Estimering av biomasse i skog ved hjelp av flybåren og bakkebasert laserskanning

Marius Hauglin  forsvarte sin doktorgradsavhandling 7. desember, 2012. Tema for prøveforelesningen var  “Why and how should we use terrestrial laser scanning in operational forest inventories”  og titelen på avhandlingen var “Estimering av biomasse i skog ved hjelp av flybåren og bakkebasert laserskanning”. Vi gratulerer med graden!

Sammendrag av avhandlingen

I avhandlingen er det beskrevet ulike metoder for modellbasert estimering av greinbiomasse ved hjelp av flybåren og bakkebasert laserskanning. For å kunne utnytte skogressursene på en lønnsom og bærekraftig måte er skogtaksering et viktig verktøy. I det siste tiåret har det vært en økt interesse for bruk av biomasse fra skog til bioenergiformål, og biomasse fra skog vil antakeligvis være en av flere kilder som vil måtte erstatte fossile energikilder i fremtiden. Et eksempel på skogsbiomasse brukt til bioenergi er hogstavfall, eller greiner og topper (GROT) . Når GROT blir et kommersielt produkt, vil det være hensiktmessig at denne delen av treet også blir kvantifisert og inkludert i en skogbruksplantakst.

Det har vært en økende interesse for bruk av digitale fjernmålingsteknikker, og spesielt flybåren laserskanning, innen skogtaksering i løpet av de siste 10-15 årene. Bruk av flybåren laserskanning har i løpet av denne perioden blitt kommersialisert, og i dag utføres mesteparten av all skogtaksering for skogbruksplanlegging i Norden ved hjelp av flybåren laserskanning. Det eksisterer to ulike metodikker for skogtaksering med flybåren laserskanning, arealbaserte takster og enkelttretakster. I arealbaserte lasertakster blir gjennomsnittstall, som for eksempel volum og middelhøyde predikert per arealenhet. Dette er den metodikken som i hovedsak er i bruk kommersielt. I enkelttretakster er målsettingen å predikere egenskaper på enkelttrenivå, inkludert nøyaktig posisjon. Enkelttretakster har ikke blitt tatt i bruk operasjonelt i samme grad som arealbaserte takster, og selv om metoden er lovende, er det fremdeles noen uløste utfordringer knyttet til den.

De fire studiene som inngår i avhandlingen, ble gjennomført i bartredominert skog i Aurskog-Høland kommune i Akershus. Flere datasett med feltregistreringer ble brukt, blant annet ett med nøyaktig vekt av greinbiomasse, bestemt etter felling av 50 grantrær. I artikkel 1 beskrives hvordan GROT kan estimeres i en arealbasert lasertakst. En sterk sammenheng ble funnet mellom GROT og data fra flybåren laserskanning, med en middelfeil på 22 % på bestandsnivå.

I de tre neste artiklene beskrives modellering av greinbiomasse av gran på enkelttrenivå, og i den andre studien ble det funnet en sterk sammenheng mellom data fra flybåren laserskanning og nøyaktig målt greinbiomasse, med en middelfeil på 35 % for den beste modellen. Et av funnene i studiene var at greinbiomasse ble mer nøyaktig modellert med flybåren laserskanning enn med feltmålt diameter og trehøyde og bruk av eksisterende allometriske biomassemodeller.

A spruce tree measured with Terrestrial Laser Scanning (TLS)

Et grantre målt med bakkebasert laserskanning

De samme prinsippene for avstandsmåling som ligger til grunn for flybåren laserskanning, brukes også i bakkebaserte laserskanning. Bakkebaserte laserskanning vurderes som et verktøy som kan erstatte tidkrevende manuelle feltregistreringer, eller muliggjøre registreringer av for eksempel strukturell informasjon, som det tidligere ikke har vært praktisk mulig å registrere. I den tredje studien ble muligheten for å modellere greinbiomasse ved hjelp av bakkebaserte laserskanning undersøkt. En sterk sammenheng mellom data fra bakkebaserte laserskanning og nøyaktig målt greinbiomasse ble funnet, med en middelfeil på 32 % for den beste modellen. Nøyaktigheten til modellene vurderes likevel til å være moderat sett i lys av den relativt ekstensive datafangst og modelleringsprosessen som er påkrevet. I den fjerde studien presenteres en metodikk der bakkebaserte laserskanning blir brukt til å registrere feltdata som så inngår som del av treningsdataene i en flybåren laserskanningbasert modellering av greinbiomasse. Den beste modellen hadde i denne studien en middelfeil på 32 %, noe som var lavere enn for modeller der data fra bakkebaserte laserskanning ikke var brukt. Resultatet indikerer også at greinbiomasse kan inkluderes som egenskap i en laserbasert enkelttretakst.

Veiledere

Professor Erik Næsset (main supervisor) INA, UMB
Professor Terje Gobakken INA, UMB

Bedømmelseskomité

Dr. Hans-Erik Andersen , USDA Forest Service  – University of Washington , USA
Professor Paul M. Treitz, Department of Geography – Queen’s University  , Canada
Professor Ole Hofstad  INA, UMB

Referanse

  • M. Hauglin, «Estimating forest biomass components by airborne and terrestrial laser scanning,» PhD Thesis, 2012.
    [Bibtex] [Download PDF]
    @PhdThesis{Hauglin2012,
    Title = {Estimating forest biomass components by airborne and terrestrial laser scanning},
    Author = {Marius Hauglin},
    School = {Norwegian University of Life Sciences},
    Year = {2012},
    Comment = {Thesis no. 54. 98 p.},
    Owner = {hanso},
    Timestamp = {2012.12.11},
    Url = {https://static02.nmbu.no/mina/forskning/drgrader/2012-Hauglin.pdf}
    }

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *