Fjernmålingsdata: Hva kan vi «se» i skogen? Terje Gobakken Fakultet for miljøvitenskap og naturforvaltning Skog og Tre, 31. mai 2018
Presisjonsskogbruk og fjernmåling Presisjonsskogbruk er definert som: Planlegging og implementering av lokalitetsspesifikk skogforvaltning, og aktiviteter som øker sluttproduktkvalitet og utnyttelsesgrad, reduserer spill, øker profitt og beskytter miljøverdier. utnytter teknologi, sensorer og analyseverktøy til å støtte den lokalitetsspesifikke beslutningsprosessen. Fjernmåling er definert som: Innsamling av informasjon om overflater eller objekter uten fysisk kontakt mellom måleinstrument og objekt («Remote sensing»). Bruk av flybilder har en lang tradisjon i norsk 1 skogbruk.
Flybåren laserskanning 2
3
Arealmetoden - Land hvor metoden er tatt i bruk Prof. Erik Næsset fikk i 2011 Marcus Wallenberg Prisen for sitt arbeid med å benytte flybårenkommersiell laserskanning som en integrert del av skogtakseringen Forskning 4
Status 2002 5
Teknologiutvikling 6
Teknologiutvikling Laser tas i bruk 7
Teknologiutvikling Diameterfordeling Laser tas i bruk 8
Foto: Landbruksdirektoratet Teknologiutvikling Kart over tynningsbehov Diameterfordeling Laser tas i bruk 9
Foto: Landbruksdirektoratet Teknologiutvikling Takst av ungskog Kart over tynningsbehov Diameterfordeling Laser tas i bruk 10
Foto: Viken Skog Teknologiutvikling Markfuktighetskart Takst av ungskog Kart over tynningsbehov Diameterfordeling Laser tas i bruk 11
Foto: Allma.no Status og veien videre Hva er veien videre? Nye muligheter for hva fjernmålingsdata kan «se»? Mange alternativ Og hva er nytten av disse data? Hva trenger vi? 12
Videre utvikling Pierzchała, et al. 2018 13 Kukko et al. 2016
Videre utvikling Nye og forbedrede sensorer implementert på ulike plattformer Bedre oppløsning i tid Big data Bedre romlig oppløsning Bedre spektral oppløsning Bedre kvalitet Bedre posisjonering Kombinasjon av ulike typer av data, og data fra forrige innsamling 14
Feltdata som kalibrering 15
Verdi av informasjon Presisjonsskogbruk er definert som: Planlegging og implementering av lokalitetsspesifikk skogforvaltning, og aktiviteter som øker sluttproduktkvalitet og utnyttelsesgrad, reduserer spill, øker profitt og beskytter miljøverdier. 16
Feil informasjon feil skogbehandling verditap Verdi Tap på grunn av feil informasjon V opt V feil V feil Faktisk verdiutvikling T feil T opt T feil Tid Fig. Illustrasjon av hvordan verditap oppstår på grunn av mangelfull informasjon (feil i taksten) og påfølgende feil timing av hogsttidspunkt 17
Nytte/kostnad Eid et al. 2004 Bergseng et al. 2014 Kangas et al 2018 18
Tredimensjonale punktdata fra flybåren laserskanning og matching av flybilder Laserskanning Flybilder 19
Nytte/kostnad Annen viktig informasjon: - Bonitet - Treslag - Skoghelse (rotråte) Eid et al. 2004 Bergseng et al. 2014 Kangas et al 2018 20
Hyperspektrale data Spektral oppløsning: 474 bånd 400-2200 nanometer Romlig oppløsning: Ca 30 cm Spektralebånd Jordoverflate Reflektans Reflektans Reflektans Jord Bølgelengde Vann Bølgelengde Vegetasjon Bølgelengde Etter: http://www.markelowitz.com/hyperspectral.html
Bruk av data fra flybåren hyperspektral skanner for klassifisering av treslag i et urbant landskap Resultater fra et forsøk rundt Ekeberg i Oslo utført at TerraTec AS i samarbeid med forskingsinstituttet Fondazione Edmund Mach i Italia og NMBU. Reflektans Bølgelengde (nm) 22
Resultat: Datamaskinstyrt, automatisk klassifikasjon av treslag med hyperspektrale data Datasett:152 trær og uavhengig testing på 80 trær Metode: «Support Vector Machine» Resultat: 94% riktig klassifisert 100% korrekt klassifisering for gran, bjørk, lind, «andre» og «døde trær». For furu, lønn og kastanje var andelen korrekt klassifiserte trær henholdsvis 94, 67 og 67%. 23
Oppsummering Fjernanalyse og presisjonsskogbruk Big data Avanserte sensorer Operasjonelle metoder Avanserte metoder - Kunstig intelligens - Maskinlæring Høyoppløslige On-demand data Eksisterende kunnskap
Hva starter vi med Levere data fra beregningsflater til skogeieren slik at han kan bedømme bestandsvariasjon. Volum (m 3 /ha)