Kehittyvien satelliittiaineistojen mahdollisuudet



Samankaltaiset tiedostot
Vaihtoehtoisia malleja puuston kokojakauman muodostamiseen

Biomassatulkinta LiDARilta

Tree map system in harvester

MARV Metsikkökoealaharjoitus Aluepohjaiset laserpiirteet puustotunnusten selittäjinä. Ruuduille lasketut puustotunnukset:

Metsikön rakenteen ennustaminen 3D-kaukokartoituksella

Ilmastoon reagoivat metsän kasvun mallit: Esimerkkejä Suomesta ja Euroopasta

METSÄ SUUNNITELMÄ

Matti Mõttus, Tuomas Häme. Land Remote Sensing senior scientist akatemiatutkija. Suomen GEO -tapaaminen 23.5.


Metsien kaukokartoitus ja avoimet aineistot

Laserkeilaus yksityismetsien inventoinnissa

Kuusen kasvun ja puutavaran laadun ennustaminen

Puiden biomassan, puutavaralajien ja laadun ennustaminen laserkeilausaineistoista

ENERGIAPUUKOHTEEN TUNNISTAMINEN JA OHJAAMINEN MARKKINOILLE

Satelliitit, alus tat ja tekoäly mets ätaloudes s a

Paikkatietoa metsäbiomassan määrästä tarvitaan

Liito-oravan elinympäristöjen mallittaminen Tampereen seudulla

Kymmenen vuotta maastolaserkeilaustutkimusta käytännön kokemuksia

METKA-maastolaskurin käyttäjäkoulutus Tammela Matti Kymäläinen METKA-hanke

Metsien vertailutason määrittäminen taustat ja tilanne

Tiheäpulssinen ja monikanavainen laserkeilausaineisto puulajeittaisessa inventoinnissa

Hakkuukonemittaus puustotietojen tuotannossa aineiston esikäsittely ja kuviorajan muodostaminen

( ,5 1 1,5 2 km

Metsälamminkankaan tuulivoimapuiston osayleiskaava

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

Envibase-hanke. Esittely KTKlle SYKE Saku Anttila Yrjö Sucksdorff

Männyn laatukasvatus Jari Hynynen. Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute

Climforisk - Climate change induced drought effects on forest growth and vulnerability

YKJ ETRS (usein joutuu säätämään itse)

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

Metsäojitettu suo: KHK-lähde vai -nielu?

( ( OX2 Perkkiö. Rakennuskanta. Varjostus. 9 x N131 x HH145

Tynnyrivaara, OX2 Tuulivoimahanke. ( Layout 9 x N131 x HH145. Rakennukset Asuinrakennus Lomarakennus 9 x N131 x HH145 Varjostus 1 h/a 8 h/a 20 h/a

Miehittämättömän lennokin ottamien ilmakuvien käyttö energiakäyttöön soveltuvien biomassojen määrän nopeassa arvioinnissa

PURO Osahanke 3. Elintoimintoihin perustuvat mallit: Tavoitteet. PipeQual-mallin kehittäminen. PipeQual-mallin soveltaminen

Energiapuun korjuun taloudellisuus nuorissa kasvatusmetsissä

Kantobiomassan määrän mallintaminen leimikoissa hakkuukonemittausten avulla

Jani Heikkilä, Myyntijohtaja, Bitcomp Oy. Kantoon -sovellus ja muut metsänomistajan palvelut

TM ETRS-TM35FIN-ETRS89 WTG

Säilörehunurmen sadon määrän kaukokartoitus

Puustotietojen keruun tekniset vaihtoehdot, kustannustehokkuus ja tarkkuus

TERRAMONITOR HAKKUIDEN MUUTOSTULKINTA JA RAJAUS PERUSTUEN SENTINEL-2 SATELLIITTIKUVA-AINEISTOON SUOMEN METSÄKESKUKSELLE RAPORTTI 13.2.

Metsien hoito jatkuvapeitteisenä: taloudellien optimointi ja kannattavuus Vesa-Pekka Parkatti, Helsingin yliopisto, Metsätieteiden osasto

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

WindPRO version joulu 2012 Printed/Page :42 / 1. SHADOW - Main Result

Kuusen kasvun ja puutavaran laadun ennustaminen

LUONTAISEN UUDISTAMISEN ONGELMAT POHJOIS-SUOMESSA SIEMENSADON NÄKÖKULMASTA. Anu Hilli Tutkija Oamk / Luonnonvara-alan yksikkö

,0 Yes ,0 120, ,8

ARVOMETSÄ METSÄN ARVO

Taimikonhoidon ajoituksen kustannus ja kannattavuusvaikutukset

Kangasmaiden lannoitus

Maaston ja tiestön kantavuuden ennustaminen. Jori Uusitalo Jari Ala-ilomäki Harri Lindeman Tomi Kaakkurivaara Nuutti Vuorimies Pauli Kolisoja

TM ETRS-TM35FIN-ETRS89 WTG

TM ETRS-TM35FIN-ETRS89 WTG

Rakennukset Varjostus "real case" h/a 0,5 1,5

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

TM ETRS-TM35FIN-ETRS89 WTG

Kaukokartoitusmenetelmien hyödyntämis- mahdollisuuksista maaainesten oton valvonnassa ja seurannassa

Laserkeilauspohjaiset laskentasovellukset

Eri-ikäisrakenteisen metsän kasvatus

TM ETRS-TM35FIN-ETRS89 WTG

TM ETRS-TM35FIN-ETRS89 WTG

Kaukokartoitustiedon käyttö LUKE:ssa

TM ETRS-TM35FIN-ETRS89 WTG

Mikä on taimikonhoidon laadun taso?

Kaukokartoitusaineistot ja maanpeite

ARVO ohjelmisto. Tausta

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

VESISEN Sentinel- ja Landsat-satelliittien aineistot Suomen rannikon ja järvien vedenlaadun seurannassa

NUORTEN METSIEN RAKENNE JA KEHITYS

TM ETRS-TM35FIN-ETRS89 WTG

Laserkeilauksella kattavaa tietoa kaupunkimetsistä

Tuulituhot ja metsänhoito

WindPRO version joulu 2012 Printed/Page :47 / 1. SHADOW - Main Result

TM ETRS-TM35FIN-ETRS89 WTG

Työvoima Palvelussuhdelajeittain %-jakautumat

Kaukokartoitusaineistot ja maanpeite

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

Taimikonhoidon omavalvontaohje

ARVO ohjelmisto. Tausta

Metsien hoidolla tuulituhojen torjuntaan

LAS- ja ilmakuva-aineistojen käsittely ArcGIS:ssä

Kasvatettavan puuston määritys koneellisessa harvennuksessa

TM ETRS-TM35FIN-ETRS89 WTG

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

KEMERA - valmisteilla olevat muutokset Kemera-järjestelmään

Kuusen kasvun ja puutavaran laadun ennustaminen

Avoin datapolitiikka ja avoimen lähdekoodin toimintamalli- Metsäva

Metsien hiilitaseet muuttuvassa ilmastossa Climforisk-hankkeen loppuseminaari,

Latuviitan Landsat-mosaiikki Itämeren alueelta

Kasvava metsävaratiedon kysyntä. Metsässä puhaltavat uudet tuulet seminaari, , Mikkeli Kari T. Korhonen, Metla/VMI

Poistettavien puiden valinta laatuperustein harvennushakkuulla

Suomen Metsäosaamisen Vientiseminaari: Kokemuksia ja ajatuksia metsäosaamisen viennin haasteista

Taimikonhoidon ajoituksen kustannus ja kannattavuusvaikutukset

( N117 x HH141 ( Honkajoki N117 x 9 x HH120 tv-alueet ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( m. Honkajoki & Kankaanpää tuulivoimahankkeet

Satelliittipaikannuksen tarkkuus hakkuukoneessa. Timo Melkas Mika Salmi Jarmo Hämäläinen

Kuinka ilmasto vaikuttaa metsien hiilinieluihin ja metsätuhoihin? Climforisk

Systemaattisuus työmalleissa puunkorjuussa

Rautatiekasvillisuudenhallinta laserkeilauksen avulla

Transkriptio:

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND LTD Kehittyvien satelliittiaineistojen mahdollisuudet Forest Big Data loppuseminaari, Heureka 8.3.2016 Tuomas Häme, Laura Sirro, Yrjö Rauste VTT

VTT:n satelliittikuvatutkimusaiheet FBD-hankkeessa Perinteiset metsämuuttujat Landsat-kuvista ja korkean tarkkuuden optisista kuvista Puuston pituus Tandem-X tutkakuvapareista -> runkotilavuus Muutosten tulkinta optisista kuvista Roudan sulamisen näkyvyys tutkakuvissa (korjuukelpoisuus) Hakkuukoneaineiston käyttö tulkinnassa (jatkuu vielä maaliskuun 2016) 07/03/2016 2

Metsämuuttujien ennustaminen Landsataineistosta NF Mänty Kuusi Lehti Vesi 0 <100 <160 <220 220-370 Vesi Landsat 8 3.7.2015 Pääpuulaji 0 <10 <13 <17 17-24 Vesi Runkotilavuus (m 3 /ha) 0 <12 <18 <23 23-35 Vesi 07/03/2016 3 orldview-2 Jul 07 2013 Keskipituus (m) heinäkuu 2015, erotuskyky 30 m Keskiläpimitta (cm)

Puulajiennuste Landsat aineistosta ja vertailu hakkuukoneaineistoon heinäkuu 2015, erotuskyky 30 m 07/03/2016 4

Kokeellinen tilavuuden tukkipuuosuuden ennuste Landsat -aineistosta NF <63% <72% <78% <84% >84% Vesi Worldview-2 7.7.2013 Opetusaineisto: 1600 m2 koealat hakkuukoneaineistosta (Arbonaut) 07/03/2016 5

Ennusteiden tarkkuuden laskenta Metsäkeskuksen koeala-aineistoa käyttäen N=93 Keskipituus (m) Keskiläpimitta (cm) Runkoluku (/ha) Keskitilavuus (m 3 /ha) Pohjapinta-ala (m 2 /ha) Ennusteen keskiarvo 15 18 2157 171 22 Bias Bias% RMSE RMSE % -1-1 464-8 -1-6 -6 22-5 -3 6 9 2831 116 8 39 50 131 68 36 93 riippumatonta testikoealaa, Landsat 8, heinäkuu 2015 07/03/2016 6

Ennusteiden tarkkuuden laskenta hakkuukoneaineistoa käyttäen (kuviot 1 ha) N=108 Ennusteen keskiarvo Keskipituus (m) Keskiläpimitta (cm) Runkoluku (/ha) Keskitilavuus (m 3 /ha) Pohjapintaala (m 2 /ha) 17 21 1666 216 23 Bias -6-7 1207-51 21 Bias% -32-31 72-23 90 RMSE 7 9 1424 93 6 RMSE % 41 41 85 43 26 07/03/2016 7

Suhteellinen keskineliövirhe ja kuvion koko (1: kaikki, 2 : 1 ha, 3 : 2 ha, 4 : 3 ha) 07/03/2016 8

Keskirunkotilavuus ja kuvion koko hakkuukoneaineistossa 50 m 3 /ha 250 m 3 /ha 500 m 3 /ha 50 m 3 /ha 250 m 3 /ha 500 m 3 /ha Kuviot 1 ha Kuviot 3 ha 07/03/2016 9

Hakkuukoneaineiston rooli satelliittikuvaaineiston tulkinnassa - metsämuuttujien ennustaminen Ennusteiden tarkkuuden arviointi Mallien opetus muun aineiston ohella Lähinnä voidaan hyödyntää päätehakkuiden aineistoa 07/03/2016 10

Tarkat (VHR) satelliittikuvat: Pohjapinta-ala 32 m 2 /ha 0 m 2 /ha Total stem basal area m 2 /ha 7 km by 8 km 07/03/2016 11

Männyn osuus 100 % 0 % Pine proportion % 7 km by 8 km 07/03/2016 12

Keskipituus 27 m 0 m Height, m 7 km by 8 km 07/03/2016 13

Puuston pituus Tandem-X tutkakuvasta RMSE=3.2 m, R2=0.61 RMSE=3.0 m, R2=0.65 Estimaatti kalibroitu maastokoealoilla 07/03/2016 15

Puulajien tunnistaminen tarkoista satelliittikuvista Optical VHR (Very High Resolution) image used (GeoEye) Crowns identified in panchromatic band (resolution 0.5 m) also characteristics of density function Spectral data from multispectral bands (resolution 2 m) Kuusi Mänty Astola et al. manuscript under preparation 07/03/2016 16

Puulajikartta Hyytiälästä Red = birch, green = spruce, blue = pine 07/03/2016 Image GeoEye 2010 17

Hakkuukoneaineiston rooli satelliittikuvaaineiston tulkinnassa - puiden paikantaminen ja puulajin ennustaminen VHR -aineistosta Runkolukutietoa voidaan käyttää menetelmien parametrien arvojen valinnassa. Pienimmät puut jäävät havaitsematta. Hyvää opetus- ja testiaineistoa puulajin ennustamiseen jos runkojen paikkatieto riittävän tarkkaa 07/03/2016 18

Roudan sulaminen näkyy tutkakuvissa harvassa puustossa ja soilla 1600 Spring 2009 / Dense Forest (TCD > 50%) SarMean 1400 1200 1000 40 60 80 100 120 140 160 DOY Spring 2009 / Sparse Forest (0 < TCD < 50%) 2000 SarMean 1500 1000 SarMean 500 40 60 80 100 120 140 160 DOY Spring 2009 / Bog 2500 2000 1500 1000 + average of pixel group o = 5 point median filtered time series 500 40 60 80 100 120 140 160 DOY 07/03/2016 19 DOY = Day Of Year; DOY 100 = April 10th

Hakkuut heinäkuu elokuu 2015 Landsat - aineistosta GeoEye-1 -kuva 10/09/2015 Landsat8 - kuvat 7.7. 2015 ja 20.8.2015 AutoChange Alue ~ 5.5km x 5.5km 07/03/2016 20

07/03/2016 21

Hakkuiden havaitseminen korkean resoluution satelliittikuva-aineistosta Worldview-2 Jul 07 2013 GeoEye-1 Sep 10 2015 Muutoksen voimakkuus AutoChange -menetelmällä Alueen koko ~ 3 km x 5 km 07/03/2016 22

Hakkuut heinäkuu 2013 syyskuu 2015 2013 2015 07/03/2016 23

Hakkuukoneaineiston rooli satelliittikuvaaineiston tulkinnassa - muutostulkinta Tulosten tarkkuuden arviointi Hakkuutapatieto mahdollisesti hyödyllinen kun kehitetään menetelmiä muutostyypin erottamista varten Metsän biomassan väheneminen tarkasti tiedossa soveltuu myös menetelmien kehittämiseen metsiin liittyvien kansainvälisten sopimusten valvonnassa (REDD+) 07/03/2016 24

Sentinel-1 tutkakuvamosaiikki joulukuulta 2015 http://www.northstatefp7.eu/ Prosessointi VTT 07/03/2016 25

Sentinel-2 -kuva Italiasta 3 km x 4,3 km erotuskyky 10 m 07/03/2016 26

Sentinel-2 peitto Suomesta elokuulta 2015 Käyttöönottovaiheessa otetut kuvat tulevat jakoon toukokuuhun 2016 mennessä 07/03/2016 27

Satelliittikuvien potentiaali metsätaloudessa Aineistolähde Avoh. Harv.h. Vesakko Maapeiteluokka Tilavuus ym. Puulaji Metsätyyppi Ilmak. tilalla Sentinel-2 (10 m) *** **? *** *** ** ** ** * Landsat (30 m) *** *? ** ** ** ** ** * Sentinel-1 tutka (~20 m) * - - * * - - (*) ALOS-2 tutka (~20 m) **? - * ** - - (*) 0,5 m erotuskyky optinen *** ***? *** *** ** *** ** *** 1 m erotuskyky tutka * -? - * *(*) - - (*) Laskettujen tuotteiden kustannusten kertaluokka: Sentinel, Landsat 0,01/ha (kuvat ilmaisia) 0,5 2 m optinen 0,2 /ha (pienellä kohdealueella kalliimpi kuvien hinnan takia) 07/03/2016 28

Forest resources management system* Growth model Yes Match? No Airborne, UAV & terrestrial lidar Principal data Site & soil type map Updating *special viewpoint use of satellite imagery Updated data 07/03/2016 29

Contact forestry-tep.eo.esa.int Tuomas Häme tuomas.hame@vtt.fi +358 40 587 0631 Renne Tergujeff renne.tergujeff@vtt.fi +358 40 501 7057 Forestry Thematic Exploitation Platform Metsäalan satelliittipalvelut samasta paikasta Kauppa- ja kohtaamispaikka palvelujen tarjoajille ja tarvitsijoille Alkaen keväällä 2017 Seuraa sivujamme

Johtopäätökset: Satelliittikuvien potentiaali suurin Muutosten havainnoinnissa tiedon ajantasaistamiseksi Hakkuut Vesakko Kun kustannusten säästäminen tärkeää Tuotteiden hinta sentin luokkaa /hehtaari Runkotilavuuden suhteellinen keskivirhe 30% (tarkat kuvat) 40 60 % (Landsat) keskiarvosta Kun lentokone- tai helikopteriaineistoa ei helposti saatavilla Tarkat kuvat (erotuskyky 0,5 m) Puulajit Ilmakuvien korvaajina 07/03/2016 31