Kaukokartoituspohjainen metsien inventointi Suomessa - mitä tästä eteenpäin? Petteri Packalen

Samankaltaiset tiedostot
Tiheäpulssinen ja monikanavainen laserkeilausaineisto puulajeittaisessa inventoinnissa

Laserkeilauspohjaiset laskentasovellukset

Laserkeilauksen hyödyntäminen metsätaloudellisissa

Puustotietojen keruun tekniset vaihtoehdot, kustannustehokkuus ja tarkkuus

Suomen metsäkeskus. SMK:n ja VMI:n inventointien yhteistyömahdollisuuksia. Taksaattoriklubin kevätseminaari Helsinki, 20.3.

VMI-koealatiedon ja laserkeilausaineiston yhdistäminen metsäsuunnittelua varten

Vaihtoehtoisia malleja puuston kokojakauman muodostamiseen

Metsävaratieto ja sen käytön mahdollisuudet Raito Paananen Metsätietopäällikkö Suomen metsäkeskus Julkiset palvelut, Keski-Suomi

Metsäkeilauksista suunnistuskarttoja?

Puulajitulkinta laserdatasta

Laserkeilaus ja metsäsovellukset Juho Heikkilä, metsätiedon johtava asiantuntija

TIHEÄPULSSISEN LASERAINEISTON VERTAILUTESTI

Laserkeilaus yksityismetsien inventoinnissa

Jakaumamallit MELA2009:ssä. MELA käyttäjäpäivä Kari Härkönen

METSÄTIEDOT KOHTI 2020-LUKUA Janne Uuttera UPM

Teledyne Optech Titan -monikanavalaser ja sen sovellusmahdollisuudet

Paikkatietoa metsäbiomassan määrästä tarvitaan

Suomen metsäkeskuksen metsävaratieto ja sen hyödyntäminen

Metsätieto Tavoitetila

Metsänuudistamisen laatu Valtakunnan Metsien Inventoinnin (VMI) tulosten mukaan

METSÄSUUNNITTELU. Metsäkurssi JKL yo 2014 syksy. Petri Kilpinen, Metsäkeskus, Keski-Suomi

Laserkeilaus puustotunnusten arvioinnissa

Drone-kuvausten käyttökelpoisuudesta metsäkeskuksen toiminnassa Maaseutu 2.0 loppuseminaari

Kaukokartoitusaineistot ja maanpeite

Forest Big Data (FBD) -tulosseminaari Helsingin yliopiston metsätieteiden laitos & Maanmittauslaitoksen paikkatietokeskus (FGI)

Metsään peruskurssi. Sisältö

Olosuhdetieto. Metsäntutkimuksen ja päätöksenteon apuna. Metsäteho Timo Tokola. UEF // University of Eastern Finland

Koostimme Metsätieteen aikakauskirjan erikoisnumeroon

Suomen metsäkeskus vuonna 2012

Earth Observation activities in University of Eastern Finland

Metsävaratiedon saatavuus ja käytettävyys energiapuun hankinnassa

Puuston runkolukusarjan ja laatutunnusten mittaus kaukokartoituksella

Kumisaappaista koneoppimiseen

Metsien kaukokartoitus ja avoimet aineistot

VMI kasvututkimuksen haasteita

MARV Metsikkökoealaharjoitus Aluepohjaiset laserpiirteet puustotunnusten selittäjinä. Ruuduille lasketut puustotunnukset:

Kaukokartoitusaineistot ja maanpeite

Taimikonhoidon ajoitus ja sen merkitys kuusen uudistamisketjussa. Karri Uotila Kustannustehokas metsänhoito seminaarisarja

Kaukokartoitusmenetelmien hyödyntämis- mahdollisuuksista maaainesten oton valvonnassa ja seurannassa

Puukarttajärjestelmä hakkuun tehostamisessa. Timo Melkas Mikko Miettinen Jarmo Hämäläinen Kalle Einola

Kaukokartoitusperusteisen inventointimallin kokonaistestaus

KARELIA-AMMATTIKORKEAKOULU

Leimikon arvosaanto ja puukaupan tehostaminen. Jukka Malinen, Harri Kilpeläinen, Tapio Wall & Erkki Verkasalo

Laserkeilauksen ja kuvauksen tilaaminen

METKA-maastolaskurin käyttäjäkoulutus Tammela Matti Kymäläinen METKA-hanke

PUUSTOBIOMASSAN ENNUSTAMINEN HARVAPULSSISELLA LENTOLASERKEILAUSAINEISTOLLA

Aaltomuodosta lisätarkkuutta laserkeilaukseen? SMK metsävaratietoseminaari Vantaa Aarne Hovi Helsingin Yliopisto

METSÄ SUUNNITELMÄ

Kasvatettavan puuston määritys koneellisessa harvennuksessa

ARVO-ohjelmisto pienpuun hankinnan tukena

Kaukokartoitustiedon käyttö LUKE:ssa

Biomassatulkinta LiDARilta

Metsikön rakenteen ennustaminen 3D-kaukokartoituksella

ENERGIAPUUKOHTEEN TUNNISTAMINEN JA OHJAAMINEN MARKKINOILLE

Toimenpiteet kuvioittain

Algoritmi I kuvioiden ja niille johtavien ajourien erottelu. Metsätehon tuloskalvosarja 7a/2018 LIITE 1 Timo Melkas Kirsi Riekki Metsäteho Oy

Suomen metsäkeskuksen metsävaratiedon laatuseloste

Taimikonhoidon ajoituksen kustannus ja kannattavuusvaikutukset

Hakkuukoneen paikannetulla hakkuulaitteella kerätyn puutiedon hyödyntäminen lentolaserkeilaukseen perustuvan puustotulkinnan aputietona

Tuuli- lumituhojen ennakointi. Suomen metsäkeskus, Pohjois-Pohjanmaa Julkiset palvelut K. Maaranto

Maanmittauslaitos 2015 Lupanumero 3069/MML/14 Karttakeskus 2015

Tiedonsiirtorajapinta ja hilatieto kuvioiden rinnalle Esko Välimäki ja Juha Inkilä

Tietopalveluja metsävaratiedosta? Miten kohtaavat käyttäjien tietotarpeet ja käytettävissä oleva tieto

Puiden biomassan, puutavaralajien ja laadun ennustaminen laserkeilausaineistoista

LASERKEILAUS METSÄOMAISUUDEN TALOUDELLISEN ARVONMÄÄRITTÄMISEN APUVÄLINEENÄ. Markus Holopainen 1, Kauko Viitanen 2

Puun kasvu ja runkomuodon muutokset

Metsävaratietojen ja digitalisaation hyödyntäminen biotalouden kasvussa Etelä- Savossa-hanke

ALS-pohjaisten pohjapinta-alamallien ennustevirheen selittäminen maastoaineistosta saatavilla ennakkotiedoilla

Kuviokohtaisten puustotunnusten ennustaminen laserkeilauksella

ARVO ohjelmisto. Tausta

KANSALLISET LASERKEILAUS- JA ILMAKUVAUSOHJELMAT

LENTOLASERKEILAUKSEEN PERUSTUVIEN PUUTASON MALLIEN SIIRRETTÄVYYS INVENTOINTIALUEIDEN VÄLILLÄ

ARVO ohjelmisto. Tausta

TARKKA METSÄVARATIETO LISÄÄ SUUNNITTELUN JA TOTEUTUKSEN TEHOKKUUTTA

Kasvatettavan puuston määritys koneellisessa harvennuksessa

LASERKEILAUS METSÄVAROJEN HALLINNASSA.

NUMEERISET ILMAKUVAT TAIMIKON PERKAUSTARPEEN MÄÄRITTÄMISESSÄ

HELSINGIN YLIOPISTO MAATALOUS-METSÄTIETEELLINEN TIEDEKUNTA METSÄTIETEIDEN LAITOS

MAASTOSSA MITATTAVAN MINIMILÄPIMITAN VAIKUTUS PUUSTOTULKINTAAN JA KUOLLEEN PYSTYPUUSTON ENNUSTAMINEN LASERKEILAUSPOHJAISESSA METSÄNINVENTOINNISSA

RN:o 23:36. n.58,8 ha

n.20,5 ha

Nikkarilan Laserkeilausprojekti

Suomen metsien inventointi

RN:o 2:95 2,5 ha. RN:o 2:87 n.19,3 ha

Kuvioittaisen arvioinnin luotettavuus

Tuulituhot ja metsänhoito

Ympäristön aktiivinen kaukokartoitus laserkeilaimella: tutkittua ja tulevaisuutta

Metsätieteen aikakauskirja

PAIKKATIETOMARKKINAT 2018 LASERKEILAUSSEMINAARI

Metsäkonetieto puustotulkinnan apuaineistona MEAPU-hankkeen loppuraportti

Maanmittauslaitoksen uusi valtakunnallinen korkeusmalli laserkeilaamalla

Liitetaulukko 20. Puuston runkolukusarjat puulajeittain.

LASER2020 MARA-PÄIVÄT

Metsätieteen aikakauskirja

KANSALLISET LASERKEILAUS- JA ILMAKUVAUSOHJELMAT. Juha Kareinen 1

SMK:n ja VMI:n inventointien yhteistyömahdollisuuksia: VMI:n näkökulma

Metsävaratietolähteet

Tukkiröntgendata sahapuun ohjauksessa

Laatua kuvaavien kasvumallien kehittäminen. Annikki Mäkelä, Anu Kantola, Harri Mäkinen HY Metsäekologian laitos, Metla

Transkriptio:

Laserkeilausseminaari 2017 MML 12.10.2017 Kaukokartoituspohjainen metsien inventointi Suomessa - mitä tästä eteenpäin? Petteri Packalen

Metsien inventointi Suomessa Kaksi erityyppistä inventointia: Valtakunnan metsien inventointi (LUKE) Kuvioittainen inventointi (SMK, palveluntarjoajat) Molempiin inventointeihin liittyy kaukokartoituksen käyttöä, mutta kuvioittainen inventointi on se, missä laserkeilausaineistoa hyödynnetään Samaa kuvioittaista inventointia käytetään sekä julkisella (SMK/MH) että yksityisellä puolella (metsäyhtiöt) Julkisen metsävaratiedon tuottamisen rooli on vahvistumassa, kiinnostusta yhdistää inventointeja

Kuvioittainen inventointi ennen Perinteisesti kuvioittainen inventointi on tehty sijoittamalla muutama maastokoeala per kuvio Puustotunnukset arvioidaan puulajeittain Pohjapinta-ala, runkoluku, ikä, dgm & hgm Maaluokka, kasvupaikka, lisämääreitä Inventointitiedon hyödyntämiseen on vakiintunut tapa (jakaumamallit, tuotosmallit, jne.) kaukokartoitusinventoinnin pitää tuottaa yhteensopivat lähtötiedot käytännössä kaukokartoitusinventointi tuottaa samat tiedot kuin perinteinen maastoinventointi, paitsi että lehtipuut on yhdistetty ja osa tunnuksista otetaan vanhasta tiedosta

Laserkeilausinventoinnin periaate Yksinpuintulkinta 1. tunnistetaan yksittäiset puut 2. ennustetaan puukohtaiset tunnukset 3. koostetaan metsä puista Etuja puutason tietoa, sijainti? puulajin ja puun tunnusten ennustus suoraviivaista Ongelmakohtia valtapuiden alla olevia puita jää paljon tunnistamatta läpimitan ennustus pituudella vaikeaa pitkä malliketju, (puutason paikalliset mallit?) Vaatii korkean pistetiheyden

Laserkeilausinventoinnin periaate Aluepohjainen ennustaminen kerätään laserdata ja maastokoealat yehdään paikallinen malli: puustotunnus = f( laserdata) ennustetaan hilalle Etuja ennusteiden tarkkuus hyvä (kokonaistunnukset) yleensä harha ei ole ongelma vakiintunut konsepti Ongelmakohtia ylimmän latvuksen alla olevat puut eivät kuvaudu kovin hyvin (keilausparametrit) yleensä melko paljon koealamittauksia jokaiselle tunnukselle tarvitaan oma malli Alhainen pistetiheys (<1pt/m 2 ) riittää

Laserkeilausinventoinnin periaate Puulajeittainen ennustaminen on erittäin vaikeaa Tämä on kuitenkin tietotarve Suomessa mänty, kuusi & lehtipuut lehtipuut ryhmänä, koska erottelu on erittäin vaikeaa ( G, BA, N, dgm & hgm ) ( mänty, kuusi, lehtipuut ) Yleensä käytetään ilmakuvia parantamaan puulajierottelua Ennustus usein lähimmän naapurin menetelmillä Samalta alueelta ja samalta ajankohdalta tarvitaan laserkeilausaineisto ilmakuvat maastokoealat jos joku puuttuu osalta aluetta, niin inventointi jää tekemättä käytännössä aineistojen homogeenisuus on merkittävä ongelma

SMK:n ja UEF:n yhteishankkeet laserinventoinnin kehittämiseksi Osa MM:n Metsätieto ja sähköiset palvelut hankekokonaisuutta Puulajeittaisten läpimittajakaumien Kehittäminen (Maltamo) Monikanavaisella laserkeilausinstrumentilla parempaa puulajierottelua (Packalen) Tiheäpulssisesta laserkeilausaineistosta parempaa tarkkuutta (Packalen)

Frekvenssi Puulajeittaisten läpimittajakaumien kehittäminen Hankkeen tavoitteena on vertailla ja kehittää eri tavoin ennustettuja laserkeilausinformaatioon perustuvia puulajeittaisia läpimittajakaumia 0.25 Lähtökohtana laserkeilausinventoinnin yksi ongelmakohde eli puulajeittaiset läpimittajakaumat keskiarvoistuminen, sivupuulajit Nykykäytäntö inventoinnissa on ennustaa puulajeittaiset puustotunnukset ja niiden perusteella laskea vastaavat teoreettiset Weibull-jakaumat Vaihtoehtona inventointialueen maastokoealojen puulistojen hyödyntäminen lähimmän naapurin menetelmällä 0.2 0.15 0.1 0.05 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 Läpimitta, cm Mitattu jakauma k-nn Weibull paramet rien ennusta minen

Puulajeittaisten läpimittajakaumien kehittäminen Lähtökohtaisesti hankkeessa vertaillaan edellä mainittuja menetelmiä, mutta: Lisäinformaatiota läpimittajakaumiin tuo myös monikanavainen ja tiheämpi laserdata sekä eri datayhdistelmät (muut SMK/UEF hankkeet) Mitä lopulta halutaan (sivupuulajien tietotarve?) ja millä jakaumia validoidaan (tukkitilavuus? error index?) Jakaumat on ennustettava kaukokartoitustiedolla ilman kuviotason kalibrointeja maastomittausinformaatiolla

Monikanavaisella laserkeilausinstrumentilla parempaa puulajierottelua Tavoitteena on selvittää, saadaanko monikanavalaseraineistolla parempaa tarkkuutta puulajikohtaisiin ennusteisiin kuin perinteisellä laseraineistolla, kun: käytetään sekä laseraineistoa että ilmakuvia käytetään pelkästään laseraineistoa Fokus on intensiteettitiedon hyödyntämisessä puulajitulkinnassa

Optech Titan Käyttäjän näkökulmasta katsoen Optech Titan -keilaimessa on kolme erillistä keilainta, jotka toimivat eri aallonpituuksilla Vihreä (532 nm), NIR (1064 nm) ja keski-infra (1550 nm) Pulssin avauskulma on vihreällä kanavalla kaksi kertaa suurempi kuin muilla kanavilla (0.7 vs. 0.35 mrad)

Range Correction What is optimal value of power parameter? Is there any gain from Range Correction?

Tiheäpulssisesta laserkeilausaineistosta parempaa tarkkuutta Hankkeen tavoitteena on selvittää, voidaanko tiheämpipulssisella laseraineistolla parantaa metsien inventoinnin tarkkuutta verrattuna nykyiseen harvapulssiseen aineistoon Erityisenä kiinnostuksen kohteena on ns. rajapuu-menetelmä, jolla korjataan reunapuiden vaikutusta aluepohjaisessa menetelmässä Verrataan seuraavia menetelmiä: Rajapuu-menetelmä Aluepohjainen tulkinta Yksinpuintulkinta

Miten tiheäpulssiaineistosta parempaa tarkkuutta? Pistetiheyden vaikutusta inventoinnin tarkkuuteen on tutkittu paljon ja lähes poikkeuksetta johtopäätös on ollut, että nykymuotoisessa aluepohjaisessa menetelmässä pistetiheydellä ei ole suurta vaikutusta inventoinnin tarkkuuteen Jos halutaan hyötyä tiheämmästä laserkeilausaineistosta, pitää käyttää jotakin muuta menetelmää kuin nykyisin käytössä olevaa aluepohjaista lähestymistapaa Yksinpuintunnistusta pidetään usein vaihtoehtona aluepohjaiselle lähestymistavalle. Yksinpuintunnistuksessa on kuitenkin omat ongelmakohtansa eikä julkaistujen tutkimusten perusteella voida vetää johtopäätöstä, että yksinpuintulkinnalla saataisiin tarkempia ennusteita kuin käytössä olevalla aluepohjaisella menetelmällä

Rajapuu-menetelmä

Käytännössä huomioitavaa Puusto vaihtelee ja kaukokartoitusaineiston ominaisuudet vaihtelevat: tarvitaan paikallinen malli alueen pitää olla riittävän suuri, jotta tarvittavan paikallisen malliaineiston hinta per pinta-ala ei ole liian suuri käytännössä alueen minimikoko on usein luokkaa 100 000 ha Kaukokartoitusaineistojen hankinta on kustannustehokasta vain suurilla alueilla Koko inventoinnin hinta pitää olla muutamia euroja per hehtaari Aineistojen homogeenisuus on käytännössä usein suurin ongelma tasalaatuisuus inventointialueen sisällä ajallinen tasalaatuisuus Laseraineistoa hyödynnetään kuvioittaisessa inventoinnissa myös muulla tavalla kuin puustotunnusten ennustamisessa, esim. automaattinen kuviointi, puuston korkeusmallit visualisoinnissa, jne.

Kiitos mielenkiinnosta! kysymyksiä?