• Comparison of Unmanned Aerial Vehicle Platforms for Assessing Vegetation Cover in Sagebrush Steppe Ecosystems

      Breckenridge, Robert P.; Dakins, Maxine; Bunting, Stephen; Harbour, Jerry L.; White, Sera (Society for Range Management, 2011-09-01)
      In this study, the use of unmanned aerial vehicles (UAVs) as a quick and safe method for monitoring biotic resources was evaluated. Vegetation cover and the amount of bare ground are important factors in understanding the sustainability of many ecosystems. Methods that improve speed and cost efficiency could greatly improve how biotic resources are monitored on western lands. Sagebrush steppe ecosystems provide important habitat for a variety of species including sage grouse and pygmy rabbit. Improved methods of monitoring these habitats are needed because not enough resource specialists or funds are available for comprehensive on-the-ground evaluations. In this project, two UAV platforms, fixed-wing and helicopter, were used to collect still-frame imagery to assess vegetation cover in sagebrush steppe ecosystems. This paper discusses the process for collecting and analyzing imagery from the UAVs to 1) estimate percentage of cover for six different vegetation types (shrub, dead shrub, grass, forb, litter, and bare ground) and 2) locate sage grouse using representative decoys. The field plots were located on the Idaho National Laboratory site west of Idaho Falls, Idaho, in areas with varying amounts and types of vegetation cover. A software program called SamplePoint was used along with visual inspection to evaluate percentage of cover for the six cover types. Results were compared against standard field measurements to assess accuracy. The comparison of fixed-wing and helicopter UAV technology against field estimates shows good agreement for the measurement of bare ground. This study shows that if a high degree of detail and data accuracy is desired, then a helicopter UAV may be a good platform to use. If the data collection objective is to assess broad-scale landscape level changes, then the collection of imagery with a fixed-wing system is probably more appropriate./En este estudio se evaluó el uso de vehículos aéreos no tripulados (VANT) como un método rápido y seguro para monitorear recursos bióticos. La cubierta vegetal y la cantidad de suelo desnudo son factores importantes para entender la sustentabilidad de varios ecosistemas. Métodos que mejoren la rapidez y el costo podrían mejorar la manera en que los recursos bióticos de las tierras del oeste son monitoreados. El ecosistema de estepa de artemisa provee hábitat para varias especies que incluyen al ganso sage y conejo pigmeo. Es necesario mejorar los métodos de monitoreo de estos hábitat porque no hay suficientes especialistas en recursos o fondos disponibles para evaluaciones completas en el terreno. En este proyecto, se utilizaron dos plataformas de VANT, alas fijas y helicóptero para recolectar imágenes fotográficas para evaluar la cubierta vegetal en un ecosistema de estepa de artemisa. En este artículo se discute el proceso de recolección y análisis de imágenes de un VANT para 1) estimar el porcentaje de cubierta de seis diferentes tipos de vegetación (matorral, matorral seco, zacate, hierbas, mantillo y suelo desnudo) y 2) ubicar gansos sage usando señuelos. Las parcelas experimentales se ubicaron en el Laboratorio Nacional de Idaho sitio localizado en Idaho Falls, Idaho en áreas con diferentes cantidades y tipos de cubierta vegetal. Se uso el programa de software SamplePoint junto con inspecciones oculares para evaluar el porcentaje de cubierta de seis tipos de cubiertas. Los resultados se compararon contra medidas de campo estándar para evaluar su precisión. La comparación de la tecnología de helicóptero VANT y alas fijas contra estimaciones de campo muestra buena relación para las medidas de suelo desnudo. El estudio muestra que sí se requiere alto grado de detalle y precisión en los datos el helicóptero VANT podría ser una buena plataforma para usarse. Pero sí el objetivo de recopilación de datos, es evaluar a gran escala los niveles de cambio en el paisaje entonces, la recopilación de imágenes con el sistema de alas fijas es probablemente más apropiado.
    • Using Unmanned Helicopters to Assess Vegetation Cover in Sagebrush Steppe Ecosystems

      Breckenridge, Robert P.; Dakins, Maxine; Bunting, Stephen; Harbour, Jerry L.; Lee, Randy D. (Society for Range Management, 2012-07-01)
      Evaluating vegetation cover is an important factor in understanding the sustainability of many ecosystems. Remote sensing methods with sufficient accuracy could dramatically alter how biotic resources are monitored on both public and private lands. Idaho National Laboratory (INL), in conjunction with the University of Idaho, evaluated whether unmanned aerial vehicles (UAVs) are sufficiently accurate and more efficient than the point-frame field method for monitoring vegetative cover and bare ground in sagebrush steppe ecosystems. These values are of interest to land managers because typically there are limited natural resource scientists and funding for comprehensive ground evaluations. In this project, unmanned helicopters were used to collect still-frame imagery to determine vegetation cover during June and July 2005. The images were used to estimate percent cover for six vegetative cover classes (shrub, dead shrub, grass, forbs, litter, and bare ground). Field plots used to collect imagery and on-the-ground measurements were located on the INL site west of Idaho Falls, Idaho. Ocular assessments of digital imagery were performed using SamplePoint, and the results were compared with field measurements collected using a point-frame method. The helicopter imagery evaluation showed a high degree of agreement with field cover class values for grass, litter, and bare ground and reasonable agreement for dead shrubs. Shrub cover was often overestimated, and forbs were generally underestimated. The helicopter method took 45% less time than the field method. This study demonstrates that UAV technology provides a viable method for monitoring selective types of cover on rangelands and could save time and resources./Evaluar la cobertura vegetal es un importante factor para entender la sustentabilidad de muchos ecosistemas. Métodos de teledetección con suficiente precisión pueden considerablemente alterar la manera en como los recursos bióticos son monitoreados tanto en propiedad privada y pública. El laboratorio Nacional de Idaho (INL), en conjunto con la universidad de Idaho, evaluaron si vehículos aéreos no tripulados (UAVs) son suficientemente precisos y más eficientes que los métodos de campo basados en punto de referencia para monitorear la cobertura de las vegetación y el suelo desnudo en los ecosistemas de pastizales de Artemisia. Estas evaluaciones son de interés para los manejadores de tierra ya que normalmente hay poco scientíficos dedicados al estudio de los recursos naturales así como escasos recursos monetarios para evaluaciones integrales. En este proyecto, helicópteros no tripulados fueron usados para recolectar imágenes usadas para determinar la cobertura vegetal durante junio y julio de 2005. Las imágenes fueron usadas para estimar el porcentaje de cobertura de seis clases de cubierta vegetal (arbustos, arbustos muertos, pastos, herbáceas, hojarasca y suelo desnudo). Parcelas de campo que fueron usadas para recolectar las imágenes así como las mediciones en campo fueron localizadas en el sitio INL al oeste de Idaho Falls, Idaho. Evaluaciones oculares de imágenes digitales fueron realizadas usando SamplePoint y los resultados fueron comparados con las mediciones de campo recolectadas usando el método de point-frame. La evaluación de las imágenes recolectadas por el helicóptero mostró un alto grado de correlación con respecto a las evaluaciones de campo para pastos, hojarasca, y suelo desnudo, y una razonable relación para plantas muertas. Las cobertura de los arbustos fue regularmente sobrestimado y para las herbáceas fueron generalmente subestimadas. El método del helicóptero tomo 45% menos tiempo que el método de campo. Este estudio demostró que la tecnología UAV proporciono un método viable para monitorear los tipos selectivos de cobertura en los pastizales y podría salvar tiempo y recursos.