Hakkuukone metsätiedon lähteenä

Transkriptio

1 Hakkuukone metsätiedon lähteenä Tapio Räsänen Metsäteho Oy Metsätieto ja sähköiset palvelut seminaari Paikkatietomarkkinat 2016

2 Mitä hakkuukoneet tekevät? Puunkorjuu on Suomessa täysin koneellistettu hakkuukoneita on töissä n kpl yksityiset koneyrittäjät omistavat kaikki metsäkoneet Hakkuukoneet kaatavat puut, katkovat ne pölkyiksi ja mittaavat puutavaran katkonta ja sen ohjaus on oleellinen osa metsäteollisuuden tuotantoprosessia hakkuukonemittauksen osuus puukaupallisesta luovutusmittauksesta on 82 % Puukauppoja tehdään vuosittain n erillistä korjuutyömaata (= käsiteltävää metsikkökuviota) v hakattiin 59 milj. m 3 teollista ainespuuta + 9 milj. m 3 energiapuuta 2

3 Hakkuukoneen tietojärjestelmä Keskeinen osa hakkuukoneen toiminnallisuutta on sen mittausjärjestelmä läpimitan ja pituuden jatkuva mekaaninen mittaus runkoa käsiteltäessä katkonta-automatiikassa runkoprofiilin ennuste mittausarvojen ja koneen sisäisen runkopankkidatan avulla Hakkuukoneiden tiedonhallinnassa on käytössä StanForD tiedonsiirtostandardi katkontaa ohjaavien asetusten hallinta tuotantotieto (mittausdata) uudessa StanForD 2010 standardissa tallennus pölkkykohtaisesti tietojen tallennus koneen tietokantaan ja lähetys langattomana tiedonsiirtona metsäyhtiön tietojärjestelmään Koneen GPS -sijaintitiedon tallennus nykyisin mahdollista tallentaa vain koneen työpisteen sijainti tavoitteena kunkin kaadetun puun sijainti esim. koneen puomin anturoinnin ja muun sensoritiedon avulla 3

4 Hakkuukonedatan kokoaminen tietovarastoon käyttösovellukset Tietovaraston ylläpitäjä? Big data Keskitetty tai hajautettu hakkuukonetietovarasto datan tarkastus ja esiprosessointi runkoprofiilien ja tilavuuksien laskenta puun laatu katkontatiedoista hakkuualueen rajojen muodostus Metsäyhtiöt Kohteiden valinta ja leimikkotietojen liittäminen Tietosuojan kannalta sensitiivisen tiedon poistaminen tai muuttaminen Metsäyhtiön A metsäjärjestelmä Metsäyhtiön B metsäjärjestelmä Metsäyhtiön C metsäjärjestelmä IT -toimittaja Työnohjauspalvelu (WoodForce) Korjuuyrittäjät stm hpr stm hpr Runkokohtaiset mittaustiedot rungon läpimitat ja pituus katkontatiedot (pölkyt) laatua kuvaava tieto kaadettujen puiden koordinaatit 4

5 Kehittyvä katkonnan ohjaus Simuloinnin lähtötiedot yhtiöiden metsäjärjestelmistä korjuukohteittain Parametriset kokojakaumamallit Simuloitavan puujoukon muodostus Läpimitta- ja pituusjakaumat Puujoukot StanForD 2010 hpr -muotoon Katkonnan ohjaustiedostojen (pin) muodostus Korjuukohteen perustiedot Puuston keskitunnukset puulajeittain Ei-parametriset datalähtöiset menetelmät (mm. MSN) Simuloinnin puujoukko valintana runkopankkitietovarastosta Runkoprofiilit Runkojen laatuositteet (oksarajakorkeudet ja vikaisuudet) Simulointi Runkolukusarjat Yhtiökohtaiset tai yleiset tietovarastot palvelussa Puun laatumallit Runkopankki (hakkuukoneen tuotantotiedot) Puun laatutietopankki (mm. tukkiröntgen- ja tukkimittaridataa) 5

6 Hakkuukonemittaustiedon käyttö laserkeilauksen referenssinä Laskentaketju tuottaa maastomittausten kanssa yhteensopivaa puustotietoa (pl. runkoluku) Suositeltavaa käyttää erillistä mallinnusta päätehakkuumetsiin, joista ulosmitattavissa suurin hyöty. Sijaintitarkkuutta parannettava, nykyisellä tarkkuudella suuri riski saada huono otos. - optimaalisen hakkuukonekoealan koko suurempi kuin perinteisen (n. 900 m 2 satunnaisesti sijoitettuna optimi?) Aineistossa on suuri potentiaali, joka on saatavissa käyttöön pienillä parannuksilla nykyiseen. Lähde: Peuhkurinen ym

7 Hakkuualan rajat voidaan tuottaa automaattisesti hakkuukonedatasta metsävaratietojen ajantasaistukseen Lähde: Melkas ym

8 Menetelmä kuviorajan sekä ajourien muodostamiseen Koordinaattimuunnos WGS84 ETRS FIN35TM ja siirto paikkatietoohjelmistoon Kuviorajojen muodostus kehitetyllä algoritmilla Kuviorajojen tarkistus ja vertaaminen hakkuukoneen sijainteihin Koordinaattimuunnos WGS84 ETRS FIN35TM ja siirto paikkatieto-ohjelmistoon Havaintojen suodatus Viivamaisen ajouran muodostaminen Lähde: Melkas ym

9 Hakkuukoneen puukarttajärjestelmä Laserkeilaus (TLS) hakkuukoneessa pystypuuston mittaukseen vaihtoehtoisesti kameraan ja konenäköön perustuva ratkaisu hakkuupään automaattinen ohjaus kaadettavien runkojen ominaisuuksien mittaus jäljelle jäävän puuston mittaus o harvennusvoimakkuuden seuranta o käsittelyalueen puustotunnukset metsävaratiedon ajantasaistukseen ja metsänomistajan metsäsuunnittelujärjestelmään Haasteena paikannuksen tarkkuus ja puukarttajärjestelmän kytkentä globaaliin koordinaatistoon Lähde: EffFibre -projekti (Timo Melkas / Metsäteho, Mikko Miettinen / Argone Oy ja Ponsse Oyj) 9

10 Maaperä- ja kantavuustiedon tuottamisen mahdollisuudet Metsäkoneen kulkuvastusta kuvaavien parametrien laskenta CAN väylän datasta kantavuudeltaan huonojen maastonkohtien tunnistaminen tiedon välitys kuormatraktorille, ennustemallit Kuva: Jari Ala-Ilomäki, LUKE Kinect sensorikokeilut Kinect -sensorissa RGB- ja syvyyskamerat asennus kuormatraktoriin urasyvyys voidaan mitata kuva-aineistoa maapohjasta o kokeillaan myös esim. deep learning menetelmää maaperäluokitukseen Lähde: MEOLO-projekti

11 Metsäkonetiedon välitys keskitettyyn tietokantaan ja tietokantasovelluspilotti hanke (Metsäteho, Helsingin yliopisto, Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskus FGI & Tampereen teknillinen yliopisto) Tavoitteet Luoda perusteet laajamittaisen metsäkoneilla tuotettavan tiedon kokoamiseksi ja hyödyntämiseksi metsätalouden ja puuhuollon tietojärjestelmissä ja käyttösovelluksissa. Kehittää ja pilotoimalla testata menetelmät ja käytännöt hakkuukoneiden tuottaman datan hankkimiseksi yhtenäisellä tavalla, prosessoimiseksi ja siirtämiseksi tietovarastoihin ja edelleen niistä jaettavaksi aineistoja hyödyntäviin järjestelmiin. Kehittää ja testata datasta tuotettavien tunnusten laskentamenetelmiä. Selvittää aineistojen hankinnan, käytön ja jakelun pelisääntöjä käyttötapausten tietotarpeisiin perustuen. Hankkeessa koottavia metsäkoneaineistoja on tarkoitus käyttää myös muissa MMM:n rahoittamissa Metsätieto ja sähköiset palvelut hankkeissa. 11

12