A fast and reliable method for the delineation of tree crown outlines for the computation of crown openness values and other crown parameters

Frédéric Boivin, Alain Paquette, Pierre Racine, Christian Messier
2011 Canadian Journal of Forest Research  
Numerous crown parameters (e.g., leaf area index, diameter, height, volume) can be obtained via the analysis of tree crown photographs. In all cases, parameter values are functions of the position of the crown outline. However, no standardized method to delineate crowns exists. To explore the effect of different outlines on tree crown descriptors, in this case crown openness (CO), and facilitate the adoption of a standard method free of user bias, we developed the program Crown Delineator that
more » ... wn Delineator that automatically delineates any outline around tree crowns following predetermined sensibility settings. We used different outlines to analyze tree CO in contrasting settings: using saplings from four species in young boreal mixedwood forests and medium-sized hybrid poplar trees from a low-density plantation. In both cases, the estimated CO increases when calculated from a looser outline, which had a strong influence on understory available light simulations using a forest simulator. These results demonstrate that the method used to trace crown outlines is an important step in the determination of CO values. We provide a much-needed computer-assisted solution to help standardize this procedure, which can also be used in many other situations in which the delineation of tree crowns is needed (e.g., competition and crown shyness). Résumé : Plusieurs paramètres de la cime, comme l'indice de surface foliaire, le diamètre, la hauteur et le volume, peuvent être obtenus par l'analyse de photographies de la cime des arbres. Dans tous les cas, la valeur des paramètres est fonction de la position du contour de la cime. Cependant, il n'existe pas de méthode standard pour délimiter la cime. Afin d'explorer l'effet de différents contours sur les descripteurs de la cime des arbres, l'ouverture de la cime dans ce cas-ci, et de faciliter l'adoption d'une méthode standard exempte de biais introduit par l'utilisateur, nous avons développé un programme, le délinéateur de cime, qui délimite automatiquement n'importe quel contour de la cime des arbres selon des paramètres de sensibilité prédéterminés. Nous avons utilisé différents contours pour analyser l'ouverture de la cime en fonction de différents paramètres en ayant recours à des gaules de quatre espèces dans de jeunes forêts boréales mélangées et à des tiges de peuplier hybride de dimension intermédiaire provenant d'une plantation à faible densité. Dans les deux cas, l'ouverture de la cime estimée augmente lorsqu'elle est calculée à partir d'un contour plus approximatif, ce qui avait une forte influence sur les simulations de disponibilité de la lumière en sous-étage effectuées à l'aide d'un simulateur de forêt. Ces résultats démontrent que la méthode utilisée pour tracer le contour des cimes est une étape importante dans la détermination de la valeur d'ouverture des cimes. Nous offrons une solution fort utile et assistée par ordinateur pour aider à standardiser cette procédure qui peut aussi être utilisée dans plusieurs autres situations où la délimitation de la cime des arbres est nécessaire comme c'est le cas avec la compétition et l'ouverture du couvert. [Traduit par la Rédaction]
doi:10.1139/x11-107 fatcat:55m5wjcyonbgjfbaogchhpiumy