Om mätning inne i skogen

Inledning

Alla mätningar inne skogen skiljer sig en hel del från motsvarande mätningar på en öppen mark. Oavsett val av mätinstrument, blir oftast mätningarna inne i skogen betydligt krångligare och mer tidskrävande än motsvarande mätningar på en öppen mark. Träden tenderar helt enkelt att försvåra och försinka mätningen inne i skogen

Hur olika trädslag inverkar på mätningen

Lövträd och slybuskar

Att mäta i en skog med ett stort lövinslag, blir mycket enklare under vinterhalvåret, då löven har fallit. Efter lövsprickningen på försommaren, försvåras åter mätningen i inne skogen. Notera att detta gäller för alla sorters mätinstrument.

Barrträd och enebuskar

Att mäta i en barrskog är ungefär lika besvärligt året om. Det enda undantaget är lärkträden, som ju fäller barren varje höst. I mätsammanhang får därför alla lärkträd räknas som lövträd.

Höjdmätningar

GPS-noggrannheten försämras inne i skogen, enligt egna tester. All mätning inne i skogen, där höjden är viktig, kräver därför en totalstation eller något annat optiskt mätinstrument

Definitioner

Till skogen räknas, i mätningssammanhang, även alléer, slybeväxta åkerholmar och öppna diken, samt fältkanter som gränsar mot en skog - synnerhet om skogskanten eller diket finns mot söder. Byggnader och trädbeväxta trädgårdar räknas också hit.

Olika mätinstrument

Inne i skogen kan i princip fyra olika mätinstrument användas

  1. RTK-GPS och nätverks-RTK
  2. DGPS
  3. Totalstation 
  4. Andra optiska mätinstrument

RTK-GPS och nätverks-RTK

Många problem inne i skogen

Fixlösning och flervägsmätningar

En RTK-GPS och en nätverks-RTK trivs endast i öppna landskap. Inne i skogen kan det vara mycket svårt att erhålla en fixlösning. Om någon fixlösning överhuvudtaget erhålls, tar den oftast mycket lång tid att uppnå (ibland flera timmar). Dessutom förloras fixlösningen lätt vid minsta förflyttning av RTK-GPS-antennen. Alla dessa problem med fixlösningen beror helt och hållet på s.k. flervägsmätningar (multipath). 

Satellittillgång

Inne i skogen försvinner dessutom den svaga L2-bärvågssignalen från flera satelliter. Då går det bara att mäta där med en RTK-GPS och en nätverks-RTK, om det finns riktigt gott om tillgängliga satelliter (och då kanske enbart med en flytlösning). Annars är det helt omöjligt att mäta med en RTK-GPS och en nätverks-RTK inne i skogen, på grund av alltför få tillgängliga satelliter med L2-bärvågssignaler. Dessutom försämras satellitgeometrin, när L2-bärvågssignalerna försvinner. Efter lövsprickningen under försommaren, försvinner många GPS-signaler helt och hållet i lövverket

Förväntad mätnoggrannhet inne i skogen

Enligt egna tester, blir den garanterade mätnoggrannheten vid en fixlösning inne i skogen inte bättre än 0,5 meter - både i sidled och i höjdled

Basstationens placering

Basstationen får ställas på någon öppen mark (t.ex. ett kalhygge) i närheten av det aktuella mätområdet. Det maximala avståndet mellan basstationen och rovern kan inte bli större än 1 - 2 kilometer (gäller för en radiolänk utan några repeaters på strategiska platser).

Noggranna GPS-mätningar inne i skogen

För att kunna mäta effektivt inne i skogen med en RTK-GPS eller en nätverks-RTK, krävs antingen att skogen tas ner (ett kalhygge) eller att RTK-GPS-antennen hamnar någon meter ovanför trädtopparna. I båda fallen blir det i praktiken, som att mäta med en RTK-GPS eller en nätverks-RTK på en öppen mark. 

En metod för att gå upp antennen ovanför trädtopparna

De längsta teleskopiska mätstängerna på marknaden är 5 meter långa. Med lämpliga adapters kan flera mätstänger kopplas samman till en tillräckligt lång mätstång, för att RTK-GPS-antennen ska hamna någon meter ovanför trädtopparna.

Svårt att stå kvar nere på marken med en superlång mätstång

När en RTK-GPS-antenn är monterad på toppen av en 4 - 5 meter lång mätstång, kan det vara besvärligt att stadigt hålla mätstången i lod - om mätaren står kvar nere på marken! Detta beror på hävstångseffekten, som tyvärr gör sig påmind så fort mätstången kommer ur "lodets jämvikt".

Är trädens höjd 15 - 25 meter eller mer, så kan helt enkelt inte mätaren stå kvar nere på marken och samtidigt hålla en 15 - 30 meter lång sammankopplad mätstång i lod. Den långa mätstången blir till en alldeles för lång hävstång, för att mätaren ska kunna hålla emot när den långa mätstången kommer ur "lodets jämvikt".

Skylift

Om mätaren kommer upp i trädtoppshöjd, kan vederbörande betydligt lättare hålla emot den långa mätstången - när den kommer ur "lodets jämvikt"! Det kräver väl närmast att mätaren står på en upphissad s.k. skylift eller dylikt, för att stadigt kunna hålla den 20 - 30 meter långa sammankopplade mätstången i lod (med en RTK-GPS-antenn monterad på toppen av mätstången). Hisskorgen måste då vara strax under trädtoppshöjd, för att mätaren ska ha en chans att kunna hålla den 20 - 30 meter långa mätstången i lod. 

En skylift transporteras ju inte hur som helst inne i skogen. Synnerhet inte med en mätare i den upplyfta hisskorgen, som håller den långa mätstången i lod...

Slutsats  

Avvägningar och inmätningar för terrängmodeller med en RTK-GPS inne i skogen är, enligt egna tester, tyvärr bara att glömma. Avvägningar och inmätning för terrängmodeller inne i skogen kräver helt enkelt en totalstation eller något annat optiskt mätinstrument. Även detaljutsättningar med en RTK-GPS inne i skogen är, enligt egna tester, tyvärr bara att glömma. Det kräver helt enkelt en totalstation.

DGPS

Horisontala grovmätningar

Bakgrund

För att kunna mäta effektivt inne i skogen med en DGPS, krävs antingen att skogen tas ner (ett kalhygge) eller att DGPS-antennen hamnar någon meter ovanför trädtopparna. I båda fallen blir det i praktiken, som att mäta med en DGPS på en öppen mark. 

Nedanstående redovisning gäller dock för en vanlig DGPS-mätning inne i skogen, då det är omöjligt att få upp DGPS-antennen ovanför trädtopparna.

Funktionaliteten hos olika DGPS-tjänster

Satellitbaserade DGPS-tjänster

Inne i skogen fungerar inte några satellitbaserade DGPS-tjänster som Omnistar och WAAS/EGNOS. Korrektionssignalerna från kontrollsatelliterna tenderar helt enkelt att filtreras bort inne i skogen. Utan någon korrektionssignal, så blir det omöjligt att mäta med en DGPS-mottagare.

Radiobaserade DGPS-tjänster

Den radiobaserade DGPS-tjänsten från Sjöfartsverket och den radiobaserade EPOS-tjänsten från Cartesia fungerar däremot alldeles utmärkt inne i skogen, bara en fungerande radiolänk finns på den aktuella mätpunkten. Är det en radioskugga på mätplatsen, så går det inte att mäta med någon radiobaserad DGPS-tjänst.

DGPS-mätning mot egen basstation

DGPS-mätningar mot en egen basstation fungerar också bra inne i skogen, förutsatt att en GSM-täckning eller en radiotäckning finns på den aktuella mätpunkten. Basstationen får då ställas på någon öppen mark (t.ex. ett kalhygge), som finns i närheten av det aktuella mätområdet. 

Det maximala avståndet mellan basstationen och rovern kan inte bli större än 1 - 2 kilometer (gäller för en radiolänk utan några repeaters på strategiska platser).

Enstaka mätpunkter kan bli helt felaktiga

För alla horisontala mätningar inne i skogen, är en DGPS mycket snabbare och smidigare än både en RTK-GPS och en nätverks-RTK. Enligt egna tester, kan dock enstaka DGPS-beräknade positioner sticka i väg rejält under svårare mottagningsförhållanden - trots att den angivna precisionen kontrollenheten är helt okej för en DGPS-mätning! 

Vid grovutsättningar och gränsanvisningar är det relativt lätt att upptäcka, när den DGPS-beräknade positionen sticker iväg 10 - 50 meter. Värre är det vid rena inmätningar, där den DGPS-beräknade positionen inte syns i mätögonblicket. Då blir det omöjligt att upptäcka i fält när den DGPS-beräknade positionen sticker i väg. 

Förväntad mätnoggrannhet inne i skogen

Enligt egna tester, ligger den horisontala mätnoggrannheten för en DGPS-mätning inne i skogen för det mesta inom 0,5 - 3 meter. Vid en mätning inne i skogen är en DGPS alltid mycket snabbare än en RTK-GPS med en flytlösning.

Slutsats

Vid grovutsättningar och gränsanvisningar i slyskogar och planteringar är en DGPS-mottagare ett givet val, då mätnoggrannheten vanligtvis blir tillfredsställande. Dessutom syns det ganska väl om den DGPS-beräknade positionen plötsligt (och kortvarit) sticker i väg 10 - 50 meter. 

Värre är det med rena inmätningar, när mätaren inte ser positionen i mätögonblicket. Då kan enstaka DGPS-beräknade positioner sticka i väg rejält utan upptäckt i fält - trots att den angivna precisionen kontrollenheten är helt okej för en mätning! 

Dessa frispel hos DGPS-mottagaren minimeras genom att enbart mäta när det är minst 7 - 8 satelliter uppe (på den öppna marken), samt att höja det s.k. elevationsfönstret till ca 20 grader. 

Höjdmätningar

All DGPS-mätning är ju som ensam mätmetod helt värdelöst för all tredimensionell höjdavvägning - både inne i skogen och på den öppna marken! Däremot kan en DGPS-mätning fungera hyggligt i kombination med t.ex. en planlaser, för en tredimensionell höjdavvägning - både inne i skogen och på den öppna marken!

Det förutsätter givetvis en fri sikt mellan planlasern och lasermottagaren. Den fria sikten måste dessutom finnas i absolut rätt höjd. Annars erhålls inga pålitliga höjder!

Totalstation

Den tredimensionella mätnoggrannheten hos totalstationen är helt oöverträffad inne i skogen! Mätnoggrannheten är oftast bättre än 1 - 2 centimeter, enligt egna tester

Fri sikt

Ett absolut krav

Tyvärr har totalstationen (liksom de andra optiska mätinstrumenten) den stora nackdelen att det krävs en absolut fri sikt mellan prismat och totalstationen, för att överhuvudtaget kunna mäta in en punkt. Siktluckan behöver inte vara större än en handflata, men den måste ovillkorligen finnas. 

I synnerhet på skogsplanteringar och på skiften med mycket sly, krävs mycket jobb för att hugga fram den fria sikten

Många tidskrävande totalstationsflytt

Alla mätningar med en totalstation inne i skogen, kräver dessvärre många och täta totalstationsflytt, för att erhålla den fria sikten mellan prismat och totalstationen (utan en alltför mycket tidskrävande borthuggning av skymmande grenar, buskar och träd). Varje totalstationsflytt tar mellan en halvtimme och en timme i anspråk (inklusive stationsetableringen).

Mätningar på en kuperad skogsmark kräver vanligtvis fler totalstationsflytt än motsvarande mätningar på en plan skogsmark. 

Borthuggning av kundens kostnader

Generellt gäller att ju mer skymmande grenar, buskar och träd som tas bort, ju färre totalstationsflytt krävs, desto snabbare går mätningen och ju billigare blir det för kunden. Ofta är det ekonomiskt fördelaktigt för kunden, om vederbörande kan ställa upp med en kombinerad "skogshuggare" och "utrustningsbärare" under mätningens gång. 

Gäller speciellt för mätningar med  en enmans totalstation

Vid en mätning med en enmans totalstation, blir kundens "lön" som "skogshuggare" och "utrustningsbärare" extra stor. Mätaren kan, av praktiska skäl, oftast bara ställa upp med en fällbar handsåg eller en yxa. Mätaren har ju bokstavligt talat händerna fulla med totalstationen och dess tillbehör! 

Dessutom har mätaren bara tillgång till två händer, för att kunna bära fältutrustningen vid varje totalstationsflytt. Detta innebär då att den ensamme mätaren ibland kan behöva gå två gånger, vid ett totalstationsflytt. Om kunden däremot ställer upp med en hantlangare under mätningens gång, så behöver mätaren bara gå en gång vid varje totalstationsflytt.

Slutsats

Skogskanter och hyggeskanter

Totalstationen är perfekt för noggranna mätningar och avvägningar vid skogskanter och hyggeskanter. Är marken relativt plan, krävs bara något enstaka totalstationsflytt, för att erhålla den fria sikten

Äldre och glesare skog

Totalstationen kan även fungera hyfsat vid mätningar i en äldre och glesare skog, utan att det krävs alltför mycket borthuggande av skymmande grenar, buskar och träd (vilket annars tar dyrbar tid i anspråk). Räkna också med att det krävs en del totalstationsflytt, för att erhålla den fria sikten

Tät ungskog

Däremot är totalstationen helt värdelös för mätningar i en tät ungskog, utan alltför mycket borthuggande av skymmande grenar, buskar och träd (vilket tar dyrbar tid i anspråk). Räkna dessutom med att det krävs många totalstationsflytt, för att erhålla den fria sikten

Kuperad mark

Räkna med att det krävs många extra totalstationsflytt, jämfört med en motsvarande plan mark, för att erhålla den fria sikten

Snabba mätningar vid en fri sikt

Om bara den fria sikten och en prismalåsning erhålls, är totalstationen ett mycket snabbt och pålitligt mätinstrument - både inne i skogen och på den öppna marken!

Andra optiska mätinstrument

Planlaser, digitalt och manuellt avvägningsinstrument 

Bakgrund

Om enbart höjden är av intresse, kan en planlaser, ett digitalt avvägningsinstrument eller ett manuellt avvägningsinstrument vara ett snabbare och billigare alternativ i skogen än en totalstation, främst genom att instrumentflytten går snabbare! Det är ju bara höjden, som behöver etableras efter varje instrumentflytt

Fri sikt i rätt höjd

Med en planlaser, ett digitalt avvägningsinstrument eller ett manuellt avvägningsinstrument, sker all mätning och avläsning i ett helt horisontellt höjdplan från instrumentet. Därför måste siktluckan vara i absolut rätt höjd för en avvägning med dessa mätinstrument, medan prismahöjden (och därmed också den nödvändiga siktluckan) kan lätt justeras i höjdled vid alla mätningar med en totalstation

Räkna därför med att det krävs fler instrumentflytt med en planlaser, ett digitalt avvägningsinstrument eller ett manuellt avvägningsinstrument, jämfört med en totalstation.

Kuperad terräng

I en starkt kuperad terräng får sluttningarna avvägas etappvis "på skrå" med en planlaser, ett digitalt avvägningsinstrument eller ett manuellt avvägningsinstrument. Med en totalstation kan hela sluttningarna avvägas på en enda gång - om bara den fria sikten erhålls mellan totalstationen och prismat! 

Skillnader mellan en planlaser och ett avvägningsinstrument

Både digitala avvägningsinstrument och manuella avvägningsinstrument kräver en betydligt större siktlucka än en planlaser. I gengäld blir mätnoggrannheten i höjd klart bättre med både ett digitalt avvägningsinstrument och ett manuellt avvägningsinstrument än med en planlaser.

Flygbaserad laserskanner

För terrängmodeller över större skogsområden än ca 25 - 50 hektar, rekommenderas en flygbaserad laserskanning, trots de höga startavgifterna på ca 100 000 kr. Många laserskannade punkter får dock manuellt filtreras bort i datorn, för att de fastnade på träden istället för den avsedda markytan.

Nödvändiga kompletteringsmätningar

Dikesbottnarna på eventuella vattenfyllda diken får sedan kompletteringsmätas med antingen en totalstation, en planlaser, ett digitalt avvägningsinstrument eller ett manuellt avvägningsinstrument. Eventuella sjöbottnar får sedan kompletteringsmätas med ett ekolod + antingen en GPS eller en totalstation.

För att gå tillbaka till startsidan kan du klicka här! Vill du veta mer om olika mätinstrument kan du klicka här! Vill du veta mer om mina testmätningar kan du klicka här!