Slik kan dronekartlegging avdekke risiko før skredene kommer

Eivind Magnus Paulsen i NGI utfører dronekartlegging i et kvikkleireområde i Ullensaker. Dataene brukes til å dokumentere utførte sikringstiltak og følge utviklingen i terrenget over tid. Krister Jung-Lian, NGI

Når naturen er i endring, er kunnskap avgjørende. For kommuner, rådgivere og utbyggere handler det om å forstå terrenget godt nok til å kunne vurdere risiko, planlegge tiltak og følge utviklingen over tid.

– Bakgrunnen for oppdraget er en utglidning i en ravine i 2025 ved Bjørke i Ullensaker kommune, forteller Eivind Magnus Paulsen, senioringeniør i NGIs avdeling for fjernanalyse og geofysikk.

En utglidning er en bevegelse av jordmasser i terrenget. Selv mindre utglidninger kan være viktige å følge med på fordi de i enkelte tilfeller kan varsle om økt risiko for større skred. En ravine er en dalformasjon som over tid er gravd ut av rennende vann (erosjon).

– Fordi området ligger i et område med mye kvikkleire, ble det gjort et hastevedtak om å fremskynde planlagte sikringstiltak bare noen måneder etterpå, fortsetter Paulsen.

Kvikkleire er en spesiell type marin leire som kan miste styrken sin dersom den belastes eller utsettes for erosjon. I verste fall kan det føre til store og raske skred.

Sikringstiltakene ble gjort for å redusere risikoen for videre erosjon og mulige framtidige skred. Etter at arbeidene var ferdigstilt, oppstod behovet for å dokumentere resultatet og skaffe et solid datagrunnlag for videre vurderinger.

Her kom dronekartleggingen inn som et effektivt verktøy.

Leverer data som gir grunnlag for beslutninger

Målet med kartleggingen var ikke bare å få bilder av området, men å skape detaljerte terrengmodeller som kan brukes av geotekniske fagmiljøer.

– Dronekartleggingen i ravinen gir detaljerte terrengdata. Dataene skal brukes til å dokumentere sikringstiltakene som er gjort og skal også brukes til å beregne stabilitet for å sikre at tiltakene er gode nok til å hindre framtidige utglidninger, sier Paulsen.

For kommuner og tiltakshavere betyr dette et bedre grunnlag for å evaluere effekten av de tiltakene som er gjort, dokumentere arbeidet og planlegge videre oppfølging.

Kartlegging tett på Gardermoen krevde spesialkompetanse

Selve kartleggingsoppdraget bød på flere utfordringer. Ravinen var tett bevokst med vegetasjon, noe som gjorde det vanskelig å samle inn gode terrengdata fra lufta.

I tillegg ligger området bare noen få kilometer fra Oslo lufthavn Gardermoen.

– Det aktuelle området ligger omtrent 2,5 kilometer fra rullebanen på Gardermoen. Det betyr at vi er nødt til å ha en omfattende risikovurdering og planlegging på forhånd, med søknader til Avinor og kommunikasjon med flytårnet før og etter flyging, forklarer Paulsen.

Før oppdraget gjennomførte NGI detaljerte analyser av luftrom, terreng og vegetasjon for å planlegge flygingen og sikre en trygg gjennomføring.

– Vi må planlegge veldig detaljert for å få gode data, men også for å unngå uhell og sikre at operasjonen gjennomføres på en trygg måte.

Slik fungerer LiDAR-teknologien

For å kartlegge terrenget benyttet NGI en tung drone utstyrt med både kamera og LiDAR-sensor.

LiDAR står for Light Detection and Ranging og er en teknologi som bruker laserpulser til å måle avstander. Ved å sende ut hundretusenvis av lasersignaler og registrere refleksjonene kan systemet bygge opp svært detaljerte tredimensjonale modeller av terrenget.

– Vi bruker en kombinasjon av kamera og laseravstandsmåler, en såkalt LiDAR. Sensoren sender ut rundt 350 000 laserpulser per sekund (350kHz), og det gjør at vi får en svært detaljert punktsky som beskriver både vegetasjonen og terrenget under vegetasjonen.

En punktsky består av flere hundre millioner målepunkter med kjente koordinater. Når punktene settes sammen, dannes det en detaljert digital modell av landskapet.

– Dette er spesielt verdifullt i raviner og skogområder, der tradisjonell fotogrammetri ofte ikke klarer å fange opp terrenget under trekronene.

Fotogrammetri er en metode der mange overlappende fotografier brukes til å bygge kart og 3D-modeller. Metoden gir svært realistiske modeller, men er avhengig av at kameraet kan se det samme punktet i terrenget fra flere vinkler. Det er en indirekte metode basert på observasjoner i bilder og en geometrisk rekonstruksjon i 3D. Når vegetasjonen skjuler bakken, har LiDAR en viktig fordel fordi det gir direkte målinger av terrenget. 

– LiDAR klarer å finne åpningene i vegetasjonen som gjør at laserstrålene når bakken. Dermed kan vi få detaljerte data også i områder med relativt tett vegetasjon.

Endringer i terrenget kan avsløre risiko

Verdien av kartleggingen ligger ikke bare i selve datainnsamlingen, men også i analysene som kan gjøres i etterkant.

– Ved å sammenligne terrengdata fra ulike tidspunkter kan vi identifisere erosjon og andre endringer i terrenget som kan påvirke stabiliteten i et område.

Erosjon oppstår når jord og løsmasser gradvis vaskes bort av vann eller andre naturkrefter. Over tid kan dette svekke stabiliteten og øke risikoen for skred.

– Når vi kartlegger erosjon, gjennomfører vi flere dronekartlegginger og sammenligner terrenget over tid. Ved å finne differanser og endringer kan vi identifisere både små og større utglidninger.

Slike analyser gjør det mulig å oppdage utviklingstrender tidlig og sette inn tiltak før små problemer utvikler seg til større hendelser.

– Vi har blant annet identifisert områder langs elven Leira der det har oppstått skader på brukonstruksjoner og utglidninger. Slike funn utløser videre geotekniske vurderinger for å sikre at kvikkleireskred ikke kan utløses.

En geoteknisk vurdering er en faglig analyse av grunnforholdene i et område. Målet er å vurdere stabilitet, risiko og behovet for eventuelle sikringstiltak.

Teknologi som bidrar til et tryggere samfunn

Selv om avansert sensorteknologi står sentralt i arbeidet, handler oppdragene i bunn og grunn om mennesker.

Dataene brukes til å beskytte samfunn, infrastruktur og bebyggelse mot naturfarer.

– Det er kjempehyggelig å være ute i felt og gjøre slike kartlegginger, samtidig som man vet at dette har stor betydning for dem som bor i nærområdet.

For Paulsen er samfunnsnytten den viktigste motivasjonen.

– De får et tryggere sted å være og bo. Når geoteknikere får et godt datagrunnlag for å vurdere stabilitet og gjennomføre riktige tiltak, bidrar det til bedre og tryggere lokalsamfunn.