Tema

Allt säkrare skattningar av skogsbiomassa med 3D-satellitdata

Med satellitburen 3D-teknik går det idag att beräkna trädens höjd och volym i skogsbestånd var som helst på jorden. Med vissa metoder blir noggrannheten i nivå med de absolut bästa, men betydligt dyrare, flygburna tekniker som finns idag.

Korrekta uppgifter om världens skogar behövs såväl i klimatstudier som i planering av praktiskt skogsbruk. Idag går det att använda satellitburen 3D-teknik för att skapa ytmodeller av stora skogsområden, och detta kan göras snabbt och med täta intervall (dagar eller veckor). Med dessa ytmodeller som grund går det att beräkna trädhöjder och stående biomassa i skogsbestånd. Flera olika tekniker kan emellertid användas i detta arbete, var och en med sina för- och nackdelar. Bland annat finns det olika typer av sensorer.

Henrik Persson från SLU har i sitt doktorsarbete utvärderat tre olika sätt att behandla satellitdata: stereogrammetri, radargrammetri och interferometri. Alla tre uppvisade viktiga förbättringar i jämförelse med äldre beprövade tekniker. Noggrannheten mättes med hjälp av modeller för beräkning av trädhöjder och mängden biomassa ovan mark i två svenska testområden.

Stereogrammetri bygger på optiska satellitbilder och kan användas för att modellera biomassa och trädhöjd på beståndsnivå med 26 respektive 16 procent skattningsfel.

Radargrammetri, som använder radarbilder, har fördelen att inte vara speciellt känslig för väderleksförändringar och dessutom inte kräver dagsljus för bildregistrering, kunde på motsvarande vis användas för att bestämma biomassa och trädhöjd med 23 respektive 8 procent skattningsfel.

Tack vare det tyska satellitprojektet TanDEM-X kan radardata också bearbetas interferometriskt med hög upplösning (några meter). Biomassan och trädhöjden kunde med denna teknik bestämmas med 12 respektive 4 procent skattningsfel, vilket är i nivå med de absolut bästa men betydligt dyrare flygburna tekniker som finns idag.

– Att man här använder signaler från två tvillingsatelliter är en avsevärd förbättring, säger Henrik Persson. Förut krävdes minst två observationer som gjordes med flera dagars mellanrum, och om det var olika väderlek vid dessa, eller andra skillnader, så fungerade inte metoderna.

För att minska kraven på förhandskunskaper om de områden som modelleras har det även tagits fram förenklade interferometriska modeller, som kräver lite eller ingen lokal skogskännedom. Noggrannheten hos dessa modeller visade sig vara likvärdig, vilket är av stor betydelse inte minst vid globala biomassaskattningar. I många avlägsna och svårtillgängliga områden är det t.ex. inte rimligt att göra regelbundna mätningar på plats.

– Teknikutvecklingen och projekt som TanDEM-X ger mängder av satellitdata som kan användas på sätt som ingen hade tänkt på i förväg, avslutar Henrik Persson. Klimatforskarna har t.ex. fått bättre möjligheter att beräkna kolbalanser och kolflöden på jorden, och skogsägare kan få veckoaktuella skogskartor med virkesvolymer, skötselförslag m.m. på webben.

FAKTA
Civ ing Henrik Persson, inst. för skoglig resurshushållning, försvarar sin doktorsavhandling Estimation of forest parameters using 3D satellite data – Stereogrammetry, radargrammetry and interferometry vid SLU i Umeå.

Tid: Fredagen den 12 december 2014. Opponent: Professor Svein Solberg, Norsk institutt for skog og landskap, Ås, Norge.

Länk till avhandlingen (pdf) http://pub.epsilon.slu.se/11658/

Allt säkrare skattningar av skogsbiomassa med 3D-satellitdata

 lästid ~ 2 min