VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND LTD
Satelliittikuvien muutostulkinnasta väline metsälain valvontaan Metsätieto ja sähköiset palvelut -hankkeen välitulosseminaari, 7.3.2017 Laura SirroVTT
06/03/2017 2
Metsävaratietojen päivitys – satelliittikuviin perustuva muutostulkinta -hanke Päätavoite
Satelliittikuviin perustuva menetelmä ja pilottipalvelu metsänkäyttöilmoitusten tarkastamiseen ja laittomien hakkuiden havaitsemiseen
Lisäksi selvitetään Metsävaratietojen päivittäminen satelliittikuva-aineiston ja
metsänkäyttöilmoitusten perusteella Metsätuhojen kartoittaminen (erityisesti kirjanpainajatuhojen
riskialueet) Www-sivut: hakkuut.fi Hankkeen osallistujat: VTT, Luonnonvarakeskus, Suomen
metsäkeskus, Satellio, Suomen ympäristökeskus
06/03/2017 3
Hankkeen aikataulu
2016Demo ja ensimmäiset kartat 2017 2018
Palvelun pilotti valmis testattavaksi
Palvelun pilotin testitulokset valmiit
Uusia karttoja demoon
Ensimmäiset käyttäjäkokemukset
Virhemalli käytettävissä
Uusia karttoja demoon
Satelliittikuvien hankinta, esikäsittely ja muutostulkintamenetelmä on integroitu palveluun Eri muutostulkinta-
menetelmien käyttöön, eri muutostyyppien erottamiseen ja erityyppisten aineistojen käyttöön liittyvät testitulokset ovat valmiit
Virhearviointimalliin tarvittavat muutostulkinnat on tehty
06/03/2017 4
Palvelun tuotantoketju
• Aineiston lataaminen ja esikäsittely• Aineiston analysointi• Tarkkuuden arviointi• Tulosten jälkikäsittely
Satelliitti-kuva-
aineisto
Maankäyttö-aineisto
Muutospolygonit sisältävä ESRI shapefile, jossa tasoina• muutoksen tyyppi• ajankohta• luotettavuus
GeoTiff• Satelliittikuvat• (Muutostulkinnan
välitulokset)
06/03/2017 5
Kuva-aineisto Sentinel-2 -satelliiteista
Copernicus-ohjelman Sentinel-2 -satelliitit tarjoavat ilmaista optista kuva-aineistoa palvelua varten
Sentinel-2A 23.6.2015- ja Sentinel-2B 7.3.2017- Kuvia vähintään 5 päivän välein Pikselikoko näkyvillä sinisellä, vihreällä, punaisella
ja lähi-infrapunakanavalla 10 m Kuudella kanavalla pikselikoko 20 m (mm. red
edge, SWIR) ja kolmella 60 m Kerralla kuvattavan alueen leveys 290 km scihub.copernicus.eu, finhub.nsdc.fmi.fi
06/03/2017 6
Hankkeen tuloksia
Muutostulkinnan demonstraatio syyskuussa 2016 www.hakkuut.fi Metsäkeskus teki tulosten perusteella maastotarkastuksia Avohakkuut erottuivat demonstraation tuloksissa hyvin,
harvennusten erottamisen todettiin vaativan jatkokehitystä Muutostulkinnan menetelmäkehitys
Avohakkuut löytyvät hyvin tämänhetkisellä menetelmällä Menetelmän jatkokehityksessä edistystä harvennushakkuiden
erottamisessa Myös valmiilla MVMI-aineistoilla voidaan havainnoida muutoksia
Aineiston kerääminen virhearviointimenetelmää varten Korkean erotuskyvyn (alle metrin erotuskyky) satelliittikuva-aineistoa
hankittu vuosilta 2015 ja 2016 neljältä alueelta (ESA Category-1)
06/03/2017 7
Demo – Hakkuut.fi AutoChange -menetelmään perustuvat kartat
Oulun seudulla Tulokset interaktiivisella kartalla Ladattavia tiedostoja
Havaitut hakkuualueet ESRI shapefile-muodossa
Muutostulkinta rasterimuodossa Sentinel-2 kuvat 17.8.2015 ja 22.7.2016
Alue noin 3 km x 4 km
06/03/2017 8
Säästöpuuryhmät havaittu erotustulkinnassa hyvin
Hakattu varastopaikka havaittu
Tehty harvennus jäänyt havaitsematta (tässä saman vuoden kuvat, silmävaraisesti erottuu hyvin)
Demonstraation tulosten arviointi• Metsäkeskus teki
maastotarkastuksen 15:ssa yli 0.5 ha:n kohteessa, jotka karsittiin etukäteen toimistotyönä (pilvet, linjahakkuut, metsänkäyttöilmoitukset, asemakaava-alueet)
• Kaikilla tarkastetuilla kohteilla oli hakattu puustoa
• Tulokset olivat parempia kangas- kuin turvemailla
6.3.2017 9
Muutostulkinta-menetelmän jatkokehitys ja testaus Sentinel-2 -aineistolla
S2 20.8.2015
S2 31.8.2016Alue n. 5 km x 12 km
6.3.2017 10
AutoChangen tuloskanavia käyttäen havaitut muutokset, joissa alueen koko yli 30 pikseliä
06/03/2017 11
AutoChangen tuottama muutoksen voimakkuus ja hakkuutapa
6.3.2017 12
Satelliittikuva-aineistosta havaitut hakkuut ja niiden luokittelu
Punainen = avohakkuu Keltainen = harvennushakkuu
06/03/2017 13
Punainen = avohakkuu satelliittikuvasta Keltainen = harvennushakkuu satelliittikuvastaVioletti = avohakkuu MKI-aineistossaOranssi = harvennushakkuu MKI-aineistossa
Alue noin 1.2 km x 2.3 km
08/2015
08/2016
06/03/2017 14
Punainen = avohakkuu satelliittikuvasta Keltainen = harvennushakkuu satelliittikuvastaVioletti = avohakkuu MKI-aineistossaOranssi = harvennushakkuu MKI-aineistossa
Metsänkäyttöilmoitusten seuranta Rajaamalla muutostulkinta (AutoChange) kuvion alueelle voidaan
valvoa metsänkäyttöilmoituksen toteutumista Esim. harvennushakkuu, avohakkuu ja maanmuokkaus voidaan
todeta laskemalla muutoksen voimakkuus ja laatu alueen sisällä
8/2015 7/2016 Toteutunut harvennushakkuu
6.3.2017 16
Luken MVMI-aineistojen muutostulkinta (2011/2013)
06/03/2017 17
Seuraavien kuukausien päätavoitteet
Harvennusten paikantamisen menetelmäkehitys jatkuu
Uusia muutoskarttoja lisätään demoon kevään aika Sentinel-2 -kuvien esikäsittely meneillään
Korkean resoluution kuvien esikäsittely ja kesän 2017 kuvien tilaus
Muutoskarttojen virhearviot Virhemallimenetelmän kehitys korkean resoluution
kuvilta ja muutoskartoista kerätyn aineiston avulla Palvelun tekninen jatkokehitys