Ідентифікація та оцінювання висот дерев сосни звичайної у насадженнях Чорнобильської зони відчуження стереофотограмметричним способом

The paper discusses the possibilities of identification of the tops of Scots pine (Pinus sylvestris L.) trees and the subsequent assessment of their heights in forest stands using aerial photographs made from an unmanned aerial vehicle and stereo photogrammetric processing. The research was carried out in a young forest stand composed of the trees of different ages (up to 30 year old) and growing within a circular plot with a radius of 12.6 m. Within the studied area we determined coordinates of all live pine trees and measured their heights using a laser-optical rangefinder. This field data was used for estimation of the inaccuracies of determination of the tree heights using the drone. The study confirmed applicability of the drone survey method for identification of the tops of the highest trees using the GIS filter tools for search local maxima in the output raster images of the canopy height model. Research results have confirmed the impossibility of detecting the stem tops of trees if they do not occupy the dominant position in the forest stands. We used three different search radiuses for detection of local maximum values for identifying the following tree tops: 0.5 m, 0.75 m and 1.0 m. Reduction of the search radius in order to identify the trees in the lower tier resulted in the false detection of a numerous local maxima (branch tops) as the separate trees. The best result was obtained with the largest search radius, since all the found maxima corresponded to the actual individual trees, and their heights were estimated with the smallest deviations from the values measured in field using a laser-optical rangefinder (the standard deviation was 0.44 m for 27 trees detected in the upper tier), although the number of detected trees was smaller comparing to those obtained with the shorter search radiuses. We have concluded that the above-mentioned remote detection approach has good prospects for application both in scientific researches and in forest inventory considering that the upper height of the forest stands is closely correlated with other forest parameters, especially since stereo photogrammetry methods are rapidly evolving and modified for solution increasingly complex problems.Розглянуто можливості використання аерофотозйомки за допомогою безпілотного літального апарату та подальшого оброблення отриманих зображень стереофотограмметричними підходами для ідентифікації дерев сосни звичайної та оцінки їх висоти у зімкнутих деревостанах способом порівняння даних, отриманих для кругової пробної площі внаслідок аерофотозйомки та в польових умовах лазерно-оптичними далекомірами, що використані як контрольні значення. Встановлено можливість ідентифікації верхівок стовбурів дерев сосни звичайної за допомогою алгоритмів пошуку максимумів растрів у програмних продуктах ГІС. Підтверджено неможливість детектування дерев нижніх елементів ярусу шляхом застосування радіусів пошуку максимумів малих розмірів (0,5 м), що спричиняє помилкову ідентифікацію значної кількості локальних максимумів (бокових гілок) як окремих дерев. Збільшення розмірів радіусу фільтрації виявлення максимальних значень растра цифрової моделі висоти крони досліджуваного деревостану до 1 м дало змогу з достатньою точністю оцінити висоту (стандартне відхилення 0,44 м) 27 дерев у верхній частині лісового пологу. Це свідчить про перспективність використання перелічених підходів для встановлення лісотаксаційних параметрів насаджень не лише з науковою метою, а й під час проведення лісовпорядкування і лісоінвентаризації, оскільки верхня висота деревостану має тісні функціональні зв'язки з іншими таксаційними ознаками

Novel probes for pH and dissolved oxygen measurements in cultivations from millilitre to benchtop scale

Erworben im Rahmen der Schweizer Nationallizenzen (http://www.nationallizenzen.ch)pH value and the concentration of dissolved oxygen (DO) are key parameters to monitor and control cell growth in cultivation studies. Reliable, robust and accurate methods to measure these parameters in cultivation systems in real time guarantee high product yield and quality. This mini-review summarises the current state of the art of pH and DO sensors that are applied to bioprocesses from millilitre to benchtop scale by means of a short introduction on measuring principles and selected applications. Special emphasis is placed on single-use bioreactors, which have been increasingly employed in bioprocess development and production in recent years. Working principles, applications and the particular requirements of sensors in these cultivation systems are given. In such processes, optical sensors for pH and DO are often preferred to electrochemical probes, as they allow semi-invasive measurements and can be miniaturised to micrometre scale or lower. In addition, selected measuring principles of novel sensing technologies for pH and DO are discussed. These include solid-state sensors and miniaturised devices that are not yet commercially available, but show promising characteristics for possible use in bioprocesses in the near future