Att införliva nya forskningsresultat i en befintlig produktionskedja

Naturtypskartering av Svenska fjällen

Bakgrund och syfte


Sedan 2002 har Naturvårdsverket framgångsrikt använt fjärranalys för att samla in information om naturtypernas utbredning inom skyddade områden. Det sista området som behöver kompletteras med aktuell information är fjällen. Information om naturtyper i fjällregionen baseras idag på befintliga vegetationskartor av olika ålder och ursprung eftersom effektiva metoder för att kartera fjällvegetation med satellitdata har saknats. Datainsamlingen har antingen varit för tidkrävande (t.ex. flygbildstolkning) eller för dyr (t.ex. på grund av att satellitdatakarteringar behöver kombineras med fler dataunderlag), men med Geodatasamverkan och kostnadsfria Saccess data verkar det nu möjligt att genomföra en effektiv kartering. Det föreslagna projektet förväntas ge Naturvårdsverket ett beslutsunderlag för att genomföra en naturtypskartering som täcker fjällen genom att utgå ifrån framtagna metoder från tidigare karteringar och ny forskning och kombinera detta med erfarenhet av effektiva produktionsmetoder.

Naturvårdsverkets satellitbildskartering KNAS (Kontinuerlig NAturtypskartering av Skyddade områden) produceras med en homogen metod för hela Sverige (Naturvårdsverket, 2004a). Karteringen har gett Naturvårdsverket möjlighet att sammanställa och presentera naturtypsstatistik över skyddade områden inom olika geografiska utsnitt (Naturvårdsverket2004b, SCB 2011). KNAS fokuserar på att kartera skogstyper inom skyddade områden och särskilja produktiv skog från icke-produktiv skog. Området som ligger ovanför fjällnära gränsen har tills nyligen inte ingått i satellitbildskarteringen. Under 2010-2011 har Naturvårdsverket och Metria utvecklat en metod för att kartlägga skogsmarken inom den fjällnära regionen. Metoden bygger på en segmenterad operatörsstyrd klassificering där den spektrala informationen (huvudsakligen SPOT 5) sammanvägts med höjdinformation, textur från ortofoton och kartdata. Satellitdata har kalibrerats radiometriskt och topografiskt. Karteringen fokuserar på att klassa skogstyper. Icke skogsbeklädda områden delas inte in i några specifika naturtyper, utan lämnas schematiskt uppdelade i ett fåtal klasser baserat på kartdata och förekomst av vegetation. I samband med karteringen har man utvecklat en fungerande produktionslina och skapat en mängd delresultat som är regiontäckande (vegetationsindex, strukturmått, grundläggande kartdata).

Mellan 2008 och 2011 har SLU utvecklat metoder för att kartera fjällvegetationstyper ovan trädgränsen (en del av Rymdstyrelsen Forskningsprojektet “Mapping of mountain vegetation – influence of sensor and amount of field data” (SNSB DNR 94/07)). Metoden har applicerats på ett område i Västerbotten. Klassningsmetoden använder spektral information (SPOT 5) tillsammans med en höjdmodell. Klassningsmetoden är en så kallad ”Random Forest” klassning och sker pixelvis. Träningsdata utgörs av NILS provytor, systematiskt utlagda flygbildstolkade provytor, samt subjektivt identifierade träningsytor. För att klassa myr och snölega har multitemporala satellitdata använts och en förhållandevis enkel ostyrd klassning har använts för att skilja fjällbjörkskog ifrån vegetationstyperna ovan trädgränsen. Naturtypsindelningen har sitt ursprung i Fjällvegetationskartan.

En homogen naturtypskartering över alla skyddade områden i Sverige behövs för nationell och internationell rapportering av skyddad areal i Sverige, som underlag för planering av fortsatt skydd och för att följa upp mål för skydd av värdefull natur. Naturtypskarteringen är också en viktig grund för uppföljning av skyddade områden, uppföljning av biogeografiska regioner och miljöövervakning med syfte att beskriva tillståndet för naturtyper i Sverige. Naturtypskarteringen i fjällen har potential att vara ett värdefullt underlag för att följa klimatförändringen där vegetationsförändringar i fjällen är viktiga indikatorer.

Projektet syftar till att integrera SLUs forskningsresultat med Naturvårdsverkets befintliga produktionslina för kartering av skyddade områden i fjällen. Resultat ska ge Naturvårdsverket ett underlag för beslut om och hur fjällregionen skall karteras.

Problemformulering


Forskningsprojektet visade att SPOT-5 (10 m pixlar) är lämpligt för det alpina landskapet som utgörs av en komplex mosaik av olika vegetationstyper. Vegetationsindex från satellitdata och höjd över havet är viktiga parametrar för att klassa vegetationstyperna. Ett topografisk ”Wetness-index” spelar stor roll för att identifiera vissa av vegetationstyperna. KNAS produktionen har visat att ett texturmått är viktigt för att skilja träd- och buskklädda marker från öppna områden och att en segmentering av satellitbilderna ger bra karteringsenheter för att kartera de glesa skogstyperna i fjällen. Båda metoderna använder SPOT 5, vegetationsindex och en höjdmodell. Den använda höjdmodellen är Lantmäteriets nationella höjddatabas med en upplösning på 50 meter. Upplösningen (50 m kontra satellitbildens 10 m) påverkar sannolikt resultatet negativt. Under 2012 kommer SLU testa klassningsmetoden i ett parallellt pågående projekt i Abisko. Där kommer höjddata ifrån flygburen laserskanning (2 m upplösning) användas istället för Lantmäteriets höjddatabas. Inom SLUs forskningsprojekt EMMA har det visat sig att laserdata även med fördel kan användas för att identifiera fjällbjörkskog och videbuskmarker.

Projektet skall svara på hur val av metod och val av indata kan optimeras för att erhålla bästa möjliga naturtypskarta för den svenska fjällregionen till en rimlig kostnad.

Mål


Under 2012 är projektets mätbara mål att:
• att definiera en tematisk naturtypsindelning inom fjällregionen som är användbar för att beskriva naturtypernas utbredning på regional och nationell nivå och som kan användas för internationell rapportering;
• att jämföra metoder som bygger på SLUs forskningsresultat kring fjällvegetationskartering och den befintliga produktionen av KNAS;
• att producera testkarteringar baserat på några kombinationer av använda metoder och utvärdera klassningsnoggrannhet kontra skattad kostnad för att välja metoden;
• att föreslå en metod och ett arbetsflöde för att genomföra en regiontäckande naturtypskartering, inklusive beräknad kostnad.

Kontakter


Camilla Jönsson, Metria AB, 010-121 85 11, camilla.jonsson@metria.se 
Sandra Wennberg, Naturvårdsverket, 010-698 12 45, sandra.wennberg@naturvardsverket.se
Heather Reese, SLU, 090-786 84 85, heather.reese@slu.se

Senast uppdaterad: 6 februari 2012