Hogstmaskinen som skogtaksator

Oversikt over posisjoneringssystemet. Foto: Marius Hauglin.

Nå kan hogstmaskinene endelig stedfeste trærne de avvirker. Nøyaktig posisjonering av trærne gjør hogstmaskinen mer fullverdig som taksator, noe som åpner for nye muligheter i skogbruksplanleggingen.

TEKST OG FIGURER: TERJE GOBAKKEN, ERIK NÆSSET OG MARIUS HAUGLIN, NMBU, SVEIN DYPSUND, VIKEN SKOG SA, ERIK SØRNGÅRD, GUNDERSEN & LØKEN AS

Hogstmaskiner har i flere tiår kunnet samle data om de avvirkede trærne, uten å kunne bruke dem konstruktivt. En grunn er at trærne ikke har blitt stedfestet slik at man har kunnet koble dataene med for eksempel flybilder og kartdata. Men nå har forskning og næring i et prosjekt sammen utviklet et nytt system for posisjonering av trærne som gir nye muligheter i blant annet skogbruksplanleggingen.

DYRE MANUELLE REGISTRERINGER

Skogbruksplanen er viktig for et aktivt skogbruk. En takst med tilhørende plan et nødvendig verktøy for rasjonell og bærekraftig forvaltning. En skogbruksplantakst utføres i all hovedsak som en såkalt lasertakst. Da blir hele arealet skannet med laser fra fly, og dataene blir brukt til å beregne blant annet stående volum for hvert enkelt bestand i et takstområde. Flybilder tolkes deretter manuelt for bestandsinndeling. For å beregne stående volum og andre bestandsegenskaper koples så laserdata sammen med feltmålinger fra tradisjonelle prøveflater i takstområdet. Prøveflatene som oppsøkes i marka er sirkler ofte på 250 m2. Større flater har blitt brukt i kommuner der skogeierne har villet  vite dimensjonsfordelingen av trærne, men etterspørselen har vært begrenset.

På den enkelte prøveflate måles stammediameter og høyde på noen utvalgte trær som grunnlag for å beregne nøyaktig stående volum på flatene. For at feltmålingene skal kunne kobles sammen med dataene fra laserskanningen, stedfestes prøveflatene nøyaktig med avansert GPS som gir en nøyaktighet bedre enn 1 meter. Slike manuelle registreringer i felt er kostbare og utgjør derfor en betydelig del av de totale kostnadene ved en skogbruksplantakst.

HOGSTMASKINENS MÅLINGER

Under avvirkningen registrerer hogstmaskinen diameter, treslag og lengde på stokke- ne som kappes for hvert avvirket tre. Dette  tilsvarer i hovedtrekk manuelle takstmålinger på en prøveflate. Den største forskjellen er at det i en takst kun måles høyde på noen utvalgte trær på prøveflatene, mens en hogstmaskin måler lengden til kappepunktet på samtlige trær som nyttiggjøres, men bare opp til det øverste kappepunktet. Slik funksjonalitet for datainnsamling og lagring har vært implementert i hogstmaskiner i mange år allerede.

«TAKSTMASKIN»?

Enkelte aktører i næringen, som Viken Skog, så tidlig mulighetene for å utnytte hogstmaskindata for å effektivisere eller erstatte manuelt takstarbeid på prøveflatene. Allerede i 2006 etablerte Viken Skog og NMBU et felles forskningsprosjekt finansiert av Norges Forskningsråd og Skogtiltaksfondet for å vurdere bruk av hogstmaskiner som «skogtaksator». Men da var man bundet av å bruke alle trærne i en avvirking (et bestand) og ikke plukke ut en tenkt prøveflate på f.eks. 250 m2, fordi hogstmaskinene ikke hadde mulighet for stedfesting av det enkelte treet.

I dag kan moderne hogstmaskiner som oftest stedfeste trærne ved hjelp av GPS, men ikke så nøyaktig som det som kreves i en takst. I tillegg er GPS-antennen ofte montert på selve førerhytta. Avstanden ut til hogstaggregatet og den reelle posisjonen til treet som felles, kan derfor være betydelig. Undersøkelser NMBU gjorde av slike hogstmaskindata på midten av 2000-tallet, viste at summen av feilene fra unøyaktig GPS og mangel på informasjon om hogstaggregatets posisjon i forhold til førerhytta, gjorde dataene om trærne som felles ubrukelige i takstsammenheng.

NY PROSJEKTIDÉ

Men den tekniske utviklingen gikk fort og i 2012 ønsket Viken Skog igjen å undersøke hvordan hogstmaskinene kunne brukes til datafangst og mer effektiv allokering av virke. I samarbeid med NMBU, Statens kartverk, John Deere Forestry AS og Gundersen & Løken AS har man derfor nå over flere år utviklet, testet og satt i operativ drift et system for nøyaktig posisjonering av det enkelte treet under avvirking.

Gundersen & Løken tilpasset sitt DigPilot posisjoneringssystem til prototype som ble integrert med datasystemet i hogstmaskinen. DigPilot-systemet (figur 1) består i prinsippet av tre delsystemer: To GPS antenner montert på bakdelen av hogstmaskinen, et sett med sensorer som kontinuerlig registrerer bevegelsene til alle ledd og bevegelige sammenkoblinger mellom bakdelen av maskinen og hogstaggregatet. Og til slutt en datamaskin som kontinuerlig mottar og bearbeider signaler fra sensorene og GPS-mottakerne. Denne datamaskinen bruker posisjonene fra de to GPS-antennene og informasjon om vinkel og lengde på ulike maskindeler for å regne ut den nøyaktige posisjonen på hogstaggregatet. Posisjonen sendes videre til hogstmaskinens integrerte datamaskin, som tar den med i data som lagres om de avvirkede trærne.

Det er viktig at systemet mottar korreksjonsdata til GPS-mottakerne i sanntid. Metoden brukes blant annet innen bygg- og anleggsbransjen samt i offentlig innmåling. Under gode forhold er den nøyaktig på centimeternivå. Korreksjonsdataene mottas vanligvis over mobilnettet, så man må i utgangspunktet ha mobildekning der hogst- maskinen kjører. Man kan alternativt sende korreksjonsdata over egen radiolink, så posisjoneringssystemet også kan brukes i områ- der uten mobildekning.

SIKRERE DIMENSJONSFORDELING

Hogstmaskinen som ble benyttet i forsøke- ne er sannsynligvis den første hogstmaski- nen i verden som kjører operasjonelt med et slikt nøyaktig posisjoneringssystem, og John Deere har vært interessert i utviklin- gen i prosjektet – kanskje med tanke på å få lignende systemer integrert i fremtidens hogstmaskiner.

Det ble gjentatte ganger undersøkt hvor nøyaktig trærnes posisjon ble registrert for å avdekke eventuelle problemer med syste- met, og på 50 kontrollmålte trær ga systemet en posisjoneringsnøyaktighet på 0,75 m. Totalt ble posisjonen på 55000 avvirkete trær registrert. Ut fra disse ble det etablert prøveflater som erstatning for konvensjonelle prøveflater i en takst. De ble så benyttet som utgangspunkt for en ordinær lasertakst. Resultatene så langt viser at hogstmaskinda- taene fullt ut kan erstatte tradisjonell prø- veflatetakst uten tap av nøyaktighet i skog- bruksplanen.

I Norge beregnes middelverdier som volum per dekar, middelhøyde, middeldiameter og overhøyde i skogbruksplantakstene. De danner grunnlag for avvirkingsprognoser på den enkelte eiendom. Viken Skog har som nevnt gjort forsøk med å beregne trærnes dimensjonsfordeling i skogbruksplaner. Ved bruk av hogstmaskindata kan man generere kun-

stige prøveflater av ønsket størrelse. Resultater fra prosjektet indikerer at dette kan gi sikrere tall på dimensjonsfordelingen i skogbruksplanen i fremtiden. Figur 2 viser laserdata (Figur 2A), stammedata fra hogstmaskin med sagtømmer merket blått (Figur 2B) og laser og hogstmaskindata sammenkoblet (Figur 2C).

VIDERE ARBEID

Nøyaktig stedfestede data fra avvirkninger bør kunne brukes på mange felt utover det å erstatte feltmålinger i en takst både i forskningen og i operasjonell virksomhet. Det arbeides nå videre med resultatene fra prosjektet og prototyper av posisjoneringssystemet i perioden 2018-2021 gjennom prosjektet Precision. Det er et stort bransjeprosjekt finansiert av Norges Forskningsråd, der målet er å lære mer om rotråte for å redusere økonomisk tap som råten forårsaker.

Se saken og figurene i Norsk Skogbruk nr 4.

SHARE