Bakkestuen, V. & Venter, Z. 2021. Utvikling av standardiserte bakkesannheter for økosystemer på land. NINA Rapport 1922. Norsk institutt for naturforskning.
Miljøforvaltningen har betydelige kartleggings- og overvåkingsbehov. Dette gjelder særlig for heldekkende overvåking av status og endringer av naturtypene som finnes i Norge. Fjernmåling er en arealdekkende teknologi som kan gjøre naturovervåkingen mer kostnadseffektiv og som gir areal- og utslippsstatistikker som er mulig å oppdatere fortløpende. Dette er nødvendig for å kunne gi et godt grunnlag for målrettet forvaltning og politikkutforming.
På tross av de mulighetene som ligger i fjernmålte produkter, så har de også en rekke utfordringer knyttet til seg når det gjelder å gjøre produktene forvaltningsrelevante. Det ligger en usikkerhet i alle fjernmålte kartprodukter. Forvaltningen er særlig avhengig av at heldekkende naturtypekartprodukter er nøyaktige nok for det gitte forvaltningsformålet med hensyn på riktig klassifisering av arealer. For de fleste forvaltningsformål vil utviklingen av gode produkter kreve tilgang til bakkesannheter av tilstrekkelig kvalitet og omfang. Tidligere rapporter har tydeliggjort at mangel på gode akkesannhetsdata er en begrensning for bruk av fjernmåling i Norge.
I denne rapporten har vi sett på hvilke eksisterende kilder til in situ kartlagte data vi har i Norge som kan brukes som gode bakkesannheter for fjernmåling (BFF). Vi har sett på mulighetene for å hente BFF som ligger i de arealrepresentative overvåkingssystemene Landsskogtakseringen (LST) og i Arealrepresentativ overvåking (ANO), som er de to eksisterende store programmene for innhenting av arealstatistikk og overvåking i Norge. I tillegg har vi høstet erfaringer fra to store internasjonale programmer, LUCAS og LCMAP, som også kan brukes i innhenting av BFF. ESA sin in-situ komponent er også kort beskrevet.
Rapporten går igjennom hvilke krav som bør settes for gode BFF, både når det kommer til de statistisk riktige metodene og de mest løsningsorienterte metodene i forhold til tilgjengelige ressurser. Rapporten har kommet fram til seks viktige krav som BFF bør oppfylle: (i) generelt krav om statistisk utlegging av BFF som oppfyller kravene i moderne samplingsmetodikk også når det gjelder representativt utvalg av prøveflater, (ii) oppfyller homogenitetskravet for BFF, (iii) oppfyller arealkravet for minstestørrelse for BFF, (iv) oppfyller kravet om tilstrekkelig antall, (v) har innebygget mulighet til å fange opp sjeldne arealtyper og (vi) at BFF ligger fritt tilgjengelig maskinlesbart et sted på nettet. Det siste er viktig med tanke på FAIR prinsippene. De aller fleste eksisterende overvåkingsprogrammene som ikke er tilpasset BFF i utgangspunktet, sliter med å oppfylle krav (ii) homogenitet og (iii) tilstrekkelig minsteareal. Dette gjelder også LST og ANO. Det er viktig at dataene er kvalitetssikret (særlig hvis man punsjer i felt).
LUCAS (Land Use/Cover Area frame Survey) er et EU-samarbeid (Eurostat) som skal gi harmonisert og sammenlignbar statistikk om arealbruk og arealtyper over hele EU. LUCAS utføres, som i LST og ANO, med feltobservasjoner i et lite sentrert areal (her i en sirkel med 1,5 m radius) på utvalgte forhåndsdefinerte prøvepunkter. LUCAS har eksistert siden 2006 og feltarbeid gjennomføres hvert 3. år. LUCAS sin kjerneprotokoll for innsamling av data hadde store begrensninger på romlig skala og representativitet når det gjaldt å bruke disse innsamlingene til kalibrering, opplæring og/eller validering av fjernmålte produkter. Derfor gjorde LUCAS en tilpasning i 2018 for å imøtekomme kravene som BFF bør oppfylle. Den viktigste endringen gjort i 2018 besto i å lage en homogent LUCAS polygon rundt kjerneområdene. En LUCAS polygon består av fire innmålte punkter i N, S, Ø, V retning i opptil 51 meter fra midtpunktet dersom arealtypen/klassen ikke endrer seg i løpet av denne distansen. Ved endring av arealtype i en eller flere av kardinalretningene settes punktet i overgangen av arealtypene/klassene.
Ved å innføre en slik liten endring som ble gjort LUCAS i 2018, ville man kunne gjøre LST og ANO mye mer anvendbare i BFF sammenheng. Om dette ikke er praktisk mulig å lage en LUCAS polygon, vil en vurdering av homogenitet i arealtype eller arealklasse i en sirkel med radius 25 meter rundt det eksisterende midtpunktet, være til stor nytte.
Rapporten foreslår å lage kartprodukter fra fjernmåling i en tre trinns prosess, alt etter hvilken presisjon som ønskes i sluttproduktet. Første trinn, som kan være en skrivebordsøvelse der man henter treningspunkter fra ekspertvurderinger og tolkninger av flyfoto/satellitt, vil kunne være utgangspunkt for et førstegenerasjonskart. Førstegenerasjonskartet kan brukes til å lage en samplingsstrategi for innhenting av bakkesannheter i felt i trinn to. Det er foreslått å hente inn 50 – 100 BFF for å lage et andregenerasjonskart. Dersom det andre generasjonskartet i trinn to virker lovende, dvs. har gode valideringsresultater fra de innhentede BFF, åpner dette for trinn tre, hvor det gjerne innhentes 500 eller flere BFF (blant annet avhengig av valideringsresultatene i trinn to) for å lage et tredje generasjonskart med høy kvalitet.
I rapporten finnes det også et forslag til en BFF app, som allerede er tatt i bruk av Miljødirektoratet i andre pågående prosjekter slik som ANO. Det er gitt konkrete forslag til hva som skal samles inn av parametere i appen.
Med muligheter for mer objektbasert klassifikasjon i pikselnaboskap, og mer fokus på mønster-analyser i framtiden, vil antagelig etterspørselen etter mer dyplæringsanvendelige BFF, som bilde chips, øke i framtiden
