mikko vastaranta ja atte saukkola: hakkuukoneaineiston käyttö laserkeilausinventoinnin...
TRANSCRIPT
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