Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

GIS i kombination med GPS börjar användas allt mer i det moderna skogsbruket
och då främst till traktplanering och inventering. Tidigare försök har visat att
utrustningen även kan användas som navigeringshjälpmedel i skördare. Siljansfors
försökspark har under en tid koordinatsatt försöksytor med hjälp av en DGPS
mottagare och lagrat detta i ett Geografiskt Informations System (GIS). De vill nu se
på vilket sätt denna geografiska information kan användas tillsammans med en
GPS i en skördare för att hitta och skydda deras försöksytor.
Detta examensarbete syftar till att undersöka hur noggrant en skördarförare kan
gallra intill skyddsvärda objekt, endast med GPS och digitalt kartunderlag som
hjälpmedel. Vidare ingår att utvärdera hur denna nya teknik och programvara
fungerar i praktiskt användande.
Försöket utfördes i en förstagallring av tall inom Siljansfors försökspark. Under
försöket användes två former av skyddsobjekt, kvadrater och cirklar, som utgjorde
en försöksslinga. Objekten mättes in tillsammans med avdelningsgränser,
stickvägar och basvägar med hjälp av en differentiell GPS-mottagare och fördes
sedan in i skördarens fordonsdator. skördarförarens instruktion var att via
navigeringsprogrammet följa planerade linjer runt försöksslingorna.
Resultatet visar att medelavvikelsen mellan planerad körväg och den körda vägen
för fem kvadrater var 4,4 m och standardavvikelsen 2,5 m. Medelavvikelsen för
samtliga objekt (kvadrater och cirklar) var 5,1 m med standardavvikelsen 3,4 m.
Någon signifikant skillnad mellan cirklar och kvadrater kunde inte påvisas. Även om
standardavvikelsen var större för cirkelytorna. Föraren kände också större problem
vid navigering kring cirklar än kvadrater.
Vissa detaljer i navigeringsprogrammets utformning borde ändras och kompletteras
för att få det mer funktionsdugligt. Dessutom måste en mer tillförlitlig positionering
till för att föraren bättre ska kunna orientera sig i terrängen.
skördarföraren var dock positiv till att använda GPS-GIS systemet i skördaren för
att navigera i terrängen. Det här systemet i kombination med förarens synintryck i
terrängen bedöms ge en helhet som många gånger skulle fungera i praktiskt
användande för att skydda och bevara objekt, t ex försöksytor och kulturlämningar.
Slutsatsen av examensarbetet är att skördarföraren inte helt kan förlita sin
navigering på GPS positionen och den digitala kartan. För att säkerställa att
försöksytor förblir oskadade rekommenderas att personal fortsätter att märka och
snitsla försöken. Navigeringssystemet har en positiv effekt då föraren förvarnas på
vad som kommer i terrängen och kan på så sätt vara extra uppmärksam i viktigare
områden.
Keywords: GIS, GPS, DGPS, Farestry planning, Farestry technique,
Siljansfars experimental farest, Harvester

Usage of Geographical lnformation Systems (GIS), sometimes in combination with
Global Positioning Systems (GPS), is becoming more commonplace as an aid for
farestry planning and inventory by the farestry company StoraEnso. Recent findings
show that GIS and GPS solutions can even be used for navigational aid in
harvesters. The faculty of farestry at SLU has a contract with StoraEnso to use their
property at Siljansfors for long-term experimental forestry. Siljansfors Experimental
Forest is currently implementinga GIS, including digital vector mapping of their
experimental plots (test plots) measured by DGPS.
The purpose of this study is to evaluate how successfully their GIS can be utilised
by a GPS equipped harvester to locate and proteet the preserved forest experiment
plots. A seeond purpose is to evaluate the experimental release of a navigational
software, "GPS-Harvester", by the company Berget System Design Ltd.
Five test trails were established in a stand of similar terrain and forest type which
was due for thinning. The trails mimicked real test plots and included protected
rectangular areas with 18m sides and protected circular areas with a 1Om diameter.
The test trails were carefully positioned by DGPS with a standard deviation of 1.2m.
While navigating with the GIS, the harvester operator could see stand boundaries,
strip roads and the test plots. Additional information supplied by the GIS software is
the number of available sateiiites and the divergence from actual position to
previous position. The test plots were hidden in the terrain and the operator had to
rely solely on the digital map's GPS position for navigation.
The operator was instructed to operate the harvester along the centerline of the
planned test trail. The achieved mean deviation from the test trails was 5.1
m and
the standard deviation 3.4m. For the five squares in the test trails the mean
deviation was 4.4m and the standard deviation 2.5m. The test could not prove any
difference in deviation between squares and circles although the standard deviation
was g reater for circles than for squares. The operator'
s opinion was that circles
were difficult to navigate around.
The navigational software performed weil in the test but it is suggested that new
functions should be added to improve the reliability of the GPS-positioning. The
number of low quality positions displayed on the digital map needs to be reduced. lt
is recommended that the precision is increased, either by various filtering
techniques that disqualify low p-dop values, or by calculating the position based on
a stable mean value, e.g. displaying the mean of the ten latest positions, so called
averaging.
This study proved that an operator couldn't completely rely on a simple GPS
position when navigating a harvester around preserved objects. Despite the
insecurity of GPS-positioning, GIS and GPS can be of considerable assistance
when navigating in a stand. The operator is alertedon what type of object that is
Iaoming and can pay extra attention for signs in his surroundings.