Muutostunnistus ilmakuvilta

Transkriptio

1 Muutostunnistus ilmakuvilta Metsävaratietojen ajantasaistusseminaari Pekka Hyvönen Jaakko Heinonen Arto Haara Perttu Anttila Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute

2 Miksi Missä muutostunnistusta voi hyödyntää? Uudistushakkuukuvioiden kontrollointi Kuviorajaus Toimenpidetiedon kontrollointi Tietovarantojen luotettavuus Myrskytuhojen seuranta Maastotöiden kohdentaminen

3 Aineistoista Aineistot Ilmakuvat 2001, 2004 ja 2006, 7 kpl/ajankohta Filmikamera skannaus orto-oikaisu (0,5 m) ei sävysäätöjä Lähes samat kuvausparametrit Kuvioaineisto N kuviota (n ha), maastoinventointi 2002 Toimenpidetiedon keruu (+ajantasaistusmittauksia maastossa) Maastotarkistus 2006/2007 Tarkka tieto tapahtuneista muutoksista

4 Aineistoista , klo 7: , klo 7:29

5 Aineistoista , 7: , 7: , 10:18

6 Menetelmistä Menetelmät, vaihe 1 Radiometrinen korjaus Piirteiden irrotus ilmakuvilta Alkuperäiset ja radiometrisesti säädetyt kuvat, suhdekuvat, resoluutio 0,5 m 3 m Sävyarvopiirteitä, tekstuuritunnuksia Luokittelu (2 361 kuviota, 1 ilmakuvapari) Päätelmiä 3 muutosluokkaa: Ei muutosta, lievä muutos, selvä muutos Erotteluanalyysi (stepwise discriminant analysis) Radiometrinen korjaus turhaa Tulokset kohtuullisia yliluokitus 14 %, harvennuksista löytyi 84 %

7 Menetelmistä Menetelmät, vaihe 2 Orto-oikaistujen eri ajankohdan ilmakuvien kohdistus kuviotasolla Pienet oikaisuvirheet eliminoidaan Suurin korrelaatio eri ajankohdan kuvanalkioiden sävyarvojen välillä paras kohdistus Piirteiden irrotus ilmakuvilta Tehdään kohdistuksen yhteydessä Regressiopiirteitä, sävyarvopiirteitä, tekstuuritunnuksia Luokittelu 3 muutosluokkaa: Ei muutosta, lievä muutos, selvä muutos Erotteluanalyysi (stepwise discriminant analysis) k-nn Kuvio- ja segmenttitasolla

8 Menetelmistä

9 Ilmakuvaparit

10 Tuloksia ( ) Testiaineisto, kuviota Kappa Kokonaistarkkuus, % Omission error, % Commission error, % Harvennuksista, % 0 Kuvio, disc. (2006) 0,58 84,6 19,3 14,5 84,2 5 Kuvio, disc. (woadj) 0,62 86,5 18,4 12,4 84,5 1 Kuvio, disc. 0,74 91,1 16,1 7,2 90,7 2 Kuvio, k-nn 0,72 91,5 24,3 4,5 85,6 3 Segtokuvio, disc. 0,71 90,1 13,8 8,8 89,7 4 Segtokuvio, k-nn 0,62 86,6 18,8 11,5 86,6 Segmentti, disc. 0,74 91,2 17,6 6,4 90,6 Koko aineisto (5 265) 0,58 84,6 17,9 14,2 91,2 Testiaineisto Estimoitu luokka Maastohavainto Ei muutosta Lievä muutos Selvä muutos Ei muutosta Lievä muutos Selvä muutos 44

11 Tuloksia, / Koko aineisto, kuviota Testiaineisto, kuviota Maastohavainto Ei Lievä Selvä % Ei Lievä Selvä % Ei muutosta Uudistushakkuu Kasvatushakkuu Sp./yp. poisto Nuoren metsän hoito Taimikonhoito Maanmuokkaus Muu toimenpide Lievä luonnontuho Selvä luonnontuho Kappa 0,41 81,5 % Yliluokitus 16,2 % Löytymättä 29,9 %

12 Korrelaatio: Uudistus- tai kasvatushakkuu Aputieto

13 Aputieto Uudistus- tai kasvatushakkuu, muu toimenpide

14 Aputieto

15 Kuviotasoa tarkempaa

16 Kuviotasoa tarkempaa

17 Kuviotasoa tarkempaa

18 Yhteenveto Luokittelu (muutostunnistus) Selvät toimenpiteet havaitaan, esim. uudistushakkuut Harvennukset havaitaan, pääosin Tarvitaan tukiaineisto Lievät muutokset jää löytymättä Yliluokitus Kuvausparametrien samankaltaisuus (varjot ongelma) Vaaditaan käsittely-yksikkö; kuvio, segmentti, hila Aputieto Ei tarvita tukiaineistoa Helppo laskea, suoraviivaista Tulokset kohtuullisia Muunneltavuus; kuvio, segmentti, liukuva ikkuna ilmakuvan yli Laskenta pilkottu osiin (toistaiseksi), vaatii laskentaresursseja

19 Kiitos