Hämeenlinna Jari Lindblad Jukka Antikainen

Transkriptio

1 Puutavaran mittaus Hämeenlinna Jari Lindblad Jukka Antikainen Metsäntutkimuslaitos, Itä Suomen alueyksikkö, Joensuu

2 SISÄLTÖ 1. Puutavaran mittaustarkkuus 2. Hakkuukonemittauksen tyviprofiilifunktio 3. Energiapuun mittauksen kehittäminen

3 1. PUUTAVARAN MITTAUSTARKKUUS

4 Mittaustarkkuus? Sanalla tarkkuus voidaan mittauksessa tarkoittaa useita eri asioita: Tarkkuus, paikkansapitävyys: Mittauksen kyky tuottaa tuloksia, joiden keskiarvo ki on lähellä ll tosiarvoa (puutavaranmittauksessa käsite mittaeron keskiarvo lähellä nollaa) Tarkkuus, täsmällisyys: Kuvaa mittauksen satunnaisen vaihtelun merkitystä (puutavaran mittauksessa mittaeron keskihajonta ) Astejako, asteikko: Kahden peräkkäisen mitta-arvon välinen ero (puutavaran mittauksessa esim. tilavuus (0,1 m³), pinon pituus (1 dm), läpimitta (1 cm/1 mm)) Ti Toistuvuus: Peräkkäisten mittaustulosten yhtäpitävyys, ä kun mittaus tehdään samoissa olosuhteissa (puutavaran mittauksessa käsite menetelmätarkkuus, esim. kuormainvaa an kalibrointipunnitus testipunnuksella) Uusittavuus: Mittaustulosten yhtäpitävyys, kun mittaus tehdään muuttuneissa olosuhteissa (puutavaran mittauksessa käsite suoritustarkkuus)

5 Mittausvirhe (mittaero)

6 Tukkimittareiden mittaustarkkuus Tukkimittareiden suhteellinen mittaero perus- ja tarkastusmittauksen välillä tukkien kappalemäärän suhteen (vas. mänty, oik. kuusi) Simuloitu tulos: Tukkiaineistosta poimittiin satunnaisesti 1-40 kappaleen eriä. Jokainen otanta toistettiin 30 kertaa.

7 Hakkuukonemittauksen tarkkuus Perusmittauksen ja tarkastusmittauksen suhteellinen mittaero tarkastuserän tilavuuden (vas.) ja kappalemäärän (oik.) suhteen Vihreät <70 dm³, siniset dm³, punaiset > 130 dm³

8 Kuormainvaakamittauksen tarkkuus

9 2. HAKKUUKONEMITTAUSTEN TYVIPROFIILIFUNKTIO

10 Tyviosan kuutiointi hakkuukonemittauksessa Hakkuukonemittauksessa tyvipölkkyjen tyviosan kuutiointi (1,3 metriä kaatosahauksesta) tehdään tyvifunktion ja tätä vastaavan tyviprofiilitaulukon avulla Tyvifunktio pyrkii kuvaamaan kaatotuoreen, kuorellisen tyven muotoa alkuperäisen kaatosahauksen ja d1,3:n välillä (1,3 metriä kaatosahauksesta) Puulajikohtaisissa funktioissa selittäjinä käytetään 1,3 metrin etäisyydeltä kaatosahauksesta mitattua läpimittaa Perusmittauksessa ja tarkastusmittauksessa käytetään samaa funktiota

11 Tukkimittarin ja tyvifunktion vertailu Mäntytukki, Lappeenranta 2011 Kuva: Tyvitukkien (tumma) ja muiden tukkien (vaalea) jakauma tyvikartiokkuuden suhteen. Kuva: Tukkimittarilla ja tyvifunktiolla määritetyt tilavuudet tyven 1. metrille d1,3:n suhteen. Taulukko: Suhteellinen tilavuusero (tukkimittari-tyvifunktio/tyvifunktio) läpimittaluokittain Halkaisija 1.3m Tyvifunktion ero A ja C1 luokkiin lajitelluille Tyvifunktion ero rajattuna tyvikartiokkuudella (45) kohdalta [mm] tyvitukeille Lukumäärä Keskiarvo [%] Hajonta [%] Lukumäärä Keskiarvo[%] Hajonta [%] Kaikki

12 Koepuiden merkintä (5 leimikkoa, noin 550 runkoa Kenttäkokeen kulku Korjuu, koe-erät erillään sahalle, numerointi Mittaus 1) saksimittauksella ja 2) tukkimittarilla i ill Mittaajien välinen suhteellinen ero tyven 1. metrillä (50 pölkkyä)

13 Tukkimittarilla, saksimittauksella ja tyvifunktiolla määritetyt tilavuudet 1. metrillekuusella Kuvaajissa x akselilla tukkimittarilla mitattu halkaisija d1.3m (funktio mittari)/funktio Tilavuuseron keskiarvo -0,1 % -0,5 % (funktio mittari)/funktio Tilavuuseron keskiarvo 2,6 % 0,9 % Tilavuuseron keskihajonta kih 58% 5,8 58% 5,8 Tilavuuseron keskihajonta kih 55% 5,5 64% 6,4 (funktiosaksi)/funktio (funktiosaksi)/funktio

14 Tukkimittarin ja saksimittauksen ero halkaisijan d1.3m kohdalta kuusella (saksimittaus mittari)/saksimittaus Eron keskiarvo: 0,3 % Eron keskihajonta: 1,5% (saksimittaus mittari)/saksimittaus Eron keskiarvo: 0,1 % Eron keskihajonta: 1,1%

15 Tukkimittarilla, saksimittauksella ja tyvifunktiolla määritetyt t t tilavuudet t 1. metrille männyllä Kuvaajissa käytetty jokaisen mittausmenetelmän omaa halkaisijaa kohdalta d1.3m (funktio (funktio- (funktio (funktiosaksi)/funktio mittari)/funktio saksi)/funktio mittari)/funktio Tilavuuseron keskiarvo -0,3% -0,9 % Tilavuuseron keskiarvo 1,3% -1,7 % Tilavuuseron keskihajonta 5,9 % 5,7 % Tilavuuseron keskihajonta 5,3 % 5,4 %

16 Tukkimittarin ja saksimittauksen suhteellinen ero halkaisijan d1.3 m kohdalla männyllä (saksimittaus mittari)/saksimittaus Eron keskiarvo: 3,2 % Eron keskihajonta: 1,7% (saksimittaus mittari)/saksimittaus Eron keskiarvo: 3,3 % Eron keskihajonta: 2,1%

17 Mittaajien välinen ero Mittaajien välinen suhteellinen ero tyven 1. metrillä (50 kuusityvitukkia) Mittaajien välinen suhteellinen tilavuusero Mittaajien välinen suhteellinen tilavuusero saksimittausten ensimmäisellä metrillä kuusitukeilla

18 3. ENERGIAPUUN MITTAUKSEN KEHITTÄMINEN

19 Harvennusenergiapuun kuivumisen ennustaminen palstakasoissa ltk Tavoitetila: Varastointiajan paikallisten sääolosuhteiden huomioon ottaminen energiapuun kosteuden ennustamisessa tarkemmat, maantieteen ja vuosien välisen olosuhdevaihtelun huomioon ottava kosteuden ennustaminen. Hyödyntäminen: Kuormainvaakamittauksessa käytettävien muuntolukujen tarkentaminen.

20 Palstakasojen punnitus kaatotuoreena Kenttätöiden kulku Kosteusnäyte (tuoreena) ja mittaukset Palstakasojen punnitus metsäkuljetuksessa

21 Energiapuun kosteuden ennustaminen sääolosuhteiden mukaan Tavoitetilana varastointiajan paikallisten sääolosuhteiden huomioon ottaminen energiapuuvarastojen kosteuden ennustamisessa METKA-hankkeessa kehitettiin menetelmä, jossa Ilmatieteen laitoksen tuottamasta säähavaintoaineistosta ja energiapuuvarastojen kosteushavaintoaineisto tuotettiin tutkimusaineisto Säähavainnot: päiväkohtaisia, interpoloituja säähavainnoista 10 x 10 km hilapisteverkossa (esim. lämpötila, säteily, sademäärä, ä tuuli,..) Sääolosuhteet varastointijaksolle KUVA. Säähavaintopisteet (IL) Hämeenlinnan ympäristössä

22 Palstakasojen kosteuden mallinnus Malli mäntyenergiarangalle: w = b 0 + b 1 * alkukosteus b 2 * pot. haihduntasumma (0 mm ) + b 3 * sadesumma (10 mm) 3 Selitysaste: 0,75 Ennusteen keskivirhe: 2,5 %-yksikköä y

23 Mittauksen kehittäminen Energiapuun kosteuden mittaus metsäkuljetuksessa Kuormainvaakamittaus + otanta + kosteuden mittaus Mittauserän kuivamassa, energiasisältö (MWh), tarkempi tilavuuden määritys Haasteina kosteuden määritys ja näytteenotto llinen tarkkuu us, ±% Ota annan suhteel Hake, painotettu keskiarvo Hake Sahanpuru, painotettu keskiarvo Sahanpuru Otanta, n KUVA: Tarvittava otoskoko (kourataakkoja, kpl) otantatarkkuuden suhteen latvusmassaerän kosteuden määrityksessä (Ronkainen 2010). Kuvat: Petri Ronkainen

24 Mittauksen kehittäminen kourasovitteinen näytteenottolaite kosteuden määrittämiseen i Sakari Monosen suunnittelema ja tekemä prototyyppi lokakuussa 2011 Kosteuden mittauslaitteita Näytteenottolaitteen li kuvat: Jari Lindblad idbld

25 LOPPU