HAKKUUKONEAINEISTON KÄYTTÖ LASERKEILAUSINVENTOINNIN

OPETUSAINEISTONA

22/01/2018 1Atte Saukkola

22/01/2018Atte Saukkola 2

Atte Saukkola opintosuunta metsien arviointivalmistun helmi-maaliskuussa 2018Esittelen pro gradu-tutkielmani tuloksiaohjaaja Mikko Vastaranta

22/01/2018Atte Saukkola 3

”Metsäkonetieto puustotulkinnan apuaineistona”

”Metsäkonetiedon välitys keskitettyyn tietokantaan ja tietokantasovelluspilotti”

Tätä tutkimusta on rahoitettu osana kahta hanketta:

Tutkimuksen tekivät yhteistyössä:

> MILJOONA PUUTA/PÄIVÄ

22/01/2018Atte Saukkola 4

MAASTOKOEALA-MITTAUKSET• Kaikki puut mitataan mikäli

rinnankorkeus riittävä

• Mittasaksilla mitattava rinnankorkeusläpimitta

• Puun pituus mitataan hypsometrillä tai Vertexillä

• Puiden ikä määritetään• Kasvupaikan tiedot

kirjataan• Sijaintina koealan

keskipiste

• Tukki- tai kuitupuun läpimittavaatimukset täyttävien runkojen mitat tallennetaan

• Läpimitta ja mittauskohta tallentuu 10 cm välein

• Puun pituus runkoprofiiliin sovitetulta runkokäyrältä

• Ikää ei määritetä• Kasvupaikan tietoja ei kirjata

• Hakkuukoneen sijainti tallennetaan jokaisen puun kaatohetkellä

22/01/2018Atte Saukkola 5

HAKKUUKONEELLA MITATTU PUUTIETO

22/01/2018Atte Saukkola 6

SOVELLUKSIA HAKKUUKONEEN MITTAAMALLE PUUTIEDOLLE

22/01/2018 7Atte Saukkola

LATVUSSEGMENTTIEN JA HAKKUUKONEEN MITTAUSTEN YHDISTÄMINEN (HOLMGREN YM. 2012)

Hakkuukoneen keräämästä runkotiedosta ja lentolaserkeilaustiedosta muodostuva tietokanta, jota voitaisiin hyödyntää vielä hakkaamattomien leimikoiden puutietojen ennustamiseen

22/01/2018Atte Saukkola 8

LEIMIKOIDEN LÄPIMITTAJAKAUMAN ENNUSTAMINEN LASERKEILAUS- JA HAKKUUKONEAINEISTOA KÄYTTÄEN (BARTH JA HOLMGEN 2013)

22/01/2018Atte Saukkola 9

HAASTE AINEISTOJEN YHTEISKÄYTÖSSÄ

22/01/2018 10Atte Saukkola

PUIDEN SIJAINNIN TARKENTAMINEN

• Hakkuulaitteen paikantaminen hakkuukoneeseen asennettujen anturien avulla• Puomin suunnan ja etäisyyden mittaus puun

kaatohetkellä antureita hyödyntämällä• Hakkuukoneen satelliittipaikannuksen sisältämän

virheen minimoiminen Metsäteho Oy:n kehittämällä algoritmilla

• Testin mukaan sijainti tarkentui noin kolme metriä• Koealakohtaisen pohjapinta-alan RMSE aleni noin

10 %

22/01/2018Atte Saukkola 11

Selvittää hakkuulaitteen paikantamisen vaikutus uudistuskypsissä metsissä laserkeilauksen

avulla tehtyyn aluepohjaiseen puustotulkintaan, jossa hyödynnetään

hakkuukoneella kerättyä puutietoa

• Paikannustapa ja koealan koko• Hakkuukonekoealojen ja maastokoealojen

yhteiskäyttö puustotulkinnassa

TUTKIMUKSEN TAVOITE

22/01/2018Atte Saukkola 12

ALUEPOHJAINEN PUUSTOTULKINTA

22/01/2018Atte Saukkola 13

Harvapulssinen ALS ja ilmakuvat Maastokoeala-aineisto

22/01/2018Atte Saukkola 14

TUTKIMUSAINEISTOT (N=158 LEIMIKKOA)

22/01/2018Atte Saukkola 15

OPETUSAINEISTO (N=800 KOEALAA)

22/01/2018Atte Saukkola 16

Komatsu 931.1 –hakkuukoneella hakatut 8 päätehakkuuleimikkoa. 100 koealaa/leimikko.

Hakkuukoneen sijainnit Hakkuulaitteen sijainnit

22/01/2018Atte Saukkola 17

r=9 mA=255

m2

r=18 mA=1018 m2

r=15,59 mA=764 m2

r=12,73 mA=509 m2

22/01/2018Atte Saukkola 18

TESTIAINEISTO (N=150/78 LEIMIKKOA)

22/01/2018Atte Saukkola 19

Leimikkojen puustotiedot hakkuukonemittauksista laskemalla

Rajattiin pois testileimikot, jotka eivät sisältyneet opetusaineiston pituuden ja pohjapinta-alan vaihteluvälille. Jäljelle jäi 78 leimikkoa.

PUUSTOTUNNUSTEN LASKEMINEN HILARUUDUILLE

22/01/2018Atte Saukkola 20

K-MSN

Ennustetuilta hilaruuduilta laskettujen ja hakkuukoneen mittauksista laskettujen leimikkotunnusten vertailu

• RMSE• Harha

Hakkuulaitteen paikantamisen vaikutus leimikkotason ennusteisiin

TULOKSET

22/01/2018Atte Saukkola 21

• Summatunnuksia (G, N, V, V tukki) ennustettaessa hakkuulaitteen paikannus paransi leimikkotason ennusteiden tarkkuutta, kun opetusaineiston koealakoko oli 250-500 m2.

• Keskiarvotunnuksissa (D, H) tai suuremmalla koealan koolla vaikutusta ei ollut tai se oli negatiivinen.

22/01/2018Atte Saukkola 22

Tunnus Parannus (%-yksikköä)

Saavutettu RMSE-%

G 9,4 - 6,2 17,1 - 16,7N 18,2 - 6,8 29,7 - 35,0V 8,8 - 5,6 19,5 - 20,9V tukki 4,9 - 4,1 20,0 - 21,7

22/01/2018Atte Saukkola 23

Hakkuulaitteen paikannusta ja pientä koealakokoa käyttämällä ei päästy tarkempiin tuloksiin, kuin ilman hakkuulaitteen paikannusta ja suurta koealakokoa (500-1000 m2) käyttämällä.

• Tiivistettynä:• Hakkuulaitteen paikannus tarkentaa

leimikoiden puustotietoja, kun pyritään käyttämään 16x16m - hilaruudun kokoista koealaa.

• Kun koealakoko kasvaa, hakkuulaitteen paikannuksen vaikutus häviää.

Hakkuukonekoealojen ja maastokoealojen yhteiskäyttö puustotulkinnassa

TULOKSET

22/01/2018Atte Saukkola 24

• Koko analyysin tarkimmat leimikkotason puustotunnukset saavutettiin käyttämällä 250-500 m2 hakkuukonekoealoja yhdessä maastokoealojen kanssa.• Poikkeuksena runkoluku, jolle tarkin ennuste

saatiin käyttämällä 750 m2

hakkuukonekoealakokoa ja vain uudistuskypsistä metsistä mitattuja maastokoealoja.

• Hakkuukonekoealojen ja maastokoealojen yhteiskäytöllä saavutettiin puustotunnuksesta riippuen 0,3 - 3,5 %-yksikön parannus verrattuna pelkkien maastokoealojen käyttämiseen puustotulkinnassa.

22/01/2018Atte Saukkola 25

JOHTOPÄÄTÖKSET• Hakkuulaitteen paikantaminen tarkensi yksittäisen puun

sijaintia noin kolmella metrillä.• Hakkuulaitteen paikannus tarkentaa leimikon puustoennusteita,

kun koealan koko on 250-500 m2.• Kun koealakoko kasvaa, hakkuulaitteen paikannuksen vaikutus

häviää.• Hakkuukonekoealojen ja maastokoealojen yhteiskäytöllä

pystyttiin hieman tarkentamaan puustoennusteita verrattuna pelkkien maastokoealojen käyttöön.

• Edelleen tarkentaminen:• Satelliittipaikannusvastaanottimen kehittäminen• Puomin jatkovarren liikkeiden tallentaminen

22/01/2018Atte Saukkola 26