Granbarkborren är ett tilltagande gissel i de finländska skogarna. Varmare och torrare somrar gör att risken för angrepp ökar. Med hjälp av bilder från drönare och satelliter försöker forskare vid Lantmäteriverkets Geodatacentral nu utveckla metoder för att kartlägga och förebygga spridningen av skadeinsekten.
– Vi har som mål i vårt projekt att försöka försvaga angreppen och kanske rentav förhindra att det uppstår masspopulationer av granbarkborre som orsakar stora skador, berättar Eija Honkavaara, som är forskningsprofessor vid Geodatacentralen.
Hotet från granbarkborrarna ökar när klimatet blir varmare. Tidigare har det förekommit endast en generation granbarkborrar i året i Finland, men nu händer det att det hinner bildas två generationer skadegörare också här i vårt land.
Längre ner i Europa kan det förekomma upp till tre generationer granbarkborrar under ett år, vilket orsakar stora skador på skogarna. Läget är dåligt för granskogarna redan i södra Sverige.
Snabbare kartering
Traditionellt har forskningen gjorts så att man gått ut i skogen och anlagt ett försöksområde på ställen där det funnits angrepp av granbarkborren.
Därefter har forskarna gjort observationer på plats ute i skogen och följt med hur angreppen utvecklas. På basen av observationerna har sedan olika riskmodeller utvecklats.
Med hjälp av fjärrkartering som görs med drönare och satelliter kan större arealer kartläggas, vilket gör det snabbare och effektivare att utveckla riskmodellerna.
I det nu aktuella projektet på Geodatacentralen använder sig forskarna både av drönare och satellitbilder för att få en uppfattning av angreppen. Forskningen baserar sig på material från ett skogsområde i Ruokolahti i Södra Karelen som drabbades av granbarkborrar efter Asta-stormen 2010.
Drönarna är försedda både med vanliga kameror som tar bilder i synligt ljus och med multi- och hyperspektrala kameror som tar i bilder i våglängdsområden som inte är synliga för blotta ögat.
Drönarna tar noggranna bilder
Noggrannheten i drönarbilderna är stor. De har en upplösning som går ner till 5 x 5 centimeter och kan enkelt urskilja enskilda träd. Nackdelen med drönarna är att de inte kan kartlägga så stora områden.
Användningen har också begränsats av att regelverket kräver att drönare huvudsakligen skall flygas inom visuellt synhåll för användaren. Från februari lättar kraven, vilket gör att drönarna kommer att kunna användas mer effektivt.
Forskarna försöker också kombinera den information som finns i drönarbilderna med satellitbilder som har sämre upplösning. Som satellitbilder används bilder från de europeiska Sentinel-satelliterna, vilka har en upplösning på 10 x 10 m.
Satellitbilder effektiva för stora områden
Madeleine Östersund, som är forskare på Geodatacentralen, gjorde nyligen sitt diplomarbete kring ämnet granbarkborrar och fjärrkartering. Målet med studien var att hitta en metod för att kombinera högupplöst drönardata med satellitdata som har lägre upplösning för att övervaka barkborren.
Resultatet blev en metod som gör det möjligt att övervaka förekomsten av granbarkborrar på större områden än vad som hittills varit möjligt i Finland. Tanken är att drönarnas bilder analyseras med hjälp av maskininlärningsmetoder så att systemet lär sig urskilja vilka granar som är skadade av granbarkborren.
På satellitbilderna däremot, som har en upplösning på 10 x 10 m, ser man inte enskilda träd. Men med hjälp av de modeller som nu utvecklas kan man se om det finns någonting i 10 x 10 meters rutan som gör att trädens hälsa är försämrad, vilket gör att granbarkborrar kan upptäckas i ett tidigt skede.
Eija Honkavaara konstaterar att satellitbilderna är verkligt effektiva för att kartlägga stora områden. När bilderna från Sentinel-satelliterna dessutom är tillgängliga gratis blir monitoreringsmetoden både intressant och kostnadseffektiv. Men det finns ännu saker som det måste forskas mera i.
– Vi skulle gärna använda oss mer av satellitbilder, men systemen fungerar ännu inte så bra i blandskogar, berättar Östersund.
Skall kunna identifiera första angreppet
När projektet är klart vid årets slut är det meningen att forskarna skall ha tagit fram effektiva drönarbaserade metoder för att identifiera skador av granbarkborren. Tanken är också att metoderna skall kunna identifiera angreppet redan i det första ”gröna” skedet.
Först då barkborrarna har angripit trädet är trädkronan nämligen ännu grön. I senare skeden blir trädkronan rödaktig, sedan grå och till sist dör trädet.
– Vanliga kamerabilder ger rätt mycket information, men för att kunna identifiera det första gröna angreppsskedet använder vi kameror som arbetar i andra våglängder än synligt ljus. Vi arbetar på att få så kostnadseffektiva lösningar som möjligt, både då det gäller kamerasensorer och metoder för maskininlärning, berättar Honkavaara.
Att med hjälp av drönare och satellitbilder hitta angrepp av barkborre är det första skedet som Geodatacentralens forskare har hand om. Forskarna analyserar sedan tidsserier över hur skadorna har utvecklats i försöksområdet.
Det datamaterialet tar sedan skogsforskare itu med och försöker göra riskmodeller för att försöka förstå hur granbarkborrarna rör sig och vilka träd de angriper. Det skall i slutändan ge metoder som förhoppningsvis kan hjälpa till med att bromsa och förebygga angrepp.
På Geodatacentralen har skogens hälsa och granbarkborrar varit ett forskningsobjekt redan under många år. Forskningsgruppen som Honkavaara leder deltar i två forskningsprojekt inom området.
Det ena projektet, Sprucerisk, som finansieras av jord- och skogsbruksministeriet, har som mål att utveckla prognossystem med vars hjälp skogsbruket kan anpassas till ett förändrat klimat. Det andra projektet, Unite, är ett av Finlands Akademis flaggskeppsprogram och skall bland annat använda ny teknik för att förbättra prognostisering och beslutsstöd i skogsbruket.