Droner kan gi bedre skogbruk i bratt terreng

På Vestlandet er det mye hogstmoden skog. Bratt terreng og lite skogsveier gir utfordringer for skogbruket. Nå skal skogforskerne bruke fjernstyrte ubemannede fly for å bedre lønnsomheten både for miljø og lommebok.

Publisert
Ubemannede luftbårne systemer, slik som denne Gatewing X100, hjelper skogbruket å få tak i den hogstmodne skogen i det bratte vestlandsterrenget. (Foto: Tor Peder Lohne/Skog og landskap)
Ubemannede luftbårne systemer, slik som denne Gatewing X100, hjelper skogbruket å få tak i den hogstmodne skogen i det bratte vestlandsterrenget. (Foto: Tor Peder Lohne/Skog og landskap)

Gravedrift i bratt terreng

Gravedrift er det mest utbredte driftssystemet i bratt terreng i Norge.

Formålet med prosjektet  er å uttvikle retningslinjer for gjennomføring av gravedrifter i bratt terreng.

Prosjektet er et samarbeid mellom Vestskog, Allskog, Mjøsen Skog, Norges skogeierforbund, Norsk Geotekniske Institutt, Skogbrukets kursinstitutt og Utviklingsfondet for skogbruket.

Forskningsprogram

Norges forskningsråds program Bionær, har som hovedmål å utløse forskning og innovasjon for verdiskaping i norske biobaserte næringer.

Bionær skal arbeide brukerorientert og i kontinuerlig læringsmodus for å løse utfordringer gjennom finansiering av forskning og innovasjon for å fremme bioøkonomien.

Bionærs ansvarsområder er:

  • Jordbruks-, skogbruks- og naturbaserte verdikjeder
  • Sjømat, fra råstoffet tas opp av havet og fram til konsument.

«Sviiisj!» Det smekre, svarte fjernstyrte flyet har nettopp forlatt utskytningsrampen, på vei inn over en tett og bratt granskog i nærheten av Voss i Hordaland.

En gruppe forskere fra Norsk institutt for skog og landskap og representanter fra landmålerfirmaet Martin Ruud, er på Voss for å teste ut hvordan droner, eller ubemannede luftbårne systemer (UAS), kan hjelpe skogbruket med å få tak i den hogstmodne skogen i det bratte vestlandsterrenget.

- Vi ønsker å bruke droner til å kartlegge de bratte liene for å gjøre det enklere for skogeiere og entreprenører å komme seg inn i terrenget. Om vi får til dette vil skogsdriften bli mer lønnsom, både for lommebok og miljø, sier skogforsker Bruce Talbot.

Fra før har forskerne et godt bilde av området som skal undersøkes. Hele området er nemlig kartlagt ved hjelp av såkalt flybåren laserskanning.

Laserpulser skutt ned mot bakken og reflektert opp til sensoren i flyet brukes til å lage en perfekt 3D-modell av terrenget. Nå, etter hogst, er forskerne tilbake for å dokumentere hogsten ved hjelp av vanlige bilder.

Den sorte karbonfuglen, en Gatewing X100, har steget opp, og kretser granskende over hogstfeltet noen hundre meter unna startpunktet. Det ubemannede flyet er utstyrt med et digitalt kamera som systematisk fotograferer bakken under, meter for meter.

Ved hjelp av elektronikk for styring og navigasjon kan alle bildene stedfestes nøyaktig.

Graver seg frem i lønnsomme lier

På Vestlandet er det mye tømmer, men lite skogsveier. Dette gjør det nødvendig med andre metoder, slik som taubaner, for å få ut det hogstmodne tømmeret.

Et alternativ til taubanedrift er såkalt gravedrift, der gravemaskiner brukes til å bygge anleggsveier oppover de bratte liene. På den måten kommer hogstmaskinen seg frem til hogstfeltet, selv der det ikke er vei fra før.

Bruce Talbot. (Foto: Giovanna Ottaviani Aalmo/Skog og landskap)
Bruce Talbot. (Foto: Giovanna Ottaviani Aalmo/Skog og landskap)

- Uten veier, og med så bratt terreng som det er her, er det rett og slett ikke mulig å få ut tømmeret uten taubaner eller gravedrifter, forklarer Talbot.

Gravedrifter kan øke faren for erosjon og avrenning, men bedre planlegging av traseen vil kunne redusere avrenningen og gi kortere veier og mer effektiv kjøring. På den måten blir veien oppover i terrenget miljømessig optimal – både når det gjelder forbruk av drivstoff og inngrep.

- Vi håper at de forsøkene med droner og laserskanning skal gi oss et bedre grunnlag for planlegging av hogster i bratt terreng, forklarer Talbot.

Etter å ha gjort seg ferdig med fotograferingen av hogstfeltet, vender dronen rundt og svever nedover mot forskergruppen. Den skjener bortover det grasdekte innmarksbeitet, treffer bakken og sklir noen meter før den stanser opp.

Så mye hadde jeg, så mye jord gravde jeg, …

Et av skogforskernes spørsmål er hvordan terrenget endres etter en gravehogst. Nå ønsker de å benytte ny teknologi for å måle hvor mye jord og stein som skal flyttes på for å bygge skogsveien opp i terrenget, og det skal tas hensyn til både økonomi og miljø.

- Når gravemaskinen graver ut vei til hogstmaskinen blir det skjæringer og fyllinger. Vi ønsker å finne volumet av alt som graves ut, forklarer Talbot.

Tilbake på kontoret sammenligner forskerne den utførte hogsten med en modell av en optimal eller ideell hogst beregnet ved hjelp av geografiske informasjonssystemer.

Ved hjelp av laserpulser som skytes mot bakken fra fly lages tredimensjonale terrengmodeller. Her kombinert med bilder tatt fra drone. Fra et hogstfelt på Voss i Hordaland. (Foto: Skog og landskap)
Ved hjelp av laserpulser som skytes mot bakken fra fly lages tredimensjonale terrengmodeller. Her kombinert med bilder tatt fra drone. Fra et hogstfelt på Voss i Hordaland. (Foto: Skog og landskap)

- På denne måten kan både vi og entreprenører bli klokere på hvordan liknende drifter bør takles fremover, forklarer Talbot.

Ved hjelp av flybåren laserskanning hadde forskerne tilgang til en tredimensjonal modell av terrenget før skogen ble hogget. De nye bildene som dronen tar av terrenget etter hogst, blir brukt til å lage en ny terrengmodell.

Med data fra droneflyvingene lager Marek Pierzchala en terrengmodell av området i Voss. (Foto: Tor Peder Lohne/Skog og landskap)
Med data fra droneflyvingene lager Marek Pierzchala en terrengmodell av området i Voss. (Foto: Tor Peder Lohne/Skog og landskap)

Denne teknologien, der fotografier brukes til å lage 3D-modeller av terrenget, kalles fotogrammetri. I dette forsøket på Voss bruker forskerne fotogrammetri til å undersøke endringene i terrenget før og etter hogst.

- De foreløpige resultatene ser svært lovende ut, forteller Marek Pierzchala, doktorgradsstudent ved Skog og landskap.

Bildene fra det ubemannede flyet gir forskerne en modell med svært høy oppløsning, hele 30 målepunkter per kvadratmeter, og der hver piksel inneholder informasjon om både posisjon og farge.

- Dette gir oss veldig presise målinger, og dronene gjør at vi lett kan samle inn data for enkelthogster og enkeltdrifter, forklarer PhD-studenten.

Dronene kommer – til en skog nær deg

Det er mye som tyder på at vi får se mer av dronene i skogbruket.

- Næringen har lenge benyttet fotogrammetri og laserskanning fra bemannede fly for å kartlegge skogen. Men dette med ubemannede luftbårne systemer er noe helt nytt.

- Vi står midt inne i en revolusjon når det gjelder kart og data i kombinasjon med droner, forklarer Tor Peder Lohne, overingeniør ved Landsskogtakseringen hos Skog og landskap.

- De fyller fint gapet mellom tradisjonelle målinger, der enkeltpersoner med GPS på bakken takserer trærne, og målinger fra fly og satellitt.