Forskare gör kartrevolution med miljödata och AI

SLU Markfuktighetskarta är högupplöst och visar markfuktigheten i en skala från 0 till 100, där låga värden anger torr mark och höga värden anger blöt mark. Färgerna på kartan ”smälter ihop” för att ge mjukare övergångar. Bild: William Lidberg

När man går i skogen och följer en karta dröjer det inte länge förrän man hittar en bäck som inte finns med på kartan. På svenska terrängkartor finns endast 19 procent av vattendragen markerade. Nu lanserar SLU i samarbete med Skogsstyrelsen nya digitala kartor som ger en mer fullständig bild av bäckar och fuktiga partier i skog och mark och som omfattar 56 procent av vattendragen.

– Det här tekniksprånget kan vi göra nu tack vare att hela Sverige har laserskannats. Med AI-teknik och träningsdata med mycket hög detaljgrad kan vi räkna ut markens lutning och hur vattnet rinner i landskapet och på så vis kartera stora och små vattendrag och fuktiga partier med mycket högre precision än tidigare, säger SLU-forskaren Anneli Ågren som har lett projektet.

De kartor som vi har vant oss vid har inte överdrivet bra kvalitet när det gäller vattendrag och blöta marker. De är framtagna med hjälp av flygbilder och fältkarteringar som genomfördes från 1930-talet fram till 1970-talet. Den tidens kartframställning byggde på otaliga timmar av flygbildstolkning och en imponerande insats av fältkartritare som också knackade på i stugorna och noterade namn på sjöar, berg och bäckar. Flygbilderna över skogklädda landskap hade dock sina begränsningar. Det går nämligen inte att se små bäckar och blöta marker under trädkronorna.

Men det klarar dagens moderna laserkameror. Med hjälp av så kallad LIDAR-skanning av hela Sveriges yta har forskarna fått tillgång till enormt detaljerad information om topografiska förhållanden, och därmed indirekt om markförhållanden. Genom att lära datorn att identifiera till exempel en bäck så kan forskarna med datorkraft analysera hela det gigantiska datamaterialet och rita om kartan med högre exakthet. Anneli Ågren liknar landskapets nätverk av vattendrag med kroppens blodsystem.

– De gamla kartorna visar landskapets artärer, men med den nya tekniken kan vi även rita in kapillärerna, säger hon. Vi kan dessutom placera dem på rätt plats, för i gamla kartor kan en bäck eller å ligga så mycket som 20–30 meter fel på vissa ställen. Det är inte användbart för till exempel skogsbrukets detaljplanering av skyddande kantzoner.

Nu i december släpps SLU:s nya vattendragsnätverk och SLU Markfuktighetskarta som digitala kartor, fria för alla att använda. På svenska terrängkartor finns endast 36 procent av de blöta markerna markerade medan SLU Markfuktighetskarta fångar in 79 procent av de blöta markerna, enligt en nationell fältinventering. Kartorna är av stort intresse för skogsbrukets praktiker, men Anneli Ågren tror att det finns många fler användningsområden. Kanske kommer det ta ett tag innan vi inser alla praktiska användningar.

Till sin hjälp har forskargruppen haft de miljöanalysprogram som regelbundet inventerar det svenska skogslandskapet.

– Maskininlärningen är beroende av bra träningsdata och tack vare Riksskogstaxeringen har vi väldigt god tillgång till det, säger SLU-forskaren William Lidberg, som kombinerar expertis inom både markvetenskap och datavetenskap. Vi har delat upp Sverige i rutor som är två gånger två meter och för varje ruta har vi beräknat sannolikheten för att den är blöt. Det ger en bild av hur fantastiskt stora datamängder vi jobbar med.

– Med den nya kartan i telefonen kan jag lätt se om min svamptur kräver stövlar eller om det räcker med gympaskor, men jag är ändå inte helt nöjd, säger Anneli Ågren. Markfuktighetskartan håller en hög kvalitet, men när det gäller vattendragen tänker vi jobba vidare, för vi kan nå längre än 56 procent.

Här finns kartorna.