Radarteknik – vad kan den göra för nytta för skogsbruket?

En molnig dag som passar dåligt för insamling av data med med optisk satellit.

Data om skogen samlas in med sensorer för att mäta och avbilda enskilda träd och skogens struktur. Radar är en sensorteknik med potential för ökad användning och Skogforsk deltar i utvecklingen.

Digitaliseringen av skogen bygger bland annat på data från en mängd sensorer för att automatiskt mäta och avbilda träd för att beskriva trädens och skogens egenskaper. Vi refererar i de sammanhangen ofta till fjärranalys, med bilder och lasermätningar som de mest kända teknikerna för automatiska mätningar av många träd eller över stora områden. Den nationella laserskanningen och de skogliga grunddata som produceras baserat på dessa, har till exempel blivit en värdefull datakälla för skogsbruket. Många företag använder även satellitbilder och genomför egna laserskanningar och fotograferingar som underlag för uppföljning, planering och beslut om skogliga åtgärder.

Radar är i Sverige en mindre vanlig sensorteknik för skogliga tillämpningar, men det är ett användbart komplement till övriga tekniker. Den kan användas för att mäta både geometriska egenskaper, till exempel trädens biomassa eller höjd, men också inre egenskaper, såsom vattenstatus, eftersom vattenmolekyler utöver geometri är den enskilda komponent som påverkar radarmätningar mest.

Radar, ett bra komplement

Jämfört med optiska bilder eller mätningar med laser, har radarbilder i regel lägre spatial upplösning. Många frågar sig därför vad man ska använda radar till.

Några fördelar inkluderar möjligheten att göra mätningar i alla väderförhållanden, året om. Vinterhalvårets korta dagar i Skandinavien, nästan helt utan ljus – gör det svårt att registrera optiska satellitbilder. Dessutom är Skandinavien ofta täckt av moln, vilket också är en försvårande omständighet.

Satelliter har också förbestämda flygbanor som gör att de mäter samma plats på jorden återkommande tider, till exempel samma tid var tolfte dag. I praktiken är det inte möjligt att styra dem till godtyckliga platser andra tider, även om vissa satelliter kan rikta sensorerna åt olika håll.

Konsekvensen blir att en stor del av årets dagar går det inte att ta några optiska satellitbilder och vissa år saknas heltäckande mätningar av Skandinavien till och med helt. Då måste man lappa ihop molnfria delar från en mängd bilder för att skapa en molnfri mosaik. Detta medför problem med till exempel radiometriska olikheter som beror på varierande ljusförhållanden, atmosfärstörningar, med mera för varje enskild bild, vilka då ändrar betydelsen av pixelvärdena. Dessa störningar försämrar prediktionsförmågan när de används i statistiska modeller och gör dem olämpliga att använda i många tillämpningar.

Rymdbaserade lasermätningar finns fortfarande inte brett tillgängligt, även det på grund av tekniska utmaningar.

I dessa fall utgör radar ett attraktivt komplement till andra mättekniker, eftersom det kan användas för mätningar året om.

Figur 1. Demonstration av Copernicus satellitbilder över Uppsala den 11 juli 2025. Vänster: Radarbild från Sentinel-1 (false-color composite av bakåtspridning representerad som gamma0, med VV polarisationen i röd kanal, VH i grön och kvoten VH/VV i blå). Höger: Radarbild från Sentinel-2 (true-color composite med band 4 i röd kanal, band 3 i grön och band 2 i blå).

Tillämpningar för skog och pågående arbete

Några tillämpningar för radar med koppling till skog är:

klassificering av områden, till exempel av olika trädslag eller markanvändning,
skattning av volym eller biomassa,
identifiering av skador efter till exempel barkborrar eller storm,
identifiering av skötselåtgärder såsom gallringar och slutavverkningar.

Därtill bedriver Skogforsk forskning på användningen av radar i samarbete med externa partners. I ett pågående projekt tillsammans med SLU och Guideline Geo som slutar 2026, tittar vi på hur en drönarburen radar kan användas för att skatta markfuktighet och rotbiomassa. I projektet REFORMED (som precis startat) tittar vi på hur radar kan användas för att bedöma träds vattenutbyte och påverkan av torkstress.

Läs fördjupning

Hur fungerar radartekniken?

Radarsensorer skickar ut elektromagnetiska vågor av en specifik våglängd från mikrovågsspektrumet för att göra mätningar, vilket motsvarar våglängder från ungefär 1 cm upp till 1 m. Våglängden är avgörande för vilken typ av objekt som kan mätas och med vilken upplösning det kan göras.

Tekniken för att göra mätningar med radar är ett stort forskningsfält och uppfattas ofta mindre intuitivt jämfört med till exempel optiska sensorer eller laserskanning. Beroende på hur radarsensorerna används för mätningar kan man få helt olika resultat. För skogliga tillämpningar tänker man oftast på syntetisk aperturradar (SAR) när man pratar om radar – vilket innebär ett avbildande radarsystem där sensorplattformen (till exempel en satellit) förflyttar sig under mätningarna och genom signalbehandling av de många olika mätningarna kan man bygga upp en bild som avbildar mätområdet.

Enkelt uttryckt kan man säga att kortare våglängder används för att göra mätningar med högre spatial upplösning, men upplösningen skiljer sig mellan bildens olika riktningar. Azimutupplösningen (riktningen för plattformens förflyttning) är oftast sämre än räckviddsupplösningen (vinkelrätt mot plattformsförflyttningen) – och detta gör att man ofta bildar medelvärden över flera pixlar för att generera kvadratiska pixlar med lika långa sidor. Genom att använda längre våglängder kan man se igenom större objekt, till exempel trädkronor, för att göra mätningar av de undre trädskikten och marken.

Radarmätningar är förenade med en mängd tekniska utmaningar och kräver också sändningstillstånd för ett frekvensutrymme för att mätningarna inte ska krocka med andra applikationer i samhället.

Band - våglängdernas indelning

Eftersom mätningar med radar är väldigt känsliga för vilken våglängd som använts, har man delat in våglängderna i band. Genom att referera till radarmätningar i termer av våglängdernas storleksordningar är det lättare att få en grov uppfattning om vad som kan mätas och förutsättningarna för dem. Till exempel kan radarmätningar med X-bandet nyttja elektromagnetiska våglängder på 3 cm, vilket ger spridning av signalen primärt i trädkronornas övre skikt, medan mätningar från P-bandet kan göras med 70 cm vågor som i hög grad når marken.

Figur 2. Några utvalda våglängdsområden och deras benämningar och relation till varandra.

I praktiken är radar som fjärranalysteknik mest tillgängligt för skogliga tillämpningar i form av SAR-bilder från internationella satellitmissioner, till exempel Sentinel-1 från den Europeiska Rymdstyrelsen ESA. Dessa radarsatellitbilder tas minst var sjätte dag över hela jorden och görs gratis tillgängliga via europeiska datahubbar (exempelvis Copernicus) och molnplattformar såsom Google Earth Engine och NASA. Det finns också kommersiella radarsatelliter som ofta ger högre spatial upplösning och andra tekniska fördelar, men där satellitbilderna kan kosta tiotusentals kronor.

För att processa radarbilder behövs som regel en programvara, men det beror på vilken bearbetningsnivå radarbilderna har. Vissa förbearbetade bilder kan ofta laddas ned och användas direkt i ett GIS-system. Namnen på bearbetningsnivåerna skiljer sig för varje system. En nivå 1-bild motsvarar ofta något som kallas för Single Look Complex (SLC), som består av bilder med komplexa mätningar av både fas och amplitud i en geometri som motsvarar radarsystemet – det vill säga det måste processas och transformeras om till en geometri och ett koordinatsystem som motsvarar en vanlig karta för att bli användbar med andra produkter. För detta finns både fria och kommersiella produktalternativ. Ett användbart sådant är SNAP – ett gratis verktyg som utvecklas på bekostnad av ESA. Därtill finns ett aktivt användarforum där man kan söka vägledning hur man bearbetar radarbilderna.

Nr 2026-17 Publicerad 2026-03-26 13:36

Planering

Fjärranalys