Practical experience of bathymetric LIDAR

Relevanta dokument
SGUs arbete med havsplanering

Bättre inventeringar av marina miljöer Kunskap för planering och förvaltning av kust och hav Johnny Berglund, Länsstyrelsen Västerbotten

Viktig information för transmittrar med option /A1 Gold-Plated Diaphragm

CHANGE WITH THE BRAIN IN MIND. Frukostseminarium 11 oktober 2018

Resultat av den utökade första planeringsövningen inför RRC september 2005

Gemensam undervattens karta för Finland och Sverige. Carlos Paz von Friesen Länsstyrelsen i Västerbotten

The Municipality of Ystad

Measuring child participation in immunization registries: two national surveys, 2001

Grafisk teknik IMCDP IMCDP IMCDP. IMCDP(filter) Sasan Gooran (HT 2006) Assumptions:

Module 6: Integrals and applications

Grafisk teknik IMCDP. Sasan Gooran (HT 2006) Assumptions:

Adding active and blended learning to an introductory mechanics course

GÄVLE Anna Ryymin Salla Salovaara

Grafisk teknik. Sasan Gooran (HT 2006)

High Coast/Kvarken Archipelago

Measuring void content with GPR Current test with PaveScan and a comparison with traditional GPR systems. Martin Wiström, Ramboll RST

Protected areas in Sweden - a Barents perspective

Boiler with heatpump / Värmepumpsberedare

Discovering!!!!! Swedish ÅÄÖ. EPISODE 6 Norrlänningar and numbers Misi.se

Isolda Purchase - EDI

Vägytans tillstånd, historik och framtid. Johan Lang

Writing with context. Att skriva med sammanhang

Ett hållbart boende A sustainable living. Mikael Hassel. Handledare/ Supervisor. Examiner. Katarina Lundeberg/Fredric Benesch

WAVES4POWER Fosnavåg 24 oktober 2016

Stiftelsen Allmänna Barnhuset KARLSTADS UNIVERSITET

Styrteknik: Binära tal, talsystem och koder D3:1

Hur fattar samhället beslut när forskarna är oeniga?

Alias 1.0 Rollbaserad inloggning

SOLAR LIGHT SOLUTION. Giving you the advantages of sunshine. Ningbo Green Light Energy Technology Co., Ltd.

Beijer Electronics AB 2000, MA00336A,

SkillGuide. Bruksanvisning. Svenska

Schenker Privpak AB Telefon VAT Nr. SE Schenker ABs ansvarsbestämmelser, identiska med Box 905 Faxnr Säte: Borås

INSTALLATION INSTRUCTIONS

Aborter i Sverige 2008 januari juni

2.1 Installation of driver using Internet Installation of driver from disk... 3

A study of the performance

12.6 Heat equation, Wave equation

The Swedish system of Contract Archaeology

Non-toxic antifouling methods to combat marine bio fouling on leisure boats in the Baltic Odd Klofsten Boatwasher Sweden AB

Arbetstillfällen

Kundfokus Kunden och kundens behov är centrala i alla våra projekt

Alla Tiders Kalmar län, Create the good society in Kalmar county Contributions from the Heritage Sector and the Time Travel method

Inkvarteringsstatistik. Göteborg & Co. Februari 2012

Kartering av habitat med undervattensvideo

Välkommen in på min hemsida. Som företagsnamnet antyder så sysslar jag med teknisk design och konstruktion i 3D cad.

Accomodations at Anfasteröd Gårdsvik, Ljungskile

Calculate check digits according to the modulus-11 method

Examensarbete i matematik på grundnivå med inriktning mot optimeringslära och systemteori

Water management in Sweden

DRIVERS PG 2-9 DRIVERS

Effects of shore-level displacement on the ecology of Baltic Sea bays

Klyvklingor / Ripping Blades.

SWETHRO. Gunilla Pihl Karlsson, Per Erik Karlsson, Sofie Hellsten & Cecilia Akselsson* IVL Svenska Miljöinstitutet *Lunds Universitet

A bloom of bacteria from the Sphaerotilus-Leptothrix group in February 2017

Hittsjön. Vindkraftspark. Samrådsunderlag

Kvalitetsarbete I Landstinget i Kalmar län. 24 oktober 2007 Eva Arvidsson

denna del en poäng. 1. (Dugga 1.1) och v = (a) Beräkna u (2u 2u v) om u = . (1p) och som är parallell

Om oss DET PERFEKTA KOMPLEMENTET THE PERFECT COMPLETION 04 EN BINZ ÄR PRECIS SÅ BRA SOM DU FÖRVÄNTAR DIG A BINZ IS JUST AS GOOD AS YOU THINK 05

Gotland nytt område i övervakningen

COPENHAGEN Environmentally Committed Accountants

Examensarbeten i biologi vid Institutionen för akvatiska resurser, SLU

Rastercell. Digital Rastrering. AM & FM Raster. Rastercell. AM & FM Raster. Sasan Gooran (VT 2007) Rastrering. Rastercell. Konventionellt, AM

Botnia-Atlantica Information Meeting

Svenska()(Bruksanvisning(för(handdukstork()(1400(x(250(mm(

Typografi, text & designperspektiv

GOLD SD Med styrenhet/with control unit. Fläkt/ Fan. Utan filter/ Without filter. Fläkt/Fan. Fläkt/ Fan. Med filter/ With filter.

Preschool Kindergarten

SVENSK STANDARD SS-EN ISO 19108:2005/AC:2015

FORSKNINGSKOMMUNIKATION OCH PUBLICERINGS- MÖNSTER INOM UTBILDNINGSVETENSKAP

Service och bemötande. Torbjörn Johansson, GAF Pär Magnusson, Öjestrand GC

Studieteknik för universitetet 2. Books in English and annat på svenska

Utvärdering SFI, ht -13

The Arctic boundary layer

balans Serie 7 - The best working position is to be balanced - in the centre of your own gravity! balans 7,45

Användarhandbok. MHL to HDMI Adapter IM750

Stort Nordiskt Vänortsmöte maj Rundabordssamtal Hållbar stadsutveckling, attraktiva städer 20 maj 2016

Discovery FSQ, IAA Utgåva/Edition 11. SE Habo. Klass 2 IAA FSQ-I 26W. 4 mm c c mm N L

Isometries of the plane

Smart specialisation in Sweden. Cecilia Johansson

Klicka här för att ändra format på bakgrundsrubriken

Vad händer med havsnivån i Stockholms län - vad behöver vi planera för? Sten Bergström SMHI

GOLD SD Fläkt 2/ Fan 2. Fläkt 1/ Fan 1. Fläkt/ Fan. Utan filter/ Without filter. Fläkt 1/ Fan 1. Fläkt 2/ Fan 2. Med filter/ With filter Filter

NORDIC GRID DISTURBANCE STATISTICS 2012

Sammanfattning hydraulik

Workplan Food. Spring term 2016 Year 7. Name:

Module 4 Applications of differentiation

Evaluation of the North Livonian Transboundary Ramsar Site in the context of the Transboundary Wetland catchment (Estonia-Latvia)

The Algerian Law of Association. Hotel Rivoli Casablanca October 22-23, 2009

MÄTNING AV VÄGT REDUKTIONSTAL MEASUREMENT OF THE WEIGHTED SOUND TRANSMISSION LOSS

Kristina Säfsten. Kristina Säfsten JTH

The reception Unit Adjunkten - for newly arrived pupils

Syns du, finns du? Examensarbete 15 hp kandidatnivå Medie- och kommunikationsvetenskap

Materialplanering och styrning på grundnivå. 7,5 högskolepoäng

Swedish adaptation of ISO TC 211 Quality principles. Erik Stenborg


Webbregistrering pa kurs och termin

WindPRO version feb SHADOW - Main Result. Calculation: inkl Halmstad SWT 2.3. Assumptions for shadow calculations. Shadow receptor-input

Health café. Self help groups. Learning café. Focus on support to people with chronic diseases and their families

Investeringsbedömning

Grass to biogas turns arable land to carbon sink LOVISA BJÖRNSSON

Transkript:

Practical experience of bathymetric LIDAR Project U.L.T.R.A DEVELOPING LIDAR-BASED ANALYSIS FOR MARINE MAPPING Johnny Berglund, County Administrative Board of Västerbotten

BACKGROUND TO PROJECT ULTRA Very limited knowledge of underwater nature in combination with rapidly increasing exploitation pressure (marine wind farms) Regional spatial planning and/or environmental impact assessments unreliable without basic seafloor information Existing methods (ship-based echosounding) ineffective in shallow areas (where the highest natural values are found) Airborne LIDAR is very fast, but has so far generated only depth information (bathymetry) The ULTRA-project s main goal = extract additional seafloor information from LIDAR (substrate and vegetation)

WHAT IS LIDAR? LIDAR (Light Detection and Ranging) is an active remote sensing method, based on shooting a laser pulse and measuring how long it takes for the reflection to return. Since the speed of light is a constant the measured time (for the reflection) can then be used to calculate the distance (+/-a few centimeters). Geopositioning is achieved using aeronautical GPS and gyros. Marine LIDAR systems use two different lasers, one red (terrestrial Lidar) and one green (cyan). The red pulse does not penetrate water but is used to calibrate a more exact depth (depth = the difference between the surface and the seafloor).

WHAT IS LIDAR?

TEST AREAS UMEÅ VAASA 10km

TEST AREA IN SWEDEN 3km 7km

Potamogeton perfoliatus

Bladderwreck Fucus radicans SOFT BOTTOMS

BOULDERS - STONES

SAND

BASIC LIDAR BATYMETRY RESULTS LIDAR data (right) has a horisontal resolution of 2x2 meters, resulting in a much more detailed seafloor topography (in shallow areas). 200 m

Resultat, Djupdata

DEPHT DATA IN 3D Reefs Nature 2000 habitat 1170

EXTRACTING NEW DATA FROM LIDAR The seafloor substrate and vegetation generates interference in the reflection of the laser pulse, something which traditionally has been seen as a problem (when trying to measure only depth). The ULTRA project managed to extract geological and biological information contained in this disturbance (the shape of the LIDAR curve) and use the results to classify important habitat groups on the seafloor. SEA SURFACE SEAFLOOR

EXTRACTING DATA (a) (b) Example of a lidar waveform at bottom depth 6.1 m. Parts of the waveform (a), interpolated volume backscatter (b), difference wave of the bottom echo pulse (c), and an example of 50 % and 100 % level of the bottom echo pulse (d).

FIELD WORK

LIDAR SIGNAL DATA Analysis by M Tulldahl, FOI BLACK = hardbottom (Boulders, stones, pebbels) RED = soft bottoms

Bladderwreck Fucus radicans SOFT BOTTOMS

LIDAR SIGNAL DATA Bladderwrack (Fucussp.) is a key ecological species in the Baltic, and it s distribution can be modelled fairly accurately if there is enough input information available (left). There is however a huge difference when the modelled results are compared to the data extracted from LIDAR (which shows the actual real-life distribution). 200 m 200 m

ACCURACY OF THE METHOD

CLASSIFICATION OF LIDAR DATA

LIMITATIONS AND PROBLEMS -Limitations connected to water clarity or colour -Limitations in depth distribution

LIDAR-COVERAGE About 50 % of the water area was lacking LIDAR-data High turbidity or brown water Deeper than 15 m

Turbid or brown water

Problems in real shallow areas

Results in real shallow areas Real shallow areas Waves Land or water (?)

CONCLUSIONS The LIDAR method is very fast: 20 km 2 per hour with 2x2 meter resolution(in optimal conditions) compared to 10 km 2 per summer with 100x100 meter resolution for a 3-person field team (doing underwater video + diving utilizing boats). The new LIDAR inventory yields accurate depths as well as a rough but reliable classification of the natural values on the seafloor, but only down to 2,5-3 x Secchi-depth (12 18 meters in the Baltic). A reliable correlation of the LIDAR signal to seafloor geology and vegetation requires extensive groundtruthing, but the classification can then be extended to very large areas (thousands of km 2 ).

UMEÅ Umeå VAASA 10km

Områdesavgränsning

Resultat, Naturvärdeskartor Höga kärlväxter Kransalger

Hårdbotten -Mjukbotten

CLASSES

How good are the models? Sjökort Digitaliserade djupmätningar Lidar (batymetri) Art/artgrupp Prediktionens kvalitet Prediktorvaria bler 1 Prediktionens kvalitet Prediktorvaria bler 1 Prediktionens kvalitet Prediktorvaria bler 1 Cladophora 25% täckning Intermediär (AUC 0,771) Vågexponering, djup, siktdjup Intermediär (AUC 0,785) Vågexponering, djup, siktdjup God (AUC 0,814) Djup, vågexponering Höga kärlväxter 2 5% täckning God (AUC 0,887) Djup, vågexponering, siktdjup Intermediär (AUC 0,755) Djup, vågexponering, ljusexponering, kurvatur, lutning Intermediär (AUC 0,757) Djup, vågexponering, Chara spp. 10% Intermediär (AUC 0,798) Djup God (AUC 0,839) Djup, ljusexponering, siktdjup Intermediär (AUC 0,778) Djup, kurvatur Potamogeton perfoliatus 5% - - Dålig (AUC 0,680) Djup, vågexponering, ljusexponering, siktdjup, kurvatur Dålig (AUC 0,689) Djup, vågexponering, siktdjup Hårdbotten 25% täckning Dålig (AUC 0,553) Vågexponering, djup God (AUC 0,806) Vågexponering, djup, kurvatur, lutning Intermediär (AUC 0,746) Vågexponering, djup Mjukbotten 25% täckning God (AUC 0,898) Vågexponering, djup God (AUC 0,853) Vågexponering, djup God (AUC 0,842) Vågexponering, djup

Validering av kartor Jämförelse mellan modellerat data från 2009 och externt dataset från 2007