Анализ динамических характеристик данных георадарной томографии для скрининга стволов деревьев
https://doi.org/10.55959/MSU0579-9406-4-2026-65-1-62-72
Аннотация
Данное исследование посвящено актуальной проблеме неинвазивной диагностики стволов деревьев с использованием технологии георадарной томографии. Основная цель исследования — выявление динамических атрибутов в необработанных записях георадара, которые могут достоверно указывать на наличие гнили или воздушных полостей внутри стволов деревьев. Исследование основано на данных томографии, полученных от 22 крупномерных лиственных деревьев в Парке Горького в Москве. Предложенный атрибут «Произведение параметра поглощения на расстояние» эффективно различает здоровые и пораженные гнилью деревья. Для здоровых деревьев этот атрибут демонстрирует положительные значения, в то время как для пораженных или полых деревьев значения отрицательные. Полученные результаты открывают новые перспективы для неинвазивной диагностики городских деревьев и могут применяться при крупномасштабном скрининге зеленых насаждений.
Ключевые слова
Об авторах
М. С. Судакова
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия
Россия
Мария Сергеевна Судакова
Москва
Е. Б. Терентьева
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия
Россия
Евгения Борисовна Терентьева
Москва
И. А. Серёгин
Российский государственный аграрный университет — МСХА им. Тимирязева
Россия
Россия
Иван Александрович Серёгин
Москва
Список литературы
1. Порядка 2 тыс. поваленных деревьев ликвидировали в Подмосковье за сутки // Новости Подмосковья. 3 мая 2025 г. 14:35. https://mosreg.ru/sobytiya/novosti/news-submoscow/poryadka-2-tys-povalennykh-derevev-likvidirovano-v-podmoskove-za-sutki (дата обращения: 24.12.2025).
2. Темнухин В.Б. Как лечить раны у деревьев. Методическое пособие. Н. Новгород: НОСЭОО «Зеленый мир», 2019. 28 с.
3. Терентьева Е.Б., Судакова М.С., Калашников А.Ю. Опыт применения георадарной томографии при изучении стволов деревьев // Лесоведение. 2020. № 3. С. 274–286.
4. Alani A.M., Soldovieri F., Catapano I., et al. The use of ground penetrating radar and microwave tomography for the detection of decay and cavities in tree trunks // Remote Sens. 2019. Vol. 11. https://doi.org/10.3390/rs11182073.
5. Arciniegas A., Prieto F., Brancheriau L., et al. Literature review of acoustic and ultrasonic tomography in standing trees // Trees. 2014. Vol. 28. P. 1559–1567.
6. Butnor J.R., Doolittle J.A., Kress L., et al. Use of groundpenetrating radar to study tree roots in the southeastern United States // Tree Physiol. 2001. Vol. 21. P. 1269–1278.
7. Byard R.W. Tree failure — A natural phenomenon with forensic implications // Forensic Sci. Med. Pathol. 2024. Vol. 31. P. 624–627.
8. Chen S.L., Liu S.T., Lin C.H., Liu C.C. Application of ground-penetrating radar for living trees detection // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2021. Vol. 706 (1). https://doi.org/10.1088/1755-1315/706/1/012008.
9. Coder K.D. Should you or shouldn’t you fill tree hollows? // Grounds Маint. 1989. Vol. 24(9). P. 68–70.
10. dos Reis M.N., Gonçalves R., Brazolin S., de Assis Palma S.S. Strength loss inference due to decay or cavities in tree trunks using tomographic imaging data applied to equations proposed in the literature // Forests. 2022. Vol. 13. https://doi.org/10.3390/f13040596
11. Fu Q., Qiu E., Zhang Y., et al. Mechanisms of trunk cavity formation of large old trees in urban landscapes: A case study on four tree species in Beijing // Ecological Indicators. 2024. Vol. 158. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2023.111388.
12. Hagrey A.S. Electrical resistivity imaging of tree trunks // Near Surface Geophysics. 2006. Vol .4. № 3. P. 179–187.
13. Hakakian D., Del Rosario A.G., Bogdanovski D.A., et al. Analysis of injury patterns due to tree-related trauma // Am. Surg. 2018. Vol. 84 (9). P. 407–410.
14. Heineman K.D., Russo S.E., Baillie I.C., et al. Evaluation of stem rot in 339 Bornean tree species: implications of size, taxonomy, and soil-related variation for aboveground biomass estimates // Biogeosciences. 2015. Vol. 12. P. 5735–5751.
15. Helliwell D.R. A short note on effects of boring holes in trees // Arboricult. J. 2007. Vol. 30 (3). P. 245–248.
16. Goh C.L., Abdul Rahim R., Fazalul Rahiman M.H., et al. Sensing wood decay in standing trees: A review // Sensors Actuators A Phys. 2018. Vol. 269. P. 276–282.
17. Kane B., Ryan D., Bloniarz D.V. Comparing Formulas that assess strength loss due to decay in trees // J. Arboric. 2001. Vol. 27. P. 78–86.
18. Koltunov E.V. Features of the stem and root rot distribution in urban woody plants and forest parks // Forests of Russia and economy in them. Ural State Forestry University. 2019. № 2 (69). P. 37–44.
19. Martin T., Gunther T. Complex resistivity tomography for fungus detection on standing oak trees // Eur. J. For. Res. 2013. Vol. 132 (5–6). P. 765–766.
20. Mattheck C., Breloer H. The body language of trees: a handbook for failure analysis. The Stationery Office. London, England, 1998. 240 p.
21. Morris I., Abdel-Jaber H., Glisic B. Quantitative attribute analyses with GPR for concrete characterization // Sensors. 2019. Vol. 11. doi:10.3390/s19071637.
22. Mullaney J., Lucke T., Trueman S.J. A review of benefits and challenges in growing street trees in paved urban environments // Landsc. Urban Plan. 2015. Vol. 134. P. 157–166.
23. Parnow S., Lantini L., Uzor S., Tosti F. Enhancing Tree Маnagement Practices by Extracting GPR Attributes for the Evaluation of Tree Trunk Internal Structures // EGU General Assembly 2024, Vienna, Austria, EGU24-11475, https://doi.org/10.5194/egusphere-egu24-11475.
24. Portoghesi L., Маsini E., Tomao A., Agrimi M. Could climate change and urban growth make Europeans regard urban trees as an additional source of danger // Front. For. Glob. Chang. 2023. Vol. 6. P. 1–12.
25. Roy S., Byrne J., Pickering C. A systematic quantitative review of urban tree benefits, costs, and assessment methods across cities in different climatic zones // Urban For. Urban Green. 2012. Vol. 11 (4). P. 351–363.
26. Schroeder H.W., Zube E.H., Moore G.T. Environment, behaviour, and design research on urban forests // Adv. Environ. Behav. Des. 1989. P. 87–117.
27. Shi F., Meng Q., Pan L., Wang J. Root damage of street trees in urban environments: An overview of its hazards, causes, and prevention and control measures // Sci. Total Environ. 2023. Vol. 904. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.166728.
28. Soge A.O., Popoola O.I., Adetoyinbo A.A. A four-point electrical resistivity method for detecting wood decay and hollows in living trees // European Journal of Wood and Wood Products. 2019. Vol. 77. P. 465–474.
29. Sudakova M., Terentyeva E., Kalashnikov A. Assessment of health status of tree trunks using ground penetrating radar tomography // AIMS Geosci. 2021. Vol. 7. P.162–179.
30. Sudakova M.S., Terentieva E.B., Soldatenko A.M., et al. Determining the size of internal air cavities in linden (Tilia Europaea) trunks via ground penetrating radar // Journal of Applied Geophysics. 2025. Vol. 240. https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2025.105761.
31. Tippner J., Praus L., Brabec M., Sebera V., et al. Using 3D digital image correlation in an identification of defects of trees subjected to bending // Urban For. Urban Green. 2019. Vol. 46. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2019.126513.
32. Tosti F., Gennarelli G., Lantini L., et al. Assessing the Internal Structure of Hollow Trees Using GPR and Microwave Tomography // 43rd International Conference on Telecommunications and Signal Processing (TSP), Milan, Italy, 2020, P. 453–456. doi: 10.1109/TSP49548.2020.9163459.2020.
33. Ulrich R.S. Human responses to vegetation and landscapes // Landsc. Urban Plan. 1986. Vol. 13. P. 29–44.
34. van Haaften M., Liu Y., Wang Y., et al. Understanding tree failure—A systematic review and meta-analysis // PLoS One. 2021. Vol. 16 (2). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0246805.
35. Weyrauch D., Gill J.R. Accidental deaths involving trees: professional and nonprofessional woodcutting and tree failures with autopsy findings // Am. J Forensic Med Pathol. 2021. Vol. 42 (4), P. 350–353.
Рецензия
Для цитирования:
Судакова М.С., Терентьева Е.Б., Серёгин И.А. Анализ динамических характеристик данных георадарной томографии для скрининга стволов деревьев. ВЕСТНИК МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ 4. ГЕОЛОГИЯ. 2026;65(1):62-72. https://doi.org/10.55959/MSU0579-9406-4-2026-65-1-62-72
For citation:
Sudakova M.S., Terentyeva E.B., Seregin I.A. Attribute-based analysis of GPR ray-based tomography data for tree trunks screening. Moscow University Bulletin. Series 4. Geology. 2026;65(1):62-72. (In Russ.) https://doi.org/10.55959/MSU0579-9406-4-2026-65-1-62-72
Просмотров:
104
JATS XML
Послать статью по эл. почте 
