Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

During the past years fire has been identified as an important factor for nature conservation in the forest landscape. To accurately quantify the size of a burnt area is obviously important, but also to quantify the degree of fire damage to the tree canopy. Such data are important for assessing the conservation value, and to support planning and management of the burned area in the future.

I have examined how to estimate the status of tree crowns after fire from interpretation of aerial photographs. This is possible because fire changes the structure of tree crowns and this influences the colours in aerial photographs by spectral reflection.

Included in the study are four areas, three of which burned in 2005 and one in 2006. Aerial photographs were taken of all areas in the summer of 2006. I did a field inventory of the burnt areas in 2006, to get a reference material for comparison with the interpretation of aerial photos. Study plots consisting of solitary trees (on seed-tree cut areas) or plots with a radius of 10 m (in closed forest), were chosen subjectively to get references for low to high effects from fire in the tree crowns. The fire effects were estimated in the field inventory as percentage loss of needles. Also variables which describe the stand structure in the plots (height, tree composition, basal area) were measured. In the field, the border of each burned area was also mapped with GPS.

Information from the field inventory was compared with interpretation of the aerial photographs. Criteria for the degree of fire effects reflected in the aerial photograph were identified and it included scales for tone of grey, the shape of the tree crowns and the shape and density of shadows from the trees. With the support of these criteria, it was possible to classify the fire effects on the tree stands using remote sensing.

A test of was performed with three experienced interpreters of aerial photography, using the field data as reference material. The results show that the method gives a high accuracy in classification of fire effects. However, it was more difficult to correctly estimate the degree of fire damage on solitary trees than on plots of closed forest. The ability to identify fire borders differed between the interpreters also differed with the adjacent land cover. Deviation from actual fire border was larger when the burned area was adjacent to closed forest.

I conclude that interpretation of aerial photography can be a quick and effective alternative for inventory after fire, particularly when there is a large spatial variation in fire effects, which is difficult to cover from the ground. Photographs taken from 1000 m and 2000 m both yielded useful pictures for estimating fire borders and tree canopy status after fire. The best results are however achieved if the photos are taken in the same year as the fire, when fire-killed needles are still attached in the tree crowns.

Brand har under senare år identifierats som viktig för naturvården i skogslandskapet. Att kvalitativt bedöma ett brandfält är intressant dels för att göra en korrekt arealbestämning av det avbrända området och dels för att bedöma graden av brandpåverkan på trädskiktet inom området. Bedömningen av brandpåverkan är viktig ur flera aspekter, men främst för resultatuppföljning efter bränningar och som stöd för planering och val av skötselåtgärder i framtiden. Jag har undersökt om man genom flygbildstolkning kan bedöma trädskiktets status efter brand. Brandpåverkan i trädskiktet gör att trädkronornas struktur förändras och detta speglas i flygbildens färgåtergivning, det vill säga den spektrala reflektionen från trädkronorna. I studien ingår fyra områden som brann 2005 och 2006. Samtliga fotograferades sommaren 2006. Fältinventering har utförts på brandfälten för jämförelse vid flygbildstolkningen. Vid fältinventeringen användes dels solitära träd som provytor och dels provytor i sluten skog med radien 10 m. Provytorna valdes ut subjektivt för att få hela spektrat från opåverkat till hög påverkan i trädskiktet. Den procentuella barrförlusten uppskattades, liksom ett antal andra variabler som beskriver trädskiktet inom provytan (höjd, trädslagssammansättning, grundyta). Vid fältinventeringen utfördes även gps-kartering av brandfältens gränser. Detta för att kunna se hur exakt avgränsning av brandfält kan utföras i en flygbild. Informationen om provytorna från fältinventeringen jämfördes med en tolkning som gjordes av flygbilderna. Graden av brandpåverkan kunde avläsas i flygbildens skalor för gråton, trädkronans eller trädkronornas utbredning samt skuggans form och skarphet. Genom att observera dessa variabler var klassindelning av brandpåverkan möjlig. Ett tolkningstest utarbetades och resultatet visar att flygbildstolkning generellt ger hög träffsäkerhet i klassning av brandpåverkan. En genomgående trend i resultatet var att provytor bestående av solitära träd var något svårare att bedöma korrekt i jämförelse med provytor i sluten skog. Vad gäller avgränsningen av brandområdena var det en stor variation mellan olika tolkare. Tolkarnas svårigheter att identifiera brandgränsen skiftade dessutom beroende på det angränsande områdets karaktär. Avvikelserna från den verkliga gränsen var störst i områden där brandfältet tangerade sluten skog. Slutsatsen från studien är att flygbildstolkning kan vara ett snabbt och effektivt alternativ för inventering av trädskiktet efter brand, särskilt när det är stor spatial variation i påverkan inom området, vilket är svårt att kartlägga från marken. Både 1000 och 2000 m fotograferingshöjd ger bilder som är användbara för att bedöma brandfältets gränser samt trädskiktets status efter brand. Bäst resultat fås om fotograferingen utförs under brandåret, när merparten av de brand-dödade barren ännu sitter kvar i trädkronorna.