Li, M., (2023). Estimation of Forest Stock Volume Combining Airborne LiDAR Sampling Approaches with Multi-Sensor Imagery. Forests, 14(12); https://doi.org/10.3390/f14122453

Eva Gril, Marianne Laslier, Emilie Gallet-Moron, Sylvie Durrieu, Fabien Spicher. (2023). Using airborne LiDAR to map forest microclimate temperature buffering or amplification. Remote Sensing of Environment, 298 pp. https://hal.science/hal-04556088v2

Mei Sun et al. (2022). Evaluation of NASA’s GEDI Lidar Observations for Estimating Biomass in Temperate and Tropical Forests Forests, 13(10), 1686; https://doi.org/10.3390/f13101686.

Hyyppä J. et al. (2012). Remote sensing of forest ecosystems. Scandinavian Journal of Forest Research. https://www.researchgate.net/publication/258707383_Forest_Inventory_Using_Small-Footprint_Airborne_LiDAR

McRoberts, R.E., Gobakken, T.,Næsset, E.. (2012). Post-stratified estimation of forest area and growing stock volume using lidar-based stratifications. Remote Sens. Environ., 125, 157-166. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S003442571200274X

Євдокімов А. А., Горошанський Т. С. «Особливості застосування космічних знімків для контролю лісових угідь». Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Геопросторове забезпечення містобудування та територіального планування», Харків, 17 жовтня 2024 р.- Х.: ХНУМГ, 2024. – С. 123-125 URL: https://science.kname.edu.ua/images/dok/konferentsii/2024/Tezy_2024/Zbirnik%20tez%2017%20zovtna%202024_compressed.pdf

Євдокімов А.А., Єфименко С. В. Розробка програмного модулю попередньої обробки зображень на аерофотознімках та супутникових знімках. Перспективи розвитку територій: теорія і практика. Поствоєнне відновлення: матеріали VІІ міжнародної науково-практичної конференції здобувачів вищої освіти і молодих учених, Харків, 16–17 листопада 2023 р.– Харків : ХНУМГ ім. О. М. Бекетова, 2023 – С. 418-420 https://science.kname.edu.ua/images/dok/konferentsii/2023/Tezy_2023/Zbirka_tez_16_17_11_23.pdf

Навігаційно-геодезичний центр Майстер-представник Leica Geosystems в Україні. [Електронний ресурс] – Режим доступу: https://ngc.com.ua/ua/index.html

Євдокімов А. А. «Інтеграція ГІС, BIM-технологій та штучного інтелекту». Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Геопросторове забезпечення містобудування та територіального планування», Харків, 17 жовтня 2024 р.- Х.: ХНУМГ, 2024. – С. 79-81 URL: https://science.kname.edu.ua/images/dok/konferentsii/2024/Tezy_2024/Zbirnik%20tez%2017%20zovtna%202024_compressed.pdf

Published

2025-06-13

How to Cite

GEOINFORMATION MODELING OF FOREST RESOURCES BASED ON MOBILE LASER SCANNING DATA. (2025). Municipal Economy of Cities, 3(191), 453-458. https://doi.org/10.33042/2522-1809-2025-3-191-453-458