Planläggning Äbin Instruktion för planläggning av ett Äbinområde 2016 Christer Kalén och Bo Leijon
Version 2016-02-01 Skogsstyrelsen Författare Christer Kalén och Bo Leijon Läs mer www.skogsstyrelsen.se/abin
Instruktion för planläggning av Äbin 2016 Denna instruktion är en teknisk instruktion för GIS-arbetet vid planläggning av ett Äbinområde. Det utgår från gällande Äbininstruktion. Observera att instruktionen avser att kvalitetssäkra de mest relevanta momenten vid planläggningen. Varje entreprenör som praktiskt ansvarar för planläggning bör utforma sin egen rutin där ytterligare moment (mer detaljerade) ingår. På detta sätt avser Skogsstyrelsen att kvalitetssäkra utförandet av Äbin genom att bestämma delar där absolut stringens är nödvändig och låta andra delar ha visst utrymme av frihetsgrader. Bakgrund och planläggningens syfte Kärnan i Äbin är stickprovet av km-rutor. Enkelt uttryckt syftar inventeringen till att ta fram uppgifter om hur en genomsnittlig km-ruta ser ut i det område som ska inventeras. För detta krävs att man undersöker (inventerar) ett antal km-rutor för att därefter kunna säga något statistiskt relevant om tillståndet i en genomsnittlig ruta (eller totalt för alla rutor om man så vill). När vi har undersökt ett femtiotal km-rutor har vi i normalfallet en ganska god bild av en genomsnittlig km-ruta för området som helhet. Vi kan då skala upp till hela området för att göra skattningar av t.ex. antal stammar av ungtall för området som helhet. Skattningens kvalitet beror på hur väl vi har fångat in det som i verkligheten finns i de km-rutor som ingår i stickprovet. Utmaningen är att inom varje ruta som ingår i stickprovet hitta alla ungskogsbestånd där produktionsträden är mellan 1-4 meter i medelhöjd och för dessa ungskogar få så bra uppgifter som möjligt över hur de olika skadekategorierna fördelar sig på antalet stammar. Alltså, ju mer energi vi lägger ner på att få in uppgifter om beskaffenheten av en km-ruta i stickprovet desto bättre blir vår skattning av skadesituationen för området som helhet. Målet är att på ett bra sätt balansera mellan kostnad(tidsåtgång) och statistisk säkerhet i skattningen. Statistikerns uppgift är att till en så låg kostnad som möjligt få ut en väntevärdesriktig skattning med ett osäkerhetsintervall som befinner sig inom acceptabla gränser. Begrepp och Definitioner Tabell 1.Följande definitioner tillämpas i Äbin (ett urval från Äbin instruktionen 2015). Km-ruta Stickprov Urvalsram Målantal Buffertrutor Nollruta Bomruta Geografisk kvadrat med basen 1 km. Ett antal km-rutor som lottats slumpmässigt från urvalsramen. Stickprovet är ett representativt urval. Det antal rutor som ingår då stickprovet lottas. Endast hela km-rutor. Rutor som klippts och därmed inte representerar i km 2 ingår inte i urvalsramen. Ett vid upphandling specificerat antal km-rutor som efter genomfört fältarbete ska innehålla minst en inventerad provyta. Ett antal km-rutor som innehåller potentiell Äbinungskog och som inventeras i löpordning. Ruta som man under planläggning bedöms sakna potentiell Äbinungskog. Ruta med planlagda potentiella Äbinbestånd men där inget av dessa visat sig uppfylla Äbinkriterierna efter fältbesöket. 3
Att tänka på innan planläggning Vid förarbetet till Äbin kan det vara lämpligt att klargöra vissa saker innan lottningen. Kontrollera att områdets avgränsning (vanligtvis ÄFO-gräns) är uppdaterad. Länsstyrelserna tar beslut om det som rör ÄFO. Vad ska undantas från området? (Fjäll, hav, större sjöar, tätorter, m.m.). Sammanhängande områden med mark som saknar produktiv ungskog kan undantas. Det som blir kvar utgör urvalsram. Observera att det inte alls är avgörande för skattningen som sådan att undanta mark som saknar ungskog. Det är bara en arbetsbesparande teknik eftersom det annars blir fler "nollrutor". Värre är om man av misstag undantar områden där produktiv ungskog förekommer och som borde varit med. Används stratum? Hur ser det ut i så fall? Vilket provyteförband ska gälla? Hur många rutor ingår i stickprovet? Denna fråga är lite mer komplicerad än vad det verkar. För att kostnaden för en inventering både ska vara förutsägbar och likvärdig mellan områden så är praxis att man ska inventera km-rutor till dess att man når ett målantal där minst en provyta lagts ut och inventerats. Det innebär ofta att stickprovets storlek kan variera mellan områden medan målantalet för antalet km-rutor med minst en inventerad yta är detsamma. I viss utsträckning har man gjort avkall på statistiskt stringens av pragmatiska skäl. Egentligen blir förfarandet onödigt komplicerat och på sikt bör instruktionen justeras. Det man bör hålla isär är följande: stickprov, målantal, inventerade km-rutor, buffertrutor, noll-rutor och löpnummer. Målantal=Ett på förhand specificerat antal km-rutor som efter fältarbetet innehåller minst en inventerad provyta. Avgränsning För inventering 2016 är målantalet 45 km-rutor där minst en provyta inventerats. Till detta kan tillkomma ett antal nollrutor, dvs km-rutor som inte har Äbinungskog>0,5 ha (inom rutan). Det område som ska inventeras, Äbinområdet, ska avgränsas och indelas i km-rutor. I normalfallet är ÄFO yttre avgränsning. Skogsstyrelsen tillhandahåller km-rutor i Sweref99. Figur 1. Området avgränsas av en yttre gräns. 4
Klipp km-rutorna utifrån områdets avgränsning. Km-rutorna omfattar nu hela områdets areal. Ytterligare ett antal (hela) km-rutor kan maskas bort om de som helhet hamnar i sjöar, hav, bebyggelse eller annan mark där skog saknas. Detta är dock ett frivilligt steg. OBS! Endast hela kmrutor kan maskas bort för att minska antalet rutor i urvalet. Figur 2. Området indelas i km-rutor. Av praktiska och pragmatiska skäl gör vi ett nytt skikt där bara hela km-rutor finns kvar. I ArcMap görs det enklast genom att välja (select) rutor med arealen 1000000 m 2 och därefter skapa ett nytt skikt. Förändringen syns i kanterna URVALSRAM = XXX rutor Figur 3. Rutor längs yttre avgränsning som inte är hela raderas. Kvar finns endast rutor som är 1 km 2 stora. Detta utgå urvalsramen. Notera detta antal. När antalet km-rutor reducerats enligt ovan har vi nått till det som kallas urvalsram. Det är viktigt att ta med sig detta antal då data levereras. Det är utifrån vår urvalsram som stickprovet lottas (slumpas) fram. Lottning Lottningen syftar till att få fram ett stickprov som utgör ett representativt urval av de km-rutor som ingår i urvalsramen. Lottningen sker stegvis. Tilldela varje km-ruta i urvalsramen ett slumptal mellan 0-1. Så många decimaler som möjligt (t.ex. 0,7231489293). Använd slumptalsgenerator. Sortera tabellen i nummerordning utifrån slumptalskolumnen. 5
Välj i slumptalsordning ett tillräckligt antal att arbeta vidare med. Normalt räcker 200 rutor men i områden med särskilt låg areal äbin-skog kan erfarenhetsmässigt betydligt fler rutor behövas. Löpnumrera i denna ordning från 1. Spara undan skiktet. Figur 4. Ett större antal (~200 st) än vad som senare kommer att behövas lottas ut och löpnumreras i slumptalsordning från 1. Stickprov Utifrån de lottade rutorna, som kan sägas vara ett representativt urval, ska vi komma ner till ett mindre antal. Gången är enkel men kan föregås av olika operationer. T.ex. så kan Skogsstyrelsens databas för avverkningar läggas ut i området för att fånga upp vilka km-rutor där tidigare avverkningar har konstaterats och som vid inventeringstillfället har potential att uppfylla Äbinkriterierna. Oavsett vilket tekniskt stöd (flygbilder, laserdata, utförd avverkning) som används för att identifiera och avgränsa Observera att entreprenörens potentiell Äbinungskog på ytorna så görs detta för varje ruta i strävan efter att minimera löpnummerordning. Observera att det bara är efter fältbesök som antalet bomrutor inte ska få man kan avgöra om beståndet verkligen uppfyller kriterierna för konsekvensen att man missar Äbinungskog. Planläggningen syftar till att så väl som möjligt Äbinbestånd i nollrutor. Ett fånga in all potentiell Äbinungskog i km-rutorna. Kostnaderna för sådant fel påverkar genomförandet påverkas av s.k. bombestånd, bestånd som är väntevärdesriktigheten. planlagda men inte uppfyller Äbinkriterierna, och bomrutor, dvs rutor planlagts med potentiella Äbinbestånd men som i fält inte uppfyllde kriterierna. Identifiering av bestånd Nu handlar arbetet om att så noggrant som möjligt fånga in alla ungskogar som man tror uppfyller Äbinkvalitet. Om man är skicklig i detta steg så minskar kostnaderna i fält eftersom man både minskar bombestånd, dvs bestånd som inte uppfyller kriterierna, och nyupptäckta bestånd som uppfyller kriterierna. 1. Börja i ruta 1 utifrån den nummerordning som slumpades fram vid lottningen. Identifiera om det i rutan finns trolig Äbinungskog. 2. Potentiella Äbinbestånd arealbestäms (endast den del av beståndet som ligger inom kmrutas yttre avgränsning). De bestånd som inom rutan är mindre än 0,5 ha rensas bort. För övriga registreras: 6
a. areal b. centrumkoordinat (X,Y Sweref) c. Avverkningsår (om Skogsstyrelsens databas över faktiskt avverkade bestånd används). OBS! Om Skogsstyrelsens databas över faktiskt avverkade bestånd används så kan överlapp och dubbletter av polygoner förekomma. Dessa behöver rensas och korrigeras. 3. Om rutan inte innehåller potentiell Äbinungskog (och därmed inte heller besöks i fält) ska den ändå ingå i underlaget. Antal bestånd anges till 0 i datafilen. Observera alltså att det underlag som levereras in även ska innehålla km-rutor där ingen yta är inventerad. Den kmruta som har högst löpnummer kommer att ha en yta som är inventerad (det blir så). En valideringsregel för detta kommer att finnas. 4. Repetera steg 1 och 3 till dess att alla potentiella bestånd i ytan är identifierade. 5. Löpnumrera bestånden från 1 i rutan. [Man kan hyfsat enkelt åstadkomma numrering av bestånd och ytor i Excel genom att använda funktionen (=OM(villkor;a;b))]. 6. Repetera sedan 1-5 till dess att målantalet + buffertrutor täcks in. Målantalet under 2016 är 45 km-rutor där minst en provyta inventerats). Man måste räkna med att några av de rutor som planlagts med potentiella Äbinbestånd i själva verket inte uppfyller kraven. Buffertrutor är ett antal rutor med planlagda och potentiella Äbinbestånd som inventeras i löpnummerordning till dess att målantalet uppnås. Normalt räcker det med ett tiotal buffertrutor. Det kan dock bli kostsamt om flerbuffertrutor behövs när man är i fält. Snåla därför inte i onödan vad gäller antal buffertrutor. Det planlagda inventeringsunderlaget innehåller nu: minst 45 km-rutor med potentiell Äbinungskog ett tiotal buffertrutor. Eventuellt (troligtvis) ett antal nollrutor. Alla rutor ska ha en centrumkoordinat i Sweref99 där X och Y slutar på 500 (t.ex. 6719500, 516500). Antalet potentiella Äbinbestånd ska också anges för varje ruta. I fält inventerar man de första 45 rutorna med potentiell Äbinungskog. Ordningen är irrelevant. Så fort det efter fältbesök visar sig att en ruta saknar Äbinungskog får första buffertrutan i nummerordning tas i anspråk. Här väljer man i löpnummerordning och slutar då målantalet 45 är uppnått. Resterande rutor kan raderas ur datasetet. De ska inte levereras in. 7
Figur 5. Den slutliga lottningen innehåller i detta exempel 80 km-rutor varav 45 med potentiell Äbinungskog (RÖD), ett tiotal buffertrutor med Äbinungskog (BLÅ) och ett antal rutor utan Äbinungskog (VITA). Stickprovet är det antal km-rutor som går åt för att uppnå 45-kmrutor med minst en inventerad provyta. Det går inte i planläggningsskedet säga hur stort stickprovet är. Den km-ruta som inventerats med minst en provyta och som har högst löpnummer utgör stickprovets storlek. I exemplet ovan kan vi åtminstone säga att stickprovet troligen kommer att vara någonstans mellan 45 och 80. Det hänger dock på att buffertrutorna räcker till. Förfarandet kan tyckas komplicerat och inte heller statistiskt stringent. Orsakerna beror på en pragmatisk avvägning gentemot upphandling av fältarbetet. Provytor Nytt för Äbin 2016 är att det i varje km-ruta läggs ut ett punktgitter. Detta punktgitter läggs ut med det förband som ska gälla inom området. Förbandet 2016 är 80 meter. Enklaste förfaringssättet är att skapa ett punktgitter med detta förband över hela inventeringsområdet först för att sedan klippa detta skikt med de km-rutor som ingår i stickprovet. Figur 6. Ett punktgitter läggs ut i hela inventeringsområdet och klipps sedan med hjälp av de km-rutor som ingår i stickprovet. 8
Det kan dessutom vara lämpligt att klippa ytterligare en gång och då utifrån de bestånd som är planlagda. I nedanstående bild är provpunkter som ligger i planlagda bestånd röda. Övriga provpunkter finns som reserv om man i fält upptäcker ett nytt bestånd eller behöver utöka ett redan planlagt bestånd pga av att beståndet i verkligheten sträckte sig utanför den planlagda polygonen (dock fortfarande inom km-rutan). Figur 7. Det blir tydligt om man vid fältarbetet skiljer ut de punkter som befinner sig inom planlagda bestånd. Övriga punkter (grå) är reserver som används vid behov. Ett bestånd i ovanstående ruta är planlagd men saknar provyta. Detta bestånd kan utgå och behöver alltså inte inventeras. Om det skulle vara det enda beståndet i rutan betecknas rutan som en nollruta. Figur 8. I denna ruta finns ett antal planlagda bestånd. Om det skulle visa sig att det i fält finns ytterligare Äbinbestånd så finns redan ett förberett förband av provytor som kan utnyttjas för inventering. Underlag Underlaget förpackas på valfritt sätt. I instruktionen finns specifik beskrivning av den fil som sedan ska valideringstestas och levereras till Skogsstyrelsen för resultatberäkning. 9