Ana Maria de Lera Garrido forsvarte sin doktorgradsavhandling «Anvendelse av eksterne prediksjonsmodeller til skogbruksplantakster basert på flybåren laserskanning», den 6 mai 2022.
Tema for prøveforelesning var «The use of 3D data from satellite borne sensors in forest applications.»
Sammendrag av avhandlingen
Bruk av data fra flybåren laserskanning (FLS) i forbindelse med produksjon av skogbruksplaner, har blitt operasjonell i løpet av de siste tiårene. Siden den ble introdusert, har bruken av slike data forbedret skogtakstene på grunn av kapasiteten til FLS-data til å beskrive den tredimensjonale strukturen til skogen. Skogtakster basert på FLS bruker prediksjonsmodeller som tradisjonelt sett har blitt konstruert og brukt innenfor et og samme takstområde. I operasjonelle skogtakster blir de dataene fra tidligere takster brukt både i takstplanleggingen og til dels også for å utarbeide dagen takst. På dette området er det imidlertid et uutnyttet potensial. Data fra tidligere takstomdrev eller data fra takster i andre områder (eksterne data) kan være nyttige med tanke på å frambringe oppdaterte prediksjoner for bestandsbeskrivende skoglige parametere. Denne doktorgradsavhandlingen rapporterer resultater fra studier der eksterne data har blitt brukt i skogbruksplantakster basert på FLS, som en måte for å redusere mengden nødvendige feltregistreringer og for å potensielt redusere takstkostnadene.
Den første studien analyserte to tilnærminger for å konstruere prediksjonsmodeller for skoglige parametere basert på temporært eksterne feltdata: (i) eksterne modeller, konstruert fra felt- og FLS-data fra foregående takst i samme område, og (ii) framskrevne modeller, der feltdata fra foregående takst er framskrevet og brukt i kombinasjon med oppdaterte FLS-data for å konstruere prediksjonsmodeller. Selv om begge tilnærminger ga adekvate prediksjoner vurdert ut ifra den relative «root mean square error» (RMSE%), så var relativ gjennomsnittlig differanse (MD%) generelt sett høy, og nøyaktigheten ved bruk av de eksterne modellene var bedre enn ved bruk av de framskrevne modellene. I den andre studien ble analysene knyttet til bruk av eksterne modeller videreført, ved å anvende regionale modeller konstruert på data fra den norske landsskogtakseringen, på mindre takstområder. Denne studien gikk et steg videre i forhold til den første studien, ved å anvende modellene over 33 takstområder fordelt over hele det sørlige Norge, og å gjøre analyser av effektene av klima, topografi, skoglige egenskaper og andre faktorer, på størrelsen av prediksjonsfeilene. Variasjonsbredden til MD% og RMSE% mellom takstområder var stor, og variabler beskrivende for skoglige egenskaper var de som forklarte den største andelen av variasjonen i prediksjonsfeil. I den tredje studien, ble tre ulike tilnærminger brukt for å kalibrere de eksterne modellprediksjonene ved hjelp av oppdaterte feltverdier fra et lite antall lokale prøveflater. Selv om kalibreringen ikke var i stand til å eliminere alle systematiske prediksjonsfeil, så viste resultatene at prediksjoner der 20 lokale feltobservasjoner ble brukt i kalibreringen, hadde samme nøyaktighetsnivå som de i en ordinær takst.
Studiene som er rapportert i denne avhandlingen har vist potensialet ved å bruke eksterne data for å redusere kostnadene ved utarbeidelse av skogbruksplantakster, uten å redusere nøyaktigheten. Selv om videre studier fortsatt er nødvendig, så har arbeidet som har ledet fram til denne avhandlingen vist at man kan oppnå prediksjonsnøyaktigheter på linje med de man kan oppnå i en ordinær skogbruksplantakst, ved hjelp av prosedyrer for kalibrering av eksterne prediksjoner basert på et redusert antall feltobservasjoner fra det aktuelle takstområdet. Analysene avdekket også flere ulemper knyttet til kalibreringstilnærmingene som ble testet, og resultatene rapportert i denne avhandlingen utgjør et viktig steg videre for operasjonell bruk av eksterne modeller i utarbeidelsen av skogbruksplantakster i framtiden.
Veiledere var
Ole Martin Bollandsås (NMBU)
Erik Næsset (NMBU)
Terje Gobakken (NMBU)
Hans Ole Ørka (NMBU)
Evalueringskomitéen bestod av
Mª Teresa Lamelas Gracía, Centro Universitario de la Defensa, Academia General Militar, Spain
Mats Nilsson, Department of Forest Resource Management, Swedish University of Agricultural Sciences , Sweden
Maarit Kallio NMBU/MINA