MARV1-11 Metsikkökoealaharjoitus Aluepohjaiset laserpiirteet puustotunnusten selittäjinä Metsikkökoealojen puuston mittaukseen käytetty menetelmä, jossa puut etsitään laseraineistosta/ilmakuvilta ja mitataan yksi kerrallaan, ei ole useinkaan suuria alueita inventoitaessa mahdollinen, koska menetelmä vaatii tiheää laseraineistoa ja suurta laskentakapasiteettia (kallis), ja lisäksi osa puista jää havaitsematta (omissiopuut). Käytännön inventointisovelluksissa (esim. metsäkeskusten käyttämä systeemi) hyödynnetään pienalueilta (esim. 15 15m ruudut) laskettuja laserpiirteitä. Menetelmä perustuu laserin kykyyn mitata puiden pituutta sekä lehti-/neulasmassaa ts. kaikuja saadaan eniten sieltä missä metsikössä on lehtiä/neulasia. Esimerkiksi tiheä metsä pidättää suuren osan laserpulsseista ylempiin latvuskerroksiin, ja metsän harventuessa maaosumien osuus kasvaa. Lisäksi laserkaikujen intensiteettijakaumia voidaan mahdollisesti hyödyntää puulajin tunnistamisessa. Marv1-koealoille laskettiin aluepohjaisia laserpiirteitä käyttäen 3 km korkeudesta lennettyä laseraineistoa vuodelta (pulssitiheys ~2 pulssia/m 2 ). Laserkeilain tuottaa pulssia kohti 1 4 kaikua. Piirteiden laskennassa käytettiin vain pulssien 1. kaikuja. Laskennan vaiheet: 1) Jaetaan koeala ruutuihin ( tai 15 15 m, puuston koosta riippuen), valitaan tarkasteluun yksi ruutu kerrallaan 2) Etsitään ruudulle siihen osuneet laserkaiut 3) Määritetään jokaiselle kaiulle korkeus (h) maanpinnasta digitaalista maanpintamallia (DEM) käyttäen 4) Jaetaan kaiut maa- (h < 1 m) ja puuosumiin (h > 1 m) 5) Lasketaan ruudulle laserkaikujen korkeusjakaumaa kuvaavia tunnuksia eli laserpiirteitä 6) Lasketaan ruudulle puustotunnukset maastomittausten perusteella Ruuduille lasketut puustotunnukset: PPA Pohjapinta-ala, m 2 /ha D13 PPA:lla painotettu keskiläpimitta, cm H PPA:lla painotettu keskipituus, m VOL Runkotilavuus, m 3 /ha STEMNR Runkoluku, kpl/ha Laserpiirteet ja niiden selitykset: prg Maaosumien osuus kaikista kaiuista, % hmax Kaikujen maksimikorkeus maanpinnasta, m hmean Kaikujen keskikorkeus maanpinnasta, m hcv Kaikujen korkeuksien variaatiokerroin (keskihajonta/hmean) hd1 Korkeusjakauman desiilit, m. Desiilit lasketaan laittamalla puuosumat korkeuden mukaan järjestykseen. 1. desiilin alapuolelta on saatu % kaiuista, 2. desiilin alapuolelta % jne. p0 9 Latvustiheydet, %. Lasketaan jakamalla puuosumien korkeusväli (h min -h max ) yhtä suureen osaan. p0,p1,..,p9 ovat 0,,,90% korkeutta ylempää saatujen kaikujen osuus kaikista kaiuista. Ruuduille lasketut laserpiirteet ja puustotunnukset löytyvät kurssin kotisivuilta kansiosta: www.helsinki.fi/~korpela/marv1_11/aluepohj _tulokset/aluepohj_tulokset.html Kartat ja kuvaajat: Seuraavilla sivuilla esitetään neljän laserpiirteen (prg, hd9, p5 ja hcv) vaihtelu koealojen eri osissa. Tarkastelkaa karttoja maastossa ja verratkaa puuston ominaisuuksiin. Koealalle 4 piirteitä ei laskettu, koska koealan puusto ei enää hakkuun takia vastaa kesän tilannetta, jolloin laserkeilaus on tehty. Lisäksi on esitetty muutaman laserpiirteen ja puustotunnuksen välinen korrelaatio koealalla 1 (XYkuvaajat). Aluepohjaisen menetelmän kuvaus: Naesset, E. 02. Predicting forest stand characteristics with airborne scanning laser using a practical two-stage procedure and field data. Remote Sensing of Environment 80(1): 88-99. 1
25154 2515480 25155 25154 2515480 25155 Koeala 1: Maaosumien osuus (prg), % Koeala 1: Korkeusjakauman 9. desiili (hd9), m 686 68680 68611 45 35 25 686 68680 68611 17 16 15 14 13 12 25154 2515480 25155 Koeala 1: Latvustiheys % korkeudella (p5), % 25154 2515480 25155 Koeala 1: Korkeuden variaatiokerroin (hcv) 686 68680 68611 686 68680 68611 0.35 0. 0. 2
25162 251 25163 25162 251 25163 Koeala 2: Maaosumien osuus (prg), % Koeala 2: Korkeusjakauman 9. desiili (hd9), m 68580 68585 68580 22 18 16 14 12 68580 68585 68580 19.0 18.5 18.0 17.5 17.0 16.5 25162 251 25163 Koeala 2: Latvustiheys % korkeudella (p5), % 25162 251 25163 Koeala 2: Korkeuden variaatiokerroin (hcv) 68580 68585 68580 80 75 65 68580 68585 68580 0.29 0.28 0.27 0.26 0.24 0.23 3
Koeala 3: Maaosumien osuus (prg), % Koeala 3: Korkeusjakauman 9. desiili (hd9), m 687 687 68780 68800 688 687 687 68780 68800 688 11 9 8 25150 25154 25154 25154 25150 25154 25154 25154 Koeala 3: Latvustiheys % korkeudella (p5), % Koeala 3: Korkeuden variaatiokerroin (hcv) 687 687 68780 68800 688 687 687 68780 68800 688 4 0.45 0. 0.35 0. 25150 25154 25154 25154 25150 25154 25154 25154
Koeala 5: Maaosumien osuus (prg), % Koeala 5: Korkeusjakauman 9. desiili (hd9), m 68595 6859590 68596 15 5 68595 6859590 68596 9.5 9.0 8.5 25165 25165 25165 25165 25165 25165 Koeala 5: Latvustiheys % korkeudella (p5), % Koeala 5: Korkeuden variaatiokerroin (hcv) 68595 6859590 68596 90 85 80 75 65 68595 6859590 68596 5 0.24 0.22 0. 0.18 0.16 25165 25165 25165 25165 25165 25165
Koeala 7: Maaosumien osuus (prg), % Koeala 7: Korkeusjakauman 9. desiili (hd9), m 68574 68574 685 68575 25 15 68574 68574 685 68575 29 28 27 26 25 24 251 25165 2516580 25166 251 25165 2516580 25166 Koeala 7: Latvustiheys % korkeudella (p5), % Koeala 7: Korkeuden variaatiokerroin (hcv) 68574 68574 685 68575 68574 68574 685 68575 6 0.55 0. 0.45 0. 0.35 0. 251 25165 2516580 25166 251 25165 2516580 25166
PPA:lla painotettu keskipituus, m 13 14 15 16 17 18 19 Koeala 1 : H x hd9 y = 1.59 * x ^ 0.862 12 13 14 15 16 17 Runkotilavuus, m3/ha 80 1 1 0 Koeala 1 : VOL x p5 y = 3.72 * x ^ 0.92 Korkeusjakauman 9. desiili (hd9), m Latvustiheys % korkeudella (p5), % PPA, m2/ha 12 16 24 Koeala 1 : PPA x p6 y = 2.04 * x ^ 0.587 PPA:lla painotettu keskilpm, cm 17 19 21 23 Koeala 1 : D13 x hd9 y = 4.51 * x ^ 0.554 12 13 14 15 16 17 Latvustiheys % korkeudella (p6), % Korkeusjakauman 9. desiili (hd9), m Koeala 1 : STEMNR x prg Runkoluku, kpl/ha 0 0 900 y = 4628.61 * x ^ 0.531 25 35 45 Maaosumien osuus (prg), % 7