Finn drømmetreet med digitalisert skog
Finn drømmetreet med digitalisert skog

22

MAI, 2017
22. MAI, 2017
Av Kai Tilley
Enten du leter etter kvistfritt treverk til lister eller det perfekte juletreet gjør «digitalisert» skog det lettere å finne drømmetreet – uten å måtte dra til skogs.

Marius Hauglin ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU) forsker på digitalisering av skog for å kunne finne «drømmetreet» uten å måtte dra til skogs.

– For egenskaper som gjør trærne spesielt egnet for et formål, det kan være lange, slanke lyktestolper eller kvistfritt treverk til lister, kan «skogdigitalisering» gi store fordeler, sier Hauglin.

For skogen er som folk, det er få trær som er like og alle har sine egenskaper. Og det gjelder å plukke rett tre for formålet. Å finne drømmetreet med et tastetrykk ligger litt fram i tid. Men å få vite mer om hvordan en skogbestand ser ut uten å måtte oppsøke den fysisk er nyttig og kan gi skogbruksnæringen betydelig besparelser.

En skog, mange forskjellige trær
I over 100 år har skogbruket telt trær og regnet ut hvor mye «kubikk» det står i den norske skogen. Det har man gjort ved utvalgskartlegging der noen utvalgte områder undersøkes nøye og brukes til å representere hele skogen – litt som i en politisk meningsmåling.

 

En stor utfordring i prosjektet er å vite posisjonen til treet som hogges. Hogstaggregatet (gult) strekker seg opptil ni meter inn mellom trærne samtidig som det utsettes for ekstreme fysiske påkjenninger. GPS-mottakeren må derfor plasseres på selve maskinen og et sinnrikt system med sensorer muliggjør en nøyaktig posisjonsbestemmelse av selve hogstaggregatet.
Foto: Marius Hauglin
Skogen deles inn i bestand, skog med mange felles trekk, som for eksempel alder Foto: Stefano Puliti
Bildet viser et mindre skogbestand (lysegrønne, små trær) av yngre trær omgitt av eldre skog (vide trær med innslag av grått).

Det har gjort det mulig å dele en skogeiendom inn i skogbestander med omtrent de samme egenskapene, som høyde, treslag og vekstforhold.

Men for et bestemt enkelt-tre har det vært vanskelig å si noe eksakt – om man da ikke går ut i skogen og måler det. Men med 3,1 milliarder grantrær, 1,4 milliarder furutrær og nærmere 4 milliarder bjørketrær er det en helt uoverkommelig oppgave.

Skanner skogen i 3D
Men med nye digitale verktøy åpner det seg nye muligheter. Det meste av norsk skog er kartlagt digitalt, utfordringen nå er å tolke de dataene man har.

Men å si noe om hvilke formål trærne i et område kunne egnet seg til, hadde vært en stor fordel. Det kan være et langt, slankt, tre til lyktestolper eller en kort, krokete furu til papir.

– Det er her vi setter inn forskningsfokuset. Hvordan plukke ut en skogbestand med egenskaper vi er på jakt etter? I mange år har vi skannet skogen i tre dimensjoner fra lufta. Tettheten mellom punktene har blitt mindre og med det trer enkelt-treet tydeligere fram – digitalt (se animasjon/stillbilde). Sett ovenfra danner punktene et rutenett, men vi vet også hvor høyt over bakken hvert enkelt punket er. Snur vi punktsvermen 90 grader trer tærne i skogen fram, og da kan man også skjelne treslag med det blotte øyet. Så vi har lenge hatt et bilde av trærnes omtrentlig utseende, men ikke nøyaktig nok til å si noe om hva industrien kan bruke det til, forklarer Hauglin.

 

Ved skanning av skog vet man hvor punktene treffer i tre dimensjoner. Sett ovenfra danner punktene et rutenett, men med en gang man ser punktene fra en annen vinkel blir høydeforskjellene synlige. Når tettheten av punkter er stor nok, vil både bakken og vegetasjonen tre fram, som på illustrasjonen.. Følg denne linken for å teste den interaktive skogen.
Ved skanning av skog vet man hvor punktene treffer i tre dimensjoner. Sett ovenfra danner punktene et rutenett, men med en gang man ser punktene fra en annen vinkel blir høydeforskjellene synlige. Når tettheten av punkter er stor nok, vil både bakken og vegetasjonen tre fram, som på illustrasjonen.

Kobler «flybilder» og data fra hogstmaskin
Trærne som hogges av en hogstmaskin måles og vurderes for synlige «feil». De målene man får gjør at man kan lage en matematisk modell av det enkelte tre som er hogd.

– Enkelt forklart prøver vi å koble alt det som registres av hogstmaskinen med hvordan det skannede treet ser ut på «flybildet». For vi antar at trær med omtrent de samme egenskapene ser omtrent like ut. Dermed kan vi lete etter de samme trærne i flybildet om man ønsker flere trær med samme egenskap. Men denne koblingen av data er utfordrende og i praksis er dette ganske vrient, sier Hauglin.

 

«For egenskaper som gjør trærne spesielt egnet for et formål, det kan være lange, slanke lyktestolper eller kvistfritt treverk til lister, kan skogdigitalisering gi store fordeler»
Knut Marius Hauglin er forsker på Fakultet for miljøvitenskap og naturforvaltning ved NMBU

Hva kan vi si?
Skogen skannes før hogst og når skogen hogges registreres data om hvert enkelt tre. Med «sofistikerte» GPS-målinger vet hogstmaskinen hvor hvert enkelt tre sto og så er det bare å koble dataene sammen.

Skogfagstudenten Tallak Dieset er tilknyttet prosjektet, og vil i løpet av denne våren undersøke om det er mulig å lage modeller som sier noe om fordelingen av kvaliteten på treet, det vil si hvor mye som kan brukes som sagtømmer og hvor mye som blir papir. Det stilles svært strenge kvalitetskrav til sagtømmer fordi dette tømmeret skal brukes til konstruksjoner eller veggpanel. For tømmer til papirproduksjon er det få kvalitetskrav. Sagtømmeret er svært godt betalt og andelen sagtømmer betyr svært mye for den økonomiske verdien av skogen.

Kvalitetsinformasjonen vil bli knyttet sammen med data fra laserskanningen, og om forsøket er vellykket vil det gjøre det mulig å anslå en sagtømmerandel i en skogteig i en digitalisert skog.

– Dette er første steg på vegen mot målet om å kunne finne drømmetreet i en digitalisert skog, påpeker Hauglin.

Gevinst for skogbruket
Selv om skogbruket har telt trær i over 100 år, er det fortsatt en relativt kostbar prosess. Mer digitalisering vil gjøre det billigere.

– Den pågående forskningen vil vise om denne metoden er nøyaktig nok, og om den kan erstatte deler av det manuelle arbeidet ved skogkartlegging. Om det er mulig, vil det gi en kostnadsbesparelse for skogeieren, forklarer Hauglin.

Teknisk komplisert å stedfeste trær som hogges
Av hensyn til utstyret er det ikke mulig å ha GPS-mottaker i hogstaggregatet ytterst på kranen som strekker seg opptil 9 meter inn i skogen. Det er rett og slett et alt for tøft miljø.

Av den grunn er GPS-antennene montert på bakdelen av hogstmaskinen. Et sett med sensorer registrerer bevegelsene til alle ledd og bevegelige sammenkoblinger mellom bakdelen av maskinen og hogstaggregatet og gjør det mulig å bestemme nøyaktige posisjonen til treet som hogges med 10 cm nøyaktighet.

Selv om systemet i prinsippet virker enkelt, har man i prosjektet måttet løse flere utfordringer knyttet til den praktiske iverksettingen av systemet, og få det til å fungere i et operasjonelt miljø.
Video: Knut Marius Hauglin

Forskningsprosjektet «Sustainable Utilization of Forest Resources in Norway» jobber for å redusere kostnadene knyttet til innsamling av data samlet ute i terrenget til skogtakseringsformål.

I dag skjer mye av datainnsamlingen manuelt på utvalgte områder i skogen. Disse skal være representative for skogen omkring. For å kunne være det, er det regler for nøyaktighet av måling av utvalgte trær og så må man også vite hvor observasjonene gjøres. Mange av registeringene som utføres manuelt, er de samme som hogstmaskinen gjør ved hogst.

Prosjektet kom i stand etter en idé fra Viken Skog som er partner i prosjektet sammen med NMBU, Kartverket og DigPilot.

 

Store deler av Norge er skannet og resultatet er lagt ut på nettstedet hoydedata.no. Her kan du søke opp din egen bolig for å se på hvordan terrenget ser ut (skyggelagt) det du bor. Dette er en veldig enkel bruk av dataene fra en «skanning» av området der du bor.

Aktuelle lenker
Forestinventory
Faggruppa Skogregistrering og -overvåkning har egne nettsider her

Foto øverst på siden: Shutterstock

PUBLISERT I SERIEN
DRONER, ROBOTER OG NYE PLANTESORTER
EN SERIE FRA NMBU
FINN ALLE ARTIKLENE HER
PUBLISERT I SERIEN
LAGER NY OLJE AV AVFALL

Pin It on Pinterest

Share This