Bildematching vs laser i skogbruksplantakst. Hurdalsjøen Hotell, 16. november 2016 Terje Gobakken og Stefano Puliti

Transkript

1 Bildematching vs laser i skogbruksplantakst Hurdalsjøen Hotell, 16. november 2016 Terje Gobakken og Stefano Puliti

2 Flybåren laserscanning: 3-dimensjonal avbilding av trær og skog

3 Arealmetoden: Kombinere felt-, laser- og kartdata

4 Sammenligne 3D-data fra laser og flybilder Laser Bildedata 4

5 Arealmetoden, men med 3Ddata fra flybilder Studieområde i Våler kommune i Østfold (ca 1000 ha). Feltarbeid i 2010 og prøveflater, 400 m 2 med koordinater for hvert tre 63 bestand registert ved hjelp av 743 prøveflater Laserdata; 5 punkter per m 2 Flybilder; 17 cm oppløsning Prosjektvarighet:

6 Sustainable utilization of forest resources in Norway, WP2 Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 6

7 Gjennomsnittlig feil (tilfeldig + systematisk) i prosent av feltmålt middelhøyde, treantall og tømmervolum fordelt på skogtyper (ungskog, eldre skog på lav bonitet og eldre skog på høy bonitet) ved bruk av data fra laserskanning og bildematching. Sustainable utilization of forest resources in Norway, WP2 Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 7

8

9 Prosjekt: Bruk av bildedata i skogbruksplanleggingen Prosjektleder: Prosjektpartnere: DELPROSJEKT: 1. EVALUERING AV HØYDEINFORMASJON FRA MATCHING AV FLYBILDER PÅ OPERATIV SKALA SOM EN PRIMÆR DATAKILDE I SKOGBRUKSPLANLEGGING 2. EVALUERING AV DRONER SOM VERKTØY FOR DEDIKERTE FORMÅL I SKOGBRUKSPLANLEGGINGEN Prosjektvarighet:

10 Delprosjekt Teste nøyaktigheten ved å anvende data fra bildematching basert på flybilder i et område der det gjennomføres en operativ skogbrukstakst Evaluere nytte-/kostnadsforholdet ved bruk av henholdsvis laser- eller flybildedata i skogbruksplanleggingen.

11 Hadeland feltdata Estimeringsdatasett (250 m 2 ) 101 flater (29. september) minus 4 pga. restriksjoner Valideringsdatasett 63 flater: 25 flater x 500 m 2 38 flater x 1000 m flater (10. november)

12 Hadeland feltdata Estimeringsdatasett (Mjøsen) Valideringsdatasett (NMBU) Estimeringsdatasett (Mjøsen) Valideringsdatasett (NMBU)

13 Fjernanalysedata Flybilder To forskjellige sensorer -> forskjellig oppløsning -> forskjellige flyhøyde for å få tilnærmet samme oppløsning (25 cm). Laserdata (5 punkter per m 2 ) Datainnsamling med to forskjellige instrument med datainnsamling i mai juni 2015 (Med og uten lauv)

14 Maskinvare og programvare Maskinvare: Ny server (Installert 25. okt.) Programvare: Sure (24000, 24 threads) Splittet Hadeland i Øst og Vest Beregningstid: = 80 timer Erfaring: viktig å få med alle filer med innstillinger fra dataleverandør.

15 Punkttetthet Laser Bildematching Min. Median Gj.snitt Maks Min. Median Gj.snitt Maks

16 Punktsky Laser Bildematching Fl#50

17 Bildematching Forskjell mellom høyder fra laser og bildematching på 13 tilfeldig utvalgte områder uten vegetasjon (Parkeringsplasser osv.) Gj.snitt: AREA Differanse i meter m 2 MIN MAX RANGE MEAN STD

18 Feltdata Stratum basert på framskrevet gammel takst (Mjøsen) Stratum Beskrivelse Antall flater Nytt stratum 1 Vår, HKL4 og 5, Furu 10 1(1) 2 (9) 2 Vår, HKL4 og 5, Gran <=14 bonitet Vår, HKL4 og 5, Gran >=17 bonitet Vår, HKL3, eldre Vår, HKL3, yngre Sommer, HKL4 og 5, Furu + HKL4 og 5, Gran <=14 bonitet Sommer, HKL4 og 5, Gran >=17 bonitet Sommer, HKL3, eldre Sommer, HKL3, yngre 10 3 Alle 101

19 Stratifisering Stratum Beskrivelse Antall flater Sum 1 Hogstklasse 4 og 5, Bonitet >= Hogstklasse 4 og 5, Bonitet <= Hogstklasse Alle

20 Middelhøyde Bilder juni 2015 Bilder august 2015 Laser mai 2015 Laser juni 2015

21 Middelhøyde Bilder juni 2015 Bilder august 2015 Laser mai 2015 Laser juni 2015

22 Treantall NB: Klavegrense 4 cm

23 Volum

24 Modellvalidering Laser Middelhøyde Bildematching Stratum N R 2 Gj.snittlig avvik (%) St.avvik (%) R 2 Gj.snittlig avvik (%) St.avvik (%) Laser Treantall Bildematching Stratum N R 2 Gj.snittlig avvik (%) St.avvik (%) R 2 Gj.snittlig avvik (%) St.avvik (%) Laser Volum Bildematching Stratum N R 2 Gj.snittlig avvik (%) St.avvik (%) R 2 Gj.snittlig avvik (%) St.avvik (%) Vi har effekt av: - laserinstrument/skanningstidspunkt - Kamera/bildetidspunkt

25 Sammenligning Prøveflater Våler (400 m 2 ) Prøveflater Hadeland (250 m 2 ) Eldre skog, høy bonitet Eldre skog, lav bonitet Ung skog

26 Evalueringsflater NN flater på 1000 m 2 splittet i 4 flatedeler hver Stratum Beskrivelse Antall flater Total 500 m m 2 NN flater på 500 m 2 splittet i 2 flatedeler hver 1 Hogstklasse 4 og 5, Bonitet >= Hogstklasse 4 og 5, Bonitet <= Hogstklasse Alle Predikert på flatedeler, beregnet gjennomsnitt og sammenlignet med feltmålinger.

27 Konklusjon / sammendrag Alle resultat er basert på foreløpige beregninger. Gode resultat ved bruk av bildematching, men generelt ikke like bra som ALS. Nyttekostnadsanalyser bør gjennomføres for å studere om bedre takstresultat ved bruk av ALS kan forsvare de økte kostnader ved datainnsamling. 32

28