Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Markstörning i form av spårbildning och kompaktering av marken är oftast påtagliga vid maskinellt avverkade områden. Skoglig inventering och kartläggning av skogsrelaterade skador med hjälp av flygfotografering har används sedan 1970-talet. Men det var inte förrän 2010-talet som drönare ansågs vara tillräckligt utvecklade för att tillämpas kostnadseffektivt inom konventionellt skogsbruk. Stereofotogrammetri har demonstrerats för datainsamling om markens ytstruktur redan under 1990-talet. Trots detta anses tekniken vara ny inom skogsbruket.

Studiens övergripande syfte var att utveckla en metod för att mäta spårdjup efter skogsmaskiner på föryngringsavverkade områden med drönare och digital stereofotogrammetri, samt att undersöka noggrannhet och precision med denna metod. Den generella hypotesen var att mätnoggrannheten var 1,5-2 gånger lägre än Ground Sampling Distance (GSD) i flygbilderna.

På ett fältobjekt och ett kontrollobjekt användes en utvecklad metod med fjärrmätning från 60 m resp. 120 m flyghöjd och en manuell referensmetod. Inga statistiskt signifikanta skillnader (p-värde = 0,277-0,785) fanns totalt sett mellan manuell mätning och fjärrmätning vid 60 m resp. 120 m. Delades mätningar av spårdjup upp i kontrollobjektets respektive provytor fanns en statistiskt signifikant skillnad (p-värde = 0,001) mellan manuell mätning och fjärrmätning 120 m, vilket visade att fjärrmätningen från 120 m underskattade spårdjupet med 2,2 cm. Regressionsanalysen visade en stark korrelation mellan manuell mätning och fjärrmätning (R2 0,77-0,99).

Med avseende på mätnoggrannhet och mätprecision är fjärrmätning av spårdjupet en likvärdig metod till manuell mätning, med begränsningen att korrekt spårdjup inte kan mätas om det finns vatten i hjulspåren. Vid praktisk tillämpning kan fjärrmätningen bidra till effektivisering inom skogsbruket.

Soil disturbance due to wheel ruts and compaction of the soil is usually evident in machine-operated areas. Forestry inventory and mapping of forest related damage using aerial photography has been used since the 1970s. But it was not until the 2010 century that drones were considered sufficiently developed and cost effective to be applied in the conventional forestry industry. Stereophotogrammetry has been demonstrated for data collection on the surface structure of the soil as early as the 1990s. Despite this, the technology is considered new in forestry.

The overall purpose of the study was to develop a method for measuring wheel ruts made by forest machines in regeneration-felled areas with drone and digital stereophotogrammetry, and to investigate accuracy and precision with this method. The general hypothesis was that the measurement accuracy was 1.5-2 times lower than Ground Sampling Distance (GSD) in the aerial images.

In a field object and a control object a developed method was used with remote measurement from 60 m and 120 m flight height and a manual reference method. No statistical significant differences (p-value = 0.277-0.785) were found in total between manual measurement and remote measurement 60 m or 120 m. If the wheel ruts depth measurements from the control object were divided into respective sample area, there was a statistical significant difference (p-value = 0.001) between manual measurement and remote measurement 120 m, which indicated that the remote measurement underestimated the wheel ruts depth by 2.2 cm. Regression showed a strong correlation between manual measurement and remote measurement (R2 0.77-0.99).

Regarding to measurement accuracy and precision, the remote sensing method is an equivalent method to manual measurement in terms of estimation of wheel ruts depth, with the limitation of water-filled wheel ruts. In practical application, remote measurement can contribute to cost savings in forest operations.