Tree map system in harvester Fibic seminar 12.6.2013 Lahti Timo Melkas, Metsäteho Oy Mikko Miettinen, Argone Oy Kalle Einola, Ponsse Oyj
Project goals EffFibre project 2011-2013 (WP3) To evaluate the accuracy of and usability of data collected with a laser scanner attached to a harvester in various forest conditions. In the early stages of the project, to develop methods and instruments that enable the measurement of stand density and updating of forest information To utilize more accurate stem information in bucking To create methods for the semiautomatic control of harvesters Project timetable Pre-measurement of pilot sample plots 31.5.2011 Laser scanning of pilot sample plots with a laser scanner attached to a harvester 8-10.6.2011 Selection of stands and the guidance of field measurers 14-15.6.2011 Field measurements 15.7-11.8.2011 Collecting data no. I at end-september 2011 (summer data), 21-23.9.2011 Collecting data no. II in February-March 2012 (winter data) Collecting data no. III in May 2012 (spring data) Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 2
Field measurements performed during 2011-2012(EffFibre, WP3) 61 sample plots, in total, were measured in the regions of Vilppula and Mänttä, Finland (Metsäliitto) Hangasniemi 8 sample plots (pilot, 8-10.6.2011) pine Kolho 22 sample plots (21-23.9.2011) pine and mixed sample plots Kurkisalo 16 sample plots (winter 2012) spruce sample plots Viitaniemi 1 5 sample plots (spring 2012) pine sample plots/ 2 spruce sample plots Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 3
Data collection at pilot sample plots (EffFibre, WP3) Field measurements of sample plots (r= 10 m) measured variables Tree species, direction and distance from the center of the sample plot to the center of the tree (at breast height) Diameter at breast height (d1,3), mm Upper diameter (d4), mm) - (mature forest) Upper limit of green crown, dm (mature forest) Quality variables stem straightness (length of first 5 meter) and crookedness Height of dominant trees (dm) and mean heigth by tree species Photographs (panorama) and videophotos before and after felling Basal area by tree species before and after felling Laserdata locations of trees, diameters, stem curve, quality variables STM data from felled stems Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 4
The mean variables of sample plots Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 5
Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 6
Sample plot 35 Stand A50 G, m 2 /ha (RELA) 17 G, m 2 /ha (CIRCLE) 15,9 Pine 100 Spruce 0 Birch 0 stems/sample plot 34 stems/ha 1082 D 1,3 (weigheted) 14,8 D med 14,2 H med 12,5 Dominant height, m 16,3 V, m 3 /ha 99,4 Main tree species 1 Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 7
Sample plot 43 Stand A51 G, m 2 /ha (RELA) 28 G, m 2 /ha (CIRCLE) 27,4 Pine 100 Spruce 0 Birch 0 stems/sample plot 27 stems/ha 859 D 1,3 (weigheted) 21,0 D med 20,8 H med 19,3 Dominant height, m 19,2 V, m 3 /ha 263,7 Main tree species 1 Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 8
Sample plot 39 Stand A51 G, m 2 /ha (RELA) 35 G, m 2 /ha (CIRCLE) 32,6 Pine 9 Spruce 91 Birch 0 stems/sample plot 23 stems/ha 732 D 1,3 (weigheted) 25,5 D med 23,9 H med 18,0 Dominant height, m 22,3 V, m 3 /ha 293,6 Main tree species 2 Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 9
Sample plot 52 Stand A9 G, m 2 /ha (RELA) 39 G, m 2 /ha (CIRCLE) 30,4 Pine 3 Spruce 13 Birch 85 stems/sample plot 53 stems/ha 1687 D 1,3 (weigheted) 18,2 D med 12,1 H med 17,5 Dominant height, m 23,4 V, m 3 /ha 266,3 Main tree species 3 Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 10
Sample plot 56 Stand A9 G, m 2 /ha (RELA) 38 G, m 2 /ha (CIRCLE) 37,7 Pine 50 Spruce 50 Birch 0 stems/sample plot 78 stems/ha 2483 D 1,3 (weigheted) 16,2 D med 12,8 H med 19,5 Dominant height, m 19,6 V, m 3 /ha 367,1 Main tree species 4 Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 11
Puiden kartoitus ennen ja jälkeen hakkuun Jäljelle jäävät puut Hakatut puut Yhteensä Koealojen lkm Puulaji N, kpl (referenssi) N, % (laser) N, kpl (referenssi) N, % (laser) N, kpl (referenssi) N, % (laser) N Mänty 485 99 448 88 933 94 26 Kuusi 354 97 364 66 693 82 15/16 Koivu 33 97 48 92 81 94 2 Sekapuusto 214 96 298 74 512 83 9 1086 98 1133 78 2219 88 52/53 Jäljelle jäävät puut Hakatut puut Yhteensä Koealojen lkm Kehitysluokka N, kpl (referenssi) N, % (laser) N, kpl (referenssi) N, % (laser) N, kpl (referenssi) N, % (laser) N KL 3 (I harvennus) 759 97 906 79 1665 87 33/34 KL 4 (II harvennus) 327 100 227 75 554 90 19 1086 98 1133 1 2219 88 52/53 % N = 2219 Puiden löytyminen 88 1943 Läpimitan mittauksen onnistuminen 82 1819 d 1,3 54 1201 d 4 49 1084 d best 75 1663 Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 12
Läpimitan mittauksen tarkkuus (d 1.3, N=1201 ) suodattamaton Tarkkuusluokka (mm) N Harha Hajonta N, % Kumulatiivinen, % <-100 27-148,8 40,2 2,2-100--90 14-94,9 3,2 1,2-90--80 14-83,4 2,6 1,2-80--70 15-74,6 3,4 1,2-70--60 34-65,4 2,7 2,8-60--50 34-54,4 2,8 2,8-50--40 25-44,7 3,1 2,1-40--30 42-34,7 2,8 3,5-30--20 57-24,6 2,8 4,7-20--10 69-14,9 2,7 5,7-10--5 57-7,4 1,4 4,7-5-0 35-2,4 1,8 2,9 0-5 50 2,5 1,5 4,2 7,1 5-10 51 7,5 1,3 4,2 16,1 10-20 86 14,8 2,8 7,2 29,0 20-30 74 24,8 2,7 6,2 39,9 30-40 63 35,1 3,0 5,2 48,6 40-50 43 44,6 2,8 3,6 54,3 50-60 48 54,3 2,9 4,0 61,1 60-70 50 64,9 2,8 4,2 68,1 70-80 43 74,4 3,0 3,6 72,9 80-90 42 85,4 3,1 3,5 77,6 90-100 24 95,6 2,9 2,0 80,8 >100 204 160,3 74,5 17,0 100,0 1201 31,8 80,9 100,0 Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 13
Läpimitan mittauksen tarkkuus(d 1.3, N=200 ) hyväksytyt läpimitat Tarkkuusluokka (mm) N Harha Hajonta N, % Kumulatiivinen, % <-100 5-120,0 26,4 2,5-100--90 3-93,9 3,2 1,5-90--80 3-82,7 1,9 1,5-80--70 3-72,6 2,6 1,5-70--60 4-66,0 1,1 2-60--50 5-52,7 2,7 2,5-50--40 4-43,7 3,1 2-40--30 12-35,8 2,8 6-30--20 13-24,3 2,7 6,5-20--10 25-15,4 2,6 12,5-10--5 19-7,0 1,5 9,5-5-0 14-2,6 2,0 7 0-5 17 2,3 1,4 8,5 15,5 5-10 16 7,6 1,4 8 33 10-20 24 15,2 2,2 12 57,5 20-30 9 23,8 3,3 4,5 68,5 30-40 9 34,7 3,0 4,5 79 40-50 4 43,6 3,3 2 83 50-60 1 55,5 0,5 86 60-70 3 65,0 1,2 1,5 89,5 70-80 2 72,8 1,4 1 92 80-90 2 81,3 0,2 1 94,5 90-100 1 94,9 0,5 96,5 >100 2 184,1 80,0 1 100 200-5,5 42,2 100 Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 14
Läpimitan mittauksen tarkkuus(d 1.3, N=108 ) männiköt Tarkkuusluokka (mm) N Harha Hajonta N, % Kumulatiivinen, % <-50 3-67,8 2,3 2,8-45--40 1-41,9 0,9-40--35 3-37,1 0,6 2,8-35--30 2-33,7 1,6 1,9-30--25 1-26,7 0,9-25--20 1-21,4 0,9-20--15 10-17,9 1,5 9,3-15--10 10-13,4 1,1 9,3-10--5 16-7,0 1,5 14,8-5-0 8-3,0 2,1 7,4 0-5 12 2,5 1,6 11,1 18,5 5-10 11 8,1 1,2 10,2 43,5 10-15 8 12,7 1,2 7,4 60,2 15-20 11 16,7 1,2 10,2 79,6 20-25 3 22,0 2,1 2,8 83,3 25-30 2 28,5 0,2 1,9 86,1 30-35 1 30,5 0,9 88,9 35-40 2 37,7 0,5 1,9 93,5 45-50 1 46,0 0,9 95,4 >50 2 72,8 1,4 1,9 100,0 108-0,9 22,4 100 Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 15
Läpimitan mittauksen tarkkuus(d 1.3, N=58 ) kuusikot Tarkkuusluokka (mm) N Harha Hajonta N, % Kumulatiivinen, % <-50 17-85,8 29,2 29,3-50--45 1-48,3 1,7-45--40 1-41,6 1,7-40--35 4-38,2 1,9 6,9-35--30 2-32,5 1,7 3,4-30--25 2-27,1 2,6 3,4-25--20 5-22,4 1,0 8,6-20--15 1-15,2 1,7-10--5 2-7,1 0,1 3,4-5-0 2-1,7 1,1 3,4 0-5 3 0,9 0,8 5,2 8,6 5-10 3 6,7 1,6 5,2 17,2 20-25 1 20,3 1,7 29,3 25-30 1 26,0 1,7 34,5 30-35 3 32,7 1,4 5,2 43,1 35-40 2 37,3 1,5 3,4 53,4 40-45 1 40,8 1,7 56,9 45-50 1 46,9 1,7 60,3 >50 6 107,5 69,6 10,3 100,0 58-17,1 65,3 100 Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 16
Johtopäätökset Tulokset näyttävät lupaavilta harvennusvoimakkuuden seurannan ja jäävän puuston mittauksen kannalta. Etenkin varttuneissa puustoissa puiden löytyminen hakkuun jälkeen onnistuu hyvin. Läpimitan mittauksen osalta tulokset ovat alustavia ja menetelmää kehitetään edelleen tavoitteena tarkentaa läpimitan mittausta hyödyntäen hakkuukoneen keräämää mittaustietoa poistetusta puustosta. Myös laatutunnusten mittausta kehitetään edelleen. Lopulliset tulokset valmistuvat syksyllä 2013 Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 17
Kiitos! Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 18