Hur påverkas markfuktighetskartans noggrannhet av digitala höjdmodeller med högre upplösning?

Markfuktighetskartor (Djup till beräknad grundvattennivå, DTW-kartor) används ofta som  beslutsstöd i skogsbruket. De används av såväl skogliga planerare som maskinförare. I sin enklaste form separerar kartorna områden med DTW mindre än 1 m, det vill säga områden som antas vara blöta eller fuktiga, från annan mark. Med tätare laserskanning kan mer detaljerade markmodeller beräknas och ge markfuktighetskartor med högre upplösning, men hur påverkas användbarheten för skogsbruket?

Metod och arbetsgång

För att besvara denna fråga skapades DTW-kartor med 2 m, 1 m och 0,5 m upplösning utifrån flygburna laserdata med en punktdensitet på 0,5–1, 1–2 och cirka 24 punkter per kvadratmeter för ett studieområde nordväst om Sundsvall. För åtta trakter i detta område jämfördes sedan DTW-kartornas fuktklassning med en i fält skattad markfuktighet. Detta för att undersöka om DTW-kartorna baserade på högre upplösning i skanningen ger en bättre skattning av markfuktigheten. Resultaten redovisas i en vetenskaplig artikel (se nedan under ”Läs mer”).

Avverkningstrakterna inventerades i fält för att skatta markens fuktighet i utslumpade provpunkter längs avverkningsvägar. Markens fuktighet bedömdes i fem klasser: blöt, fuktig, frisk-fuktig, frisk och torr, enligt definitionerna i fältinstruktionen för Riksskogstaxeringen. Markens fukthalt, vegetation och markens profil i provytorna kontrollerades för att bedöma fuktighetsklasserna i fält. Trakterna var mellan 5 och 23 ha stora och hade avverkats under våren och sommaren 2020 och inventerades sedan under oktober och november samma år.

Rätt DTW-index till rätt fuktighetsklass

Av de fältbedömda fuktighetsklasserna var det var bara klassen ”torr” vars DTW-index säkerställt kunde separeras från DTW för de andra fuktighetsklasserna (Figur 1) oavsett upplösning på DTW-kartorna. Det genomsnittliga DTW-indexet i klassen torr var cirka 4 m. DTW-indexen i klasserna blöt och fuktig var cirka 1,2 m samt i frisk-fuktig och frisk ungefär 2 m, oavsett kartornas upplösning (Figur 1). Detta indikerar att DTW-kartor hade svårt att särskilja markfuktighetsklasserna blöt och fuktig från frisk-fuktig och frisk i det studerade området. Den ofta använda gränsen på 1 m för att avgränsa blöt och fuktig mark var för låg och gränsen borde i stället ligga omkring 1,5 m. Detta innebär dock en viss risk att frisk och frisk-fuktig mark klassas som blöt.

Ingen betydande förbättring genom högre upplösning

Resultaten av denna studie visade att högre upplösning av digitala höjdmodeller (2 m, 1 m och 0,5 m) baserade på flygburna laserdata (0,5 – 1, 1–2 och 24 punkter per m²), inte medför avsevärda förbättringar i klassificering av markens fuktighet med DTW-kartor. DTW-index skapas genom att först kartera vattenflöden utifrån en höjdmodell över landskapet och sedan skatta djupet från alla landskapspixlar (rutor) i höjdmodellen till dessa vattenflöden. En högre punktdensitet vid flygburen laserskanning av marken resulterar i höjdmodeller med ökad information och noggrannhet om småskaliga detaljer över markytans topografi, det vill säga mikrotopografin. Denna information, har en betydande roll på markfuktighets modellering i platta landskap, men har mindre betydelse i landskap med kuperad topografi, som i studieområdet. Den storskaliga topografin, som främst reglerar vattenflödens rörelse i landskapet, förändrades inte när upplösningen ökades från 2 m, till 1 m respektive 0,5 m. En upplösning på 1 till 2 m, kan därmed anses vara tillräckligt bra för bedömning av markfuktighet med hjälp av DTW-kartor vid planering av avverkningsvägar eller liknande skogliga tillämpningar.

Figur 1. 95 procent konfidensintervall av DTW-index från 2 m, 1 m och 0,5 m upplösning över de fältbedömda fuktklasserna enligt fältinstruktionen för Riksskogstaxering av skog, (Mohtashami, m.fl. 2022). Wet=Blöt, Moist=Fuktig, Mesic-moist=Frisk-fuktig, Mesic=Frisk, Dry=Torr.