1 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
Skogregistrering med laserscanning - skogen som grøntlager Terje Gobakken Institutt for naturforvaltning Universitetet for miljø- og biovitenskap 2111 2005
3 Målsetting ved kartlegging av trær og skog som ressurs: Tradisjonelt: Bestemme totalt tømmervolum for skogbestand (5-30 dekar) Gjennomsnittsverdier for bestandet (volum, treslag, diameter) Skogen som grøntlager: Beskrive ressursen ved egenskaper som er relevante for sluttbruker og dermed videreforedler før to irreversible beslutninger fattes: 1. Treet hogges 2. Stammen kappes
Relevante egenskaper ved ressursen som grøntlager: Målsetting Beskrive grøntlageret ved egenskaper som er relevante for å skille mellom ulike anvendelser. Eksempel: 1. Konstruksjon 2. Kledning Egenskaper som må fanges opp. Eksempel: Stammediameter Kvist (frisk/død kvist, kvistfri del av stamme) 4 Konsekvenser for skogregistrering ( operasjonelle parametre ) Fokus på diameter for det enkelte tre eller diameterfordelingen i et bestand (tømmerparti) Fokus på kvistrelaterte egenskaper (eksempel: kronelengde)
Laser-scanning: 3-dimensjonal beskrivelse av skog og trær Typiske parametre for datafangst ved flybåren laser-scanning 50,000-150,000 pulser/sek 15-30 cm footprint 0.2-2.0 m avstand 100-1.000 m stripebredde Nøyaktighet (x,y): 20-30 cm 5 Source: TopScan, Germany
6 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
Picture: Hyyppä et al. 1999. 7 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
To strategier for å bestemme diameter- og kroneegenskaper for et tømmerparti på rot med laserscanner 1. Kartlegge hvert tre i skogen: Fordel: Kjenne det enkelte treets: høyde diameter treslag posisjon Ulempe: Finner ikke alle trærne 8 Kostbart Problemstilling: er dette riktig detaljeringsnivå?
To strategier for å bestemme diameter- og kroneegenskaper for et tømmerparti på rot med laserscanner Tre nr 10 Tre nr 14 9
Steg i enkelt-tremetoden Fra punkter til raster UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP 10
Steg i enkelt-tremetoden Filtrering og lokale maksima (lokale maksima=hvite celler) 11
Steg i enkelt-tremetoden Segmenterte trær (lokale maksima=hvite celler, sanne trær er grå celler) 12
To strategier for å bestemme diameter- og kroneegenskaper for et tømmerparti på rot med laserscanner Klassifikasjon av treslag Kan baseres på: 1. form og egenskaper ved punktskyen 2. intensiteten i laserrefleksjon 3. kombinasjon av digitale bilder og laser 13
To strategier for å bestemme diameter- og kroneegenskaper for et tømmerparti på rot med laserscanner 14
To strategier for å bestemme diameter- og kroneegenskaper for et tømmerparti på rot med laserscanner 2. Kartlegge et tømmerparti ved gruppevise egenskaper: Relevante egenskaper: Fordel: 1. Diameterfordeling 2. Midlere kronelengde for tømmerpartiet 1. Billig 2. Metodikk er allerede tatt i bruk 3. Det foreligger allerede flere enn 20 operasjonelle inventeringer 15
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP 16
Diameterfordeling Høydefordeling med laser UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP 17
300 250 200 150 100 50 0 Målt i felt Beregnet med laser 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 Stammediameter (cm) Antall trær per hektar UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP 18
200 150 100 50 0 Fototolking 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 200 150 100 Laser 50 0 200 150 19 100 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 Prøveflater 50 0 1 3 5 7Diameter 9 11 13 15 17 19
Lovende resultat for bestemmelse av kronerelaterte parametre Kronehøyde: KH H KH Relativ krone: RK=(H-KH)/H*100 20
Prosjekt: Innsamling av data for virkeskvalitet ved hjelp av flybåren laserscanner (2006-2009) 21
Datafangst for diameterfordeling - fasit fra hogstmaskin Hogstmaskindata: Stammedata fra 31 bestand: 22 756 trær + 890 gjenstående trær Omtrentlig stammeposisjon fra GPS i hogstmaskin Nøyaktige bestandskoordinater fra RTK (sanntidskorrigerte) GPS+GLONASS data og totalstasjon 22
Prosjekt: WW-IRIS (2008-2010) Utvikle å teste takstmetoder for å samle detaljert informasjon om virkeskvalitet for enkelttrær over store arealer Finanisering WoodWisdom-Net (ERA-Net/FP6) 23
Project Highlights Kobler bakkelaser med hogstmaskiner UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP 24
WW-IRIS: Prosjekt Partnere Universitet og Forskningsorganisasjoner 1. Universitetet for miljø- og biovitenskap 2. Albert-Ludwigs University of Freiburg 3. University of Joensuu, Finland 4. Sveriges lantbruksuniversitet 5. Norsk institutt for skog og landskap 6. Forest Research Institute Baden-Württemberg 7. Skogforsk, The Forestry Research Institute of Sweden 25 Industripartnere: 1. Viken Skog BA 2. Prevista AS 3. Klenk Holz AG 4. Stora Enso OYJ 5. Arbonaut 6. Savcor 7. Sveaskog 8. Skogsstyrelsen, Swedish Forest Agency 9. TreeMetrics Ltd
Skogbiomasse til bioenergi-produksjon Målsetting Analysere sammenhengen mellom biomasse av trær over store arealer og LiDAR data Finansiering Stipendiat fra UMB i 2008 Samarbeid University of Joensuu Texas A&M University 26 www.sbskog.no
Utfordringer framover: Hva er optimal takstintensitet? For skogeieren Virkeskjeden som helhet Samarbeid med næringen langs hele virkeskjeden Hvordan få til mer samarbeid slik at vi forsker på det som opptar næringen? 27
Laser ved INA hvem er vi? 1) Erik Næsset, professor 2) Terje Gobakken, 1. amanuensis 3) Ole Martin Bollandsås, post.doc 4) Liviu Theodor Ene, stipendiat 5) Terje Kristensen, stipendiat 6) Vegard Lien, stipendiat 7) Nadja Thieme, stipendiat 8) Hans Ole Ørka, stipendiat 9) Knut Marius Hauglin, vit. ass. Gjesteforskere 1) Univ. i Joensuu (6 mnd i 2009) 1) Prof. Matti Maltamo 2) + en stipendiat 2) NASA (1 mnd våren 2009?) 3) Univ. of Minnesota (høsten 2009?) 28 10) NN1, stipendiat. Tilsetning ca 1/11-2008 11) NN2, post.doc. Tilsetning ca 1/1-2009 12) NN3, post.doc. Tilsetning ca 1/1-2009