Sustainable utilization of forest resources in Norway

Prosjektets primære mål var å levere kunnskap om muligheter for en bærekraftig økning i bruken av norske skogressurser. Det retningsgivende perspektivet har vært næringens fokus på konkurranse-dyktighet samtidig med full oppnåelse av miljømål for å sikre sertifisering av produktene. Kjernen i forskerteamets problemstillinger var derfor å undersøke muligheter for bedre utnyttelse av både skog- og produksjonsressurser og færre konflikter mellom skogsdrift og miljø i både normalt og bratt terreng. FoU-arbeidet ble konsentrert på problemstillinger innen 3 hovedtemaer: 1.ALS, 2.Skogsmaskiners informasjonssystem og 3.Langsiktig planlegging. 1. ALS:ALS har åpnet for flere nye muligheter i skogbruket. I jakten på mer tidseffektive metoder for å identifisere gammel naturskog, er det utviklet en ny metode for å skille mellom gammel naturskog og gammel kulturskog basert på vanlige ALS-data. Sammenhengen mellom forekomsten av miljøelementer i skog (MIS) og landskapsvariabler som helning, bonitet, høyde over havet og avstand fra veg) er også blitt analysert som gjør det mulig å fokusere feltregistreringer til de mest sannsynlige områdene. I bratt terreng var det usikkert om lasertakster ga tilfredsstillende nøyaktighet. Undersøkelser viste marginalt større middelfeil ved økende helning og det ble foreslått en metode for å korrigere resultatene. For arealer med tradisjonell skogbehandling brukes ALS allerede til å lage nye digitale terrengmodeller (DTM) og markfuktighetskart (DTW). Ulike metoder for bruk av DTW for plassering av kjøretraséer fra bestand til skogsbilvei ble testet. 2.Skogsmaskiners informasjonssystem.Kombinasjonen av ALS-data og tre-spesifikke produksjonsdata gir mulighet for bedre prognoser av volum og sortimentsfordeling for andre bestand med lignende egenskaper. I dette arbeidet var utfordringen tilstrekkelig nøyaktig lokalisering av det enkelte treet (ved hjelp av hogstaggregatet) slik at treet egenskaper kunne relateres til de ALS-dataene som faktisk traff treet. I 2016 lyktes forskerne å posisjonere de avvirkede trærne med en nøyaktighet på bedre enn en meter og å koble posisjonsdataene med stammedataene fra hogstmaskinen. For sagtømmer ble enkeltplankers kvalitet registrert på sagbruket og koblet til laser- og hogstmaskindataene for å kvantifisere hvilke egenskaper ved treet og voksestedet som best kunne predikere E-modulen (elastisitet, styrkeegenskaper). ALS-data ga i den forbindelse også viktig informasjon om kroneforhold og kvistsetting. Historisk sett har modeller for produktivitet og kostnader i avvirkning vært basert på tidsbegrensede tidsstudier i felt. Prosjektet brukte data samlet via produksjonsrapportering for å kalibrere eksisterende produksjonsnormer. Etter kalibrering ble det utviklet et prognoseverktøy for både tidsforbruk og kostnader per drift slik at funksjonene kunne tilpasses ulike skogforhold ved justering av et fåtall hovedparametere. Det ble også testet en rutine for automatisk identifisering av del- og sykkeltider i taubanearbeid på samme måte som det gjøres for skogsmaskiner med bruk av GPS, bildesensorer og inertial measurement units (IMU). Selve algoritmen ga lav presisjon og et nytt alternativ er foreslått. I de fleste framtidsvisjoner for driftsteknikk har automatisering, og til og med autonom navigering, en sentral plass. Som et ledd i denne framtidsreisen ble det også «simultaneous localization and mapping» (SLAM) testet på en hjulgående plattform med 3-D LiDAR-skanner, stereo-syn og GPS. Under enkle (skog)forhold gav teknologien tilfredsstillende kartlegging av stammer og posisjoner, men mer robuste metoder kreves for mer komplekse skogforhold. Ved praktisk drift er forekomst av hjulspor en særlig synlig aspekt ved bærekraftig utnyttelse av skogressursene. Basert på bilder innsamlet med droner ble det i prosjektet utviklet nye metoder for bildebehandling som gir presis måling av både spordybde og -volum over store arealer. 3. Langsiktig planlegging.Test og tilpasning av det svenske planleggingsverktøyet Heureka representerte et steg over en ny terskel for prosjektets forskningsteam. Både biologiske og tekniske forutsetninger ble gjennomgått, med belysning av til dels store forskjeller i f.eks. tilvekstfunksjoner og maskinproduktivitet. Derfor ble Heureka utvidet med skreddersydde plug-ins med norske forutsetninger, som for eksempel parametere for bruk av taubane i bratt terreng. Arbeidet ble også supplert med analyser av forholdet mellom kartavstand og faktisk driftsveilengde med varierende helning. Dette ble gjennomført med GPS-sporloggerdata fra lassbærere på Østlandet og i Trøndelag. Analyser av ulike faktorers betydning for langsiktige avvirkningsvolumer og lønnsomhet ble gjennomført og brukerevaluering dokumentert.

The ultimate goal of this project is to unveil a vibrant forest-based sector in Norway, with special emphasis on areas challenged with low accessibility, remote and inconsistent markets, steep and difficult terrain, and with fragmented forests and forest ownership patterns. In short, most of the Norwegian fjordlands and much of the hinterland. The Norwegian Forest and Landscape Institute and the Dept. of Ecology and Natural Resource Management at the University of Life Sciences have in close collaboratio n with all major forest owner organizations joined forces in providing a solution based proposal to the main challenges identified in a chain wide perspective. Applications for remotely sensed and precision data are pervasive throughout - improving volum es estimates in steep terrain, modeling terrain for use in automated access planning and trail generation, full information on single tree harvesting, and avoiding key habitats through the interpretation of 3D forest structures are just some of the propos ed tasks. Finally, a flagship Swedish Decision Support System (DSS) will be revised with economic, biological and operational models emanating from these work packages, and deployed in evaluating overall sustainability in the forest sector from various viewpoints. This project is conceptualized to simultaneously move research and industry to the next level - both individually, but importantly also in a unique form of cooperation. Both business and academia have recognized the uniqueness of a project o f this magnitude, directed toward achieving an economically sustainable sector. This is evident in the overwhelming support the proposal has received from the private sector.