arealbasert lasertakst: takstopplegg og erfaringer...jØ-kap datasett 15 flatenr vol d1 d5 d9 h10...

21112005

Arealbasert lasertakst: takstopplegg og erfaringer

Erik Næsset

Institutt for naturforvaltning

Universitetet for miljø- og biovitenskap

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no2

Bilder/fototolking Feltdata Laser data

-Bestandsgrenser -Stedfestede

-Bestandsklassifikasjon prøveflater

(alder, treslag, etc.)

Lasertakst etter arealmetoden

Primære datakilder

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no3

• BESTANDSKART

• BESTANDSVARIABLER

”Må” ”Kan” – kvantitative ”Må” - kvalitative

-Middelhøyde (1) -Overhøyde (3) -Behandlingsforslag

-Volum (2) -Grunnflate (4)

-Middeldiameter (5)

-Stammeantall (6) -Miljøregistreringer

-Treslagsfordeling

-Alder (diameterfordeling,

-Bonitet virkeskvalitet)

(-Ung skog: Fototolking

stammeantall, treslag, Laser scanning

høyde, bonitet, alder ) Feltarbeid

Arealmetoden: kombinasjon av laser, fototolking, feltdata

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no4

Hva er laserscanning?

Typiske parametre for datafangst ved flybåren laser-scanning

•50,000-200,000 pulser/sek

•15-30 cm ”fotavtrykk”

•0.2-2.0 m avstand

•100-1.000 m stripebredde

•Nøyaktighet (x,y): 20-30 cm

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no5 100.00

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no6

meters

100.00

0

2

4

7

9

11

13

15

18

20

22

24

26

28

31

33

35

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no7

Hva er laserscanning?

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no8

Fototolking

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no9

Felt data – prøveflater

• Oftest systematisk takst

• Sirkelflater, 200-400 m2

• Vanlige tremålinger

(høyde, diameter, etc.)

• Stedfestede flatesenter (GPS)

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no10

V=2.326*h90l1.912*d3f

3.142

V=82 m3/ha

Hele framgangsmåten:

Kombinere felt-, laser- og kartdata

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no11

Kombinere felt- og laserdata

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no

12

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no13

h

f

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no14

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no

Datasett

15

flatenr vol d1 d5 d9 h10 h50 h90

1 101 0.644 0.279 0.017 4.55 9.86 16.38

3 409 0.952 0.805 0.1 8.69 15.95 19.67

4 612 0.723 0.659 0.082 15.5 23.36 27.74

5 180 0.585 0.42 0.01 8.04 13.61 17.75

16 487 0.668 0.511 0.047 7.89 19.14 24.79

20 647 0.888 0.786 0.143 12.43 21.79 26.77

23 390 0.917 0.769 0.085 10.42 19.5 23.84

28 319 0.757 0.59 0.036 8.79 17.71 23.04

30 305 0.939 0.707 0.038 7.24 13.2 17.3

34 422 0.743 0.581 0.038 8.34 15.94 18.84

35 361 0.939 0.737 0.02 6.98 13.61 17.21

38 217 0.946 0.779 0.041 9.36 13.69 17.2

40 194 0.723 0.521 0.009 6.2 12.94 17.25

41 256 0.849 0.563 0.04 5.91 13.01 18.59

43 188 0.751 0.422 0.01 6.38 12.02 17.46

44 192 0.777 0.477 0.014 4.59 12.07 17.45

45 169 0.577 0.298 0.005 5.08 12.16 17.17

46 395 0.877 0.682 0.062 8.46 14.91 20.09

49 388 0.827 0.714 0.036 9.52 16.49 19.37

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no

Etablere sammenhengen mellom laservariable og volum, grunnflate osv.

En funksjon som uttrykker

sammenhengen mellom

laservariablene og volum

lages via regresjonsanalyse.

(Rød linje = funksjon)

Tilsvarende modeller lages

for grunnflate, middelhøyde

osv.

16

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no17

1. Sammenstille laserdata og

feltflater

2. Beregne funksjoner:

V=2.326*h90l1.912*d3f

3.142

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no18

Beregne bestandsdata

for hver celle

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no19

Beregne gjennom-

snitt for hvert bestand

V=82 m3/ha V=492 m3/ha

V=229 m3/ha

V=131 m3/ha

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no20 100.00

V=229 m3/ha

V=492 m3/ha

V=131 m3/ha

V=82 m3/ha

Endelig resultat

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no21

0

5

10

15

20

25

30

35

Tradisjonelle metoder

Ung Gammel, lav Gammel, høy

N. Land Hole/Fet

%

Volum, tilfeldige feil på bestandsnivå (standardavvik)

Krødsherad

Våler

N. Land

Hole/Fet

Ingen arealfeil med laserbasert metode.

Tradisjonelle metoder: 0-10% feil?

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no22

0

1

2

3

4

5

6

7

Ung Gammel, lavGammel, høy N. Land Hole/Fet

%

Volum, systematiske feil

Krødsherad

Våler

N. Land

Hole/Fet

Erfaringer:•Unngå lauvskog

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no23

0

10

20

30

40

50

60

70

Våler, foto Våler, laser Krødsherad, foto Krødsherad, laser

To

tale

ko

stn

ad

er

(US

D p

er

ha

)

Tap

Takst

*Beslutning: slutthogst

Totale kostnader, dvs. takstkostnader pluss

nåverditap pga. feil i data*

Eid, T., Gobakken, T., & Næsset, E. (2004). Comparing stand inventories based on photo interpretation and laser scanning by means of cost-plus-loss analyses. Scand. J. For. Res., 19, 512-523.

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no24

V=2.326*h90l1.912*d3f

3.142

V=82 m3/ha

Hva må vi passe på?

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no25

V=2.326*h90l1.912*d3f

3.142

V=82 m3/ha

Hva må vi passe på?

Prøveflatetakst

- Stratifisering

- Design (hvordan velge ut flatene)

- ”Representative”?

- Hvordan finne flatene i felt

- Regler for flytting av flater

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no26

V=2.326*h90l1.912*d3f

3.142

V=82 m3/ha

Hva må vi passe på?

Prøveflatene; måling, beregning

- Stedfesting av prøveflate (GPS)

- Korrekt måling av prøveflate

- Flateareal (definert og korrekt)

- Klaving

- Prøvetrær, høydemåling

- Beregning av feltdata

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no27

V=2.326*h90l1.912*d3f

3.142

V=82 m3/ha

Hva må vi passe på?

Laserdata

- Datadekning, huller i data

- Stabilitet i flyparametre

- Sensoreffekter?

- Stabilitet i punkttetthet

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no28

V=2.326*h90l1.912*d3f

3.142

V=82 m3/ha

Hva må vi passe på?

Kobling av data

- Laserdata (x, y)

- Lokalisering av prøveflate (id, x, y)

- Beregnede feltdata (id)

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no29

V=2.326*h90l1.912*d3f

3.142

V=82 m3/ha

Hva må vi passe på?

Definisjon av beregningsenheter; celler

- Areal av celler jf. prøveflateareal

- Mange av laservariablene er skala-

avhengig

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no30

V=2.326*h90l1.912*d3f

3.142

V=82 m3/ha

Hva må vi passe på?

Statistisk analyse

- Regresjonsanalyse – modellvalg

- Ofte den viktigste muligheten til å

avdekke alle typer feil

- Når er vi trygge på at resultatet er

”godt nok”

UN

IVERSIT

ETET F

OR M

ILJØ

-O

G B

IOVIT

EN

SKAP

www.umb.no31

V=2.326*h90l1.912*d3f

3.142

V=82 m3/ha

Hva må vi passe på?

Bestandsberegning

- Prediksjon på celle-nivå

- Skal ”urimelige” verdier aksepteres

- Hvordan aggregere over celler for å

finne bestandsestimatene

- Ulike estimatorer for ulike variable

- Hvordan håndtere ”kantsoner”

(celler som ikke er fulle)