Kaukokartoitusmenetelmät jokiympäristössä Claude Flener Fluvial Research Group Maantieteen ja Geologian laitos Turun Yliopisto Laaserikeilaus- ja korkeusmalliseminaari 2011 Korkeusmallit jokitutkimuksessa Mobiili laserikeilaus Vihreä Lidar syvyysmallinnus Optinen syvyysmallinnus
Mihin topografisia tietoja käytetään jokitukimuksessa? Tulvatutkimus LAUREA LAUREA Tulvavahinko ja tulvariski kartoitus Hydraulinen ja hydrologinen mallinus Mikko Sane
Tulvamallinnus DEM Syvyysmalli Bathymetry Alho et al., 2009 b Hydraulinen malli Virtaama Claude Flener Tulvavaarakartta tulevaisuuden tulvat tulvamalli + ilmasto scenario Pori Veijalaien et al., submitted manuscript, Journal of Hydrology
Jokigeomorfologia Claude Flener Erkka Taivainen jokidynamiikka & habitaatti mallinnus eroosio, kerrostuminen, sedimenttikulkeutuminen 1-, 2- ja 3-D hydrauliset mallit uoman dynamiikka: hydraulisten mallien ja geomorfologisen datan yhdistäminen Elina Kasvi
Mobiili Lidar LiDAR tarkka korkeusmalli / pintamalli ilmalaserkeilaus hankalaa jos jyrkät jokitörmät maalaserkeilaus voi täyttää puutteet vihreä ALS antaa veden syvyys dataa hydrauliseen malliin karkeusparametrin arvionti muutosanalyysi
Boat-based mobile laser scanning BOMMS Faro Photon 120 Pistemittaustaajuus 244 khz Profiilimittaustaajuus 49 Hz Maitokärry-based mobile laser scanning (CartMMS)
Rinkka-based mobile laser scanning Staattinen laserkeilaus Matti Vaaja Kuva 6. Esimerkki maalaserkeilausaineistosta Utsjoelta. Pistepilvessä erottuvat kolmijaloilla olevat referenssipallot sekä yksi Leica HDS6100 Pistemittaustaajuus Max. 508 khz
Punainen laserkeilaus veden alle? Matti Vaaja Alho et al., 2009
FGI / Mobile Mapping Fotogrammetria
Fotogrammetriasta laskettu pistepilvi Matti Kurkela Vihreä Lidar
Vihreä LiDAR Kyrönjoki 9.2009 Vihreä lidarin pisteet jokialueella Hawk Eye systeemin Z-tarkkuus oli ±25 cm Blom Vähäkyrö River Survey report
532 nm Secchi levy uoman ainekset tai sedimentti vesipatsassa ovat imeytynyt 532 nm vihreä laseri BLOM Aerofilms Blom Vähäkyrö River Survey report Punainen ja vihreän laserin pistepilvi lopputulos suodatuksen jälkeen Blom Vähäkyrö River Survey report
Blom Vähäkyrö River Survey report Ruotsinpyhtää ja Kaunissaari vihreä laserkeilaus kesäkuu 2010 Blom Vähäkyrö River Survey report Figure 2.1 Overview of survey areas
Kaunissaari RMSE Lidar / Paakkane koko alue 1.94 matala < 2 m 0.87 syvä > 2 m 2.31 Olli Sirkiä / MML Kaikuharaus Referenssitiedot syvällä aluella (MML) Text Monikeilaus sonar Kongsberg Maritime AS
Referenssitiedot matalalla aluella (UTU) ADCP:n sonar ja RTK/VRS GPS, eli Paakkane Kaunissaari RMSE 1.33 RMSE matala 0.79 RMSE syvä 1.54 Syvyys Min Mean Max LIDAR -4.56 2.78 6.94 PAAKKANE 0.07 2.84 6.64
RMSE 4.56 RMSE matala 0.79 RMSE syvä 9.23 Syvyys Min Mean Max LIDAR -1.78 0.27 3.52 PAAKKANE 0.01 3.31 10.37 RMSE 2.67 RMSE matala 0.79 RMSE syvä 9.23 Syvyys Min Mean Max LIDAR -11.31 0.32 1.26 PAAKKANE 0.22 1.83 3.36
Optinen syvyysmallinnus optinen syvyysmallinnus
toimintaperiaate tumma = syvä vaalea = matala toimintaperiaate tumma = syvä vaalea = matala mutta kuinka syvä?
Direction of flow RMSD: 28.3 R 2 : 0.87 corr: 0.93 Claude Flener Optinen syvyysmallinnus + helppo kartoittaa laajoja alueita kustannustehokas korkea resoluutio mahdollista ei interpolaatio toimii hyvin matalassa vedessä vaatii vähäsameinen vesi ei toimi hyvin aallokkossa ei toimii syvemällä kuin Secchi syvyys (vaatii kenttäaineistot)
Lyzenga deep water correction algorithm Xi = ln(reflectancei! DeepWaterReflectancei ) DNi Xi Depth = a + b Xi oletukset kirkas vesi läpinäkyvä pinta (ei aaltoja / BDR) yhdenmukainen pohja-aines esteetön näkymä joelle (ei puita joen ylläpuolella) kenttäaineiston kerääminen saman aikaisesti kuin ilmakuvaus
data vaatimukset ilmakuvat (RGB + IR) syvyys referenssi data pienin mahdollinen aikaviive molempien aineistojen välillä Deep water reflectance www.coastalskyshots.com
Manual selection: R G B 34 62 83 Calibrated values: R G B 40 66 85 0.113 0.1104
UAV ilmakuvaukseen perustuva syvyysmallinnus
Unmanned Aerial Vehicle
Mosaic & histogram adjust
Mosaic & histogram adjust
5cm rasteri 6 cm vertikaali virhe
KAT Aquatic Sonar Kemijoki Aquatic Technology OY Saumaton korkea resoluution DTM + + laserkeilausaineistosta Utsjoelta. Pistepilvessä erottuvat kolmijaloilla olevat referenssipallot + + =
Tutkijat: Turun Yliopisto: Petteri Alho (tutkimusjohtaja) Claude Flener, Elina Kasvi, Eliisa Lotsari, Iisa Orell Geodeettinen Laitos: Juha Hyyppä Harri Kaartinen, Antero Kukko, Anttoni Jaakkola, Anssi Krooks Aalto Yliopisto: Hannu Hyyppä Matti Vaaja, Matti Kurkela www.sci.utu.fi/fluvial