Digitális fotogrammetriai kutatások az erdészet területén = Digital photogrammetry research in forestry

Kalibráltuk a kutatásban használt amatőr digitális kamerapárt. Ezek segítségével a mérőkamerák pontosságát megközelítő kiértékelések készíthetők. Különböző forrásanyagokból (hagyományos mérőkamerával, digitális mérőkamerával, amatőr digitális kamerával készített légi- és földi felvételek, szupernagy felbontású (VHR) űrfelvételek, légi és földi lézeres pásztázóval készített felvételek); sík- és hegyvidéki mintaterületen; manuális, félautomatikus és automatikus módszerekkel ortofotókat, digitális felületmodelleket és erdőtérképeket állítottunk elő. Erdőtérképezési célú ortofotók előállítására a közeli infravörös sávval is rendelkező felvételek a legalkalmasabbak. A digitális mérőkamerák nagyobb rugalmasságot biztosítanak a felvételezéskor, a VHR űrfelvételek pedig radiometriai szempontból pontosabbak. Borított felszínmodellek előállítására a tömbös légifénykép-anyagok alkalmasak, ezek alapján nagyobb területek felmérése (erdőleltár), esetleg teljesen automatikus térképezése történhet meg. A felületmodellek jelentősen pontosabb készítésére kiválóan alkalmazhatók, de ma még nagyon drágák a légi lézeres felmérések. A digitális faállomány-térképek automatikus előállítására kimondottan alkalmasnak találtuk az újonnan kifejlesztett, szegmentáláson alapuló osztályozót, amely a nagyfelbontású orto termékek és a magassági modellek együttes osztályozására is alkalmas. A sokszor jogi határt is tartalmazó erdőrészletek osztályozására a vektor alapú osztályozók használhatók. | The calibration of the amateur camera-pair was performed. The accuracy of the evaluation of an image taken by these calibrated cameras can be almost as accurate as a metric camera. Orthophotos, digital surface models and forest stand maps have been produced by manual, semi-automatic and automatic methods, utilising different sources (traditional analogue metric aerial camera, digital metric aerial camera, aerial and terrestrial images taken by digital amateur camera, very high resolution (VHR) satellite images, aerial and terrestrial laser scanning) on different test areas (plain and hilly area). For forest mapping purposes, the most suitable images for ortho-production are the ones containing near infrared band. The aerial digital metric cameras assuring more flexibility during aerial surveys, the VHR images are more reliable from radiometric point of view. Producing digital surface models, the aerial surveys forming blocks are suitable. The forest inventory or mapping of huge areas are become available based upon these images. A much more accurate, but also very expensive method for digital surface model production is the aerial laser scanning. The new, segment based classification method is appropriate for the automatic production of forest stand maps, which can use both imagery and digital surface model data. The classification of the forest compartments, containing legal borders sometimes, are achievable by the vector-based classification method

Mapping Forest Regeneration from Terrestrial Laser Scans

Az erdei újulati foltok helye, kiterjedése, borítottsága és törzsszáma kulcsfontosságú tényezők az erdődinamikai folyamatok feltárásában és a többkorú faállományok kezelésében. A fatermési modellek előállítása, az üzemi gyakorlatban végzett erdőművelés valamint erdőfeltárás pontos és objektív módszereket kíván az újulat helyének meghatározására. A földi lézeres letapogatás kiválóan alkalmas törzstérképek előállítására, ám az adatok feldolgozásához szükséges eljárásokat eddig csak szálerdőkre fejlesztettek ki. A tanulmány olyan automatikus eljárást mutat be, ami 3–6 méter magasságú faegyedek lézeres letapogatás adataiból történő azonosítását teszi lehetővé. Három, különböző jellegű újulati foltban létesített mintaterületen a ponthalmaz vizuális interpretációjával azonosított törzsek 79–90%-át sikerült automatikus úton felismerni. Az eljárás teljesítményét a vizsgált állományjellemzők közül elsősorban a törzsszám befolyásolta, míg az ágak mennyiségének hatása elenyésző. Az elért eredmények rámutatnak, hogy a földi lézeres letapogatás alkalmas az újulat mennyiségének felmérésére, így a folyamatos borítású erdők leírásának ígéretes eszköze lehet

A klímaváltozás hatása a zonális fafajok egészségi állapotára és elterjedésére = The effect of climate change on the health condition and distribution of zonal tree species

A terepi monitoring pontok összesített értékelése alapján a klímajellemző fafajok esetében az utóbbi 3-4 évtized távlatában általános növedékcsökkenés egyelőre nem mutatható ki. Különösen meglepő, hogy a bükk esetében növedékgyorsulást jeleznek az adatok, amelynek valóssága azonban kérdéses, megerősítést igényel. A közös tenyészkerti kísérletek elemzése alapján több modellfafajra elemeztük a klímaváltozás produkcióra gyakorolt hatását. Az eredmény megerősíti, hogy a klimatikus paraméterek változtatásával az elterjedési terület különböző pontjain a produkció (növedék) változása eltérő trendeket mutat. Legerősebb csökkenés az elterjedési terület déli peremén várható, ez megfelel az elméleti elvárásoknak. Két fenyő modellfajra a számított növedék visszaesés mértéke 2oC hőmérsékletemelkedésre mintegy 10%. Az előrejelzéseket megerősíti a bükkre számított bioklíma-modell. Eszerint a potenciális termesztési terület esetén a jelenleginek mindössze 3%-ára szorul vissza. Kiemelendő, hogy a modellezés rámutat arra, hogy a zonális erdőtakaró veszélyeztetettsége országosan nem azonos mértékű. A Dél-Dunántúl értékesebb gyertyános tölgyes és bükkös társulásai fenyegetettsége nagyobb. A kutatási eredmények alapján a megelőzési stratégiába beépítendő legfontosabb feladatok a faállományok tartós stabilitásának megőrzése, a minél takarékosabb vízforgalom segítése, valamint az alkalmazkodóképesség javítása faji és genetikai szinten egyaránt. | Effect of climate change on vitality and distribution of zonal tree species According to the working hypothesis, increasing aridity should be reflected in vitality and growth of zonal tree populations. The evaluation of growth monitoring points has shown differences in sensitivity between drought-tolerant Turkey oak and pedunculate oak, but no growth decline was detected. Beech data turned out showing an inconclusive increment acceleration. This means that the hypothesis could not be verified with presently available forest inventory data. On the other hand the same concept was used in common garden (provenance) tests of model species Scots pine, Norway spruce and beech. Results indicate that response to warming climate depends strongly on test location conditions. Strongest increment losses are expected at the xeric (lower) limit of distribution. For the two conifer species the calculated increment loss response to a 2oC mean annual temperature increase will be around 10%. The forecasts are supported by the bioclimatic model results for beech. The temperature increase the species in Hungary t 3% of the present distribution. The probability of decline varies by region, and is higher in the hills of Southern Transdanubia. The results should be implemented for the strategy of mitigation of climate change effects. The most important task is the maintenance of stability of forest cover and the improvement of adaptability and plasticity both on community and genetic level

NDVI-based Downscaling of the CREMAP Actual Evapotranspiration Maps

The increasingly used remote sensing-based evapotranspiration estimation techniques provide information about the spatial and temporal variability of evapotranspiration on the field and regional scales. For Hungary, the most reliable evapotranspiration mapping model is the CREMAP (Calibration-Free Evapotranspiration Mapping), which uses MODIS surface temperature data. The CREMAP evapotranspiration with its 1000×1000 m (1 km2) resolution can be used for examinations with larger scales, for example the comparison of the water balance of forests with different land cover types (agricultural areas, artificial surfaces, etc.). However, the 1 km2 spatial resolution is too coarse to be used for smaller scales like precision forest management or agroforestry systems. Therefore, a vegetation index-based (MODIS NDVI) downscaling process of the CREMAP evapotranspiration was developed, to a resolution of 250×250 m (6.25 hectares). The downscaling experiment was done for Hungary, for a drier (2003 May-October) and for a wetter (2005 May-October) period. The products were analyzed, according to forest stand types. The vegetation index-based evapotranspiration downscaling process can be used for getting hydrological data for forest resource management, climate change impact studies on smaller scales or agroforestry system research

A külső naprendszer vizsgálata űrszondák segítségével = Investigation of the outer solar system with space probes

A helioszféra távoli vidékeit vizsgáltuk a Cassini, az Ulysses, és a Voyager 1-2 űrszondákon repülő magnetométerek, plazma-detektorok, és energikus részecskék fluxusát mérő berendezések adatainak kiértékelésével. A mérési adatokhoz mint társkutatók és vendégkutatók jutottunk hozzá. A nemzetközi együttműködésben végzett kutatások föbb eredményei, köztük új jelenségek felfedezése és leírása, modellezéssel végzett számítások végzése, statisztikus vizsgálatok közül a következőket tekintjük jelentősnek: - Lassú módusú lökéshullám felfedezése a Jupiter mágneses köpenyében - „Hot Flow” anomália felfedezése a Szaturnusz fejhulláma előtt - Új típusú hullám-gerjesztés modellezése a Titán és Vénusz ionoszférájában - Titán plazmakörnyezetének összehasonlító vizsgálata a megközelítések során - Szaturnusz eredetű, „fosszilis” mágneses tér felfedezése a Titán közelében - Enceladusból származó por dinamikájának és az E gyűrű keletkezésének modellezése - Jupiter halvány gyűrűjének modellezése - MHD szakadási felületek gyakoriságának és geometriájának statisztikus vizsgálata a helioszférában - A helioszféra kétféle mágneses polaritását elválasztó áramlepel észak-déli aszimmetriája - Energikus részecskék terjedésének vizsgálata nagyszámú esemény alapján. | The distant regions of the heliosphere was investigated by the analysis of the data of magnetometers, plasma detectors, and energetic particle flux detectors, flown onboard the space probes Cassini, Ulysses, and Voyager 1-2. We acquired the scientific data as co-investigators and guest-investigators of the measurements. Among the main results of the research carried out in international collaborations, including discoveries and descriptions of new phenonmena, model calculations, statistical studies, we consider the most important ones as the following: - Discovery of slow mode shock in the Jovian magnetosheath - Discovery of hot flow anomaly upstream of the bow shock of Saturn - Modelling new type of wave excitation in the ionosphere of Titan and Venus - Comparative studies of the plasma environment of Titan during the encounters - Discovery of fossil magnetic field near Titan, originating from Saturn - Study of the dynamics of dust, originating from Enceladus and modelling the origin of E-ring - Modelling the faint ring of Jupiter - Statistical investigation of the rate and geometrical properties of MHD discontinuities in the heliosphere - North-south asymmetry of the current sheet separating the opposite magnetic polarities of the heliosphere - Investigation of the propagation of energetic particles, based on large number of events

Comparative Analysis of Ice Break Damage in Two Börzsöny Mountain Valleys in Hungary in 2014 Based on Airborne Laser Scanning

– Severe mechanical damage from frost and ice on trees occurred in the Börzsöny Mountains in Northern Hungary during 1–2 December 2014. The frost and ice affected 10,000 hectares overall; however, the two examined valleys suffered conspicuously different extents of damage. While the Rakottyás Valley study area had severe damage, the Pogány-Rózsás Forest Reserve suffered only moderate damage. Airborne Laser Scanning (ALS) and a field survey were utilised to assess the damage. Digital Surface Modell (DSM), Digital Terrain Model (DTM), and Normalised Digital Surface Modell (nDSM) were calculated from the dense point cloud in 3D. Elevation, slope and aspect were derived to describe site conditions. Damage thresholds were set for the ALS data (tree height < 5 m) and the ground-based damage (frequency > 90%). These were compared in a confusion matrix on a pixel scale, which showed partial agreement due to different sampling methods and ranges but also indicated that Rakottyás was more damaged (54.35% of the area) than Pogány-Rózsás (36.7%). The Total Accuracy was 0.54

ANALYSIS OF MULTITEMPORAL AERIAL IMAGES FOR FENYŐFŐ FOREST CHANGE DETECTION

This study evaluated the use of 40 cm spatial resolution aerial images for individual tree crown delineation, forest type classification, health estimation and clear-cut area detection in Fenyőfő forest reserves in 2012 and 2015 years. Region growing algorithm was used for segmentation of individual tree crowns. Forest type (coniferous/deciduous trees) were distinguished based on the orthomosaic images and segments. Research also investigated the height of individual trees, clear-cut areas and cut crowns between 2012 and 2015 years using Canopy Height Models. Results of the research were examined based on the field measurement data. According to our results, we achieved 75.2% accuracy in individual tree crown delineation. Heights of tree crowns have been calculated with 88.5% accuracy. This study had promising result in clear cut area and individual cut crown detection. Overall accuracy of classification was 77.2%, analysis showed that coniferous tree type classification was very accurate, but deciduous tree classification had a lot of omission errors. Based on the results and analysis, general information about forest health conditions has been presented. Finally, strengths and limitations of the research were discussed and recommendations were given for further research