Metsien kaukokartoitus ja lentokonekeilaus Osio 2 Energiapuun tehokas käsittely ja kuivuminen Osio 1 Taimikoiden hoito ja nuorien metsien energiapuuvarojen hyödyntäminen Metsä työllistäjänä sekä energiapuun ja klapien tehokas käsittely kuivuminen Kalevi Pietikäinen 10.10.2015 Tätä tutkimusta on tukenut Eino ja Marjatta Kollinsäätiö
Lentokonekeilaus ja Suomen energiapuuvarojen inventointi Taimikkoalgoritmi kehitetty Metsävaramittaus kunnostamattomissa metsissä -projektissa Toteuttajat JAMK / IT HAMK / EVO Suomen Metsäkeskus Keski-Suomen metsänhoitoyhdistys Kirja JAMKin julkaisusarjassa: Uusia menetelmiä metsävaratietojen hyödyntämiseen
Kaukokartoitus (lentokonekeilaus) ja metsien inventointi Maanmittauslaitos (MML) Avoimien aineistojen tiedostopalvelu https://tiedostopalvelu.maanmittauslaitos.fi/tp/kartta 3600 ha (4 * 900 ha) karttalehtinä (las, laz tiedostot) Kehitysluokat T1, T2 ja 02 Hoitotöiden kiireellisyydet Saantojen ja työllisyyspotentiaalien laskenta Hoito- ja energiapuukohteet (gps) Paikkatietoon ja pinta-alaan sidottuna
Lentokonekeilauksen kaiut ja algoritmit Arbonautin_piirteet: Piirteiden laskenta DEM (Digital Elevation Model) -korkeusmalli DSM (Digital Surface Model) -pintamalli DTM (Digital Terrain Model) -maanpintamalli DSM-DTM = CHM (Canopy Height Model) kasvillisuuden tai latvuston korkeusmalli Kyyt algoritmi Kehitysluokat (T1, T2, 02) Hoitotöiden kiireellisyydet Latvuston korkeusmallit Lajiteltu nousevaan järjestykseen ja latvatasojakaumat
CHM Latvuston korkeusmalli (CHM, Canopy Height Model) lasketaan digitaalisen pintamallin ja digitaalisen maastomallin avulla. Pintamalli (DSM) muodostetaan latvustosta heijastuneista pulsseista. Se voidaan muodostaa esimerkiksi siten, että jokaisesta rasterin ruudusta otetaan korkein kohta (suurin z-koordinaatti). Kohdissa, joista ei ole heijastunut pulssia, käytetään Delaunay-kolmiointia ja lineaarista interpolointia (Yu ym. 2004).
Multian yleiskartta
Maanpintamalli (DEM,DTM) rasteriruudun koko on 1 neliö
Latvuston tasomalli (CHM)
Laserkeilausosumien luokitus 0 Created, never classified Luokittelematon 1 Unclassified1 Luokittelematon 2 Ground Maa 3 Low Vegetation Kasvusto 4 Medium Vegetation 5 High Vegetation 6 Building Rakennus 9 Water Vesistö
Laserkeilausosuman tietue 434608.211 7138842.65 81.7 32 1 1 0 0 9 2 0 15 21639386.739849 x y z intensity classification gps_time 434608.151 7138844.339 81.65 57 1 1 0 0 2 1 0 15 21639386.739858 x xgps E[m] y ygps N[m] z Etäisyys datumista eli merenpinnasta: Tästä lasketaan kasvuston korkeus (dz). intensity Intensiteetti, palautuvan signaalin valon voimakkuus ret_num Mones kaiku results Kaikujen lukumäärä scan_direction Keilaussuunta (0/1) flight_line_edge classification 2 tarkoittaa maapistettä, josta lähimmästä lasketaan kasvustonkorkeus. angle Kulma user_data point_src_id gps_time Keilausaika
Taimikoiden hoito (T1, T2) Nuoren metsän hoito (02) Kehitysluokat T1 on pieni taimikko 0-1,3 m Hoitotyön kiireellisyys; 5-10 v, 0-5 vuotta, heti T2 on varttunut taimikko esim. 1,3-6,0 m Tavoitetiheys esim. 2000-2500 runkoa/ha 02 on nuori kasvatusmetsikkö 6,0-12,0 m Kemera tukikelpoisuusrajat ja -rahoitus vaihtelevat eri ajanjaksoina. Seuraavassa esimerkkinä muutamia suositusarvoja. 1. vaiheen taimikon perkaus (poistettavia > 3000, jäävät < 5000 kpl) 2. vaiheen taimikon hoito (poistettavia > 1000, jäävät < 3000 kpl / ha) Nuoren kasvatusmetsän (02) hoito (LPM min. 8 cm, Pituus max. 14 m)
Keilausperusteinen tulkinta N (35 m) E (3m)
Kehitysluokkien tunnistus
Karttalehden T1, T2, 02 tulkinta Multian karttalehden N4234A:n suoratulkinta ja saantojen laskenta Kuviossa on Multian N4234A koko karttalehden 3600 ha taimikon ja nuorenmetsän kehitysluokkien suoratulkinta ja hoitotöiden kiireellisyydet. Pinta-alaperusteinen ja paikkatietoon sidottu tulkinta suo mahdollisuuden laskea ja arvioida energiapuusaantoja ja hoitotyön työmääriä.
Multian 3600 ha:n karttalehden alueen kehitysluokkien tunnistus
Tainta [kpl] / ha Keskimääräinen etäisyys kpl/ ha 0,2 m 250 000 0,5 m 40 000 0,9 m 12 345 1,0 m 10 000 1,1 m 8264 1,2 m 6944 1,3 m 5917 1,4 m 5102 1,5 m 4444 1,6 m 3906 1,7 m 3460 1,8 m 3086 1,9 m 2770 2,0 m 2500 2,5 m 1600 3,0 m 1111 4,0 m 625 5,0 m 400 Puiden välinen etäisyys tiheyden funktiona Tainta tai runkoa [kpl] / hehtaari [ha] 40000 35000 T1 Tainta [kpl] / ha 30000 T2 Tainta [kpl] / ha 25000 20000 Runkoa [kpl] / ha 15000 10000 5000 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Runkojen keskim. etäisyys toisistaan [m]
2012 keilattu taimikko (T1), 2015 hoidettu taimikko (T1)
Taimikko (T2) hoitamaton 2011, 2015
Taimikko (T2) hiukan hoidettu/2015
Lajitellut kasvuston korkeudet T1 Pieni Taimikko ja kelopuut Varttunut hoidettu metsä T2 tiheä hoitamaton T2 hiukan hoidettu
Viitanen 64 ha:n T1, T2 ja 02 kehitysluokkien tunnistus
Piekäälä metsäpalsta (02)
Metsätilalla ensihalvennus käynnissä ja keilaus 15.6.2012 kehitysluokat
Kasvuston korkeus 3 metrin välein
Nuoren metsän hoitokohteiden tunnistaminen lentokonekeilauksella
Lajitellut kasvuston korkeuskäyrät Hoidettu 1 ha, Hoitamaton 1 ha
Työmäärien ja saannon arviointi kasvusto-osumien prosenttiosuuksista
Jokelan metsätilan työmäärien ja saannon arviointi
Taulukko 2. Työmäärien ja saannon arviointi Kuva energiakokopuun pinosta Taulukko kehitysluokista ja hehtaareista Kehitysluokka T1 Ruudut (kpl) Pintaala (ha) Kehitysluokka T2 Ruudut (kpl) Pintaala (ha) Kehitysluokka 02 (NM) Ruudut (kpl) Pintaala (ha) 15 25 0.16 20 78 0.5 25 39 0.25 16 29 0.19 21 297 1.9 26 239 1.53 17 47 0.3 22 1081 6.92 27 1161 7.43 18 19 0.12 23 1037 6.64 28 1467 9.39 19 1 0.01 24 155 0.99 29 373 2.39 yht. T1 0,77 T2 16,95 02 20,99 muut 2 61 0.39 30 22 0.14
Jokelan metsätilan työmäärien ja saannon arviointi Jokelan metsätilan pienen taimikon T1 pinta-alaksi laskettiin 0,77 ha, varttuneen taimikon T2 yhteispintaalaksi 16.95 ha ja saannoksi arvioitiin 339 k-m 3. Hoidetun nuoren metsän 02 (NM) yhteispinta-alaksi laskettiin 20,99 ha ja saannoksi yhteensä 1470 k-m 3. Kokopuun (energiapuun) saannot olivat kuormakirjan mukaan 1851 k-m3 30,2 ha alueelta. Karkea arvio 37 ha ensiharvennuksesta on viisi henkilötyökuukautta sekä koneiden huoltoa ja siirtoa. Energiapuun lisäksi on tullut kuitupuuta, jonka teko ja ajo ovat mukana työmääräarviossa.
Energiapuun monivaiheinen käsittely/ yksivaiheinen käsittely Osio 1 Monta peräkkäistä työvaihetta vaativa klapien käsittelytapa Tehdään ensin aisattuja energiapuurankoja. Perinteiset tehokkaat klapien käsittelytavat suurilla koneilla Monta peräkkäistä vaihetta, joissa joudutaan käyttämään eri koneita, eri kohteissa ja eri aikoina. Yksivaiheinen klapien käsittely ja tuottaminen suursäkkeihin ja kuljetus kuivatuspaikalle Aisaus, katkonta, halkominen, säkittäminen ja kuljetus yhdellä kertaa jo metsässä.
JAMK:n julkaisuja Uusia menetelmiä metsävaratietojen hyödyntämiseen http://www.urn.fi/urn:isbn:978-951-830-336-0 Energiapuun tehokas käsittely ja kuivuminen: Metsä työllistäjänä ja ympäristön hoitokohteena Pietikäinen, Kalevi Jyväskylän ammattikorkeakoulu 2014 Julkaisun pysyvä osoite on http://urn.fi/urn:isbn:978-951-830-360-5
Keskustelua Energiapuun tehokas käsittely ja kuivuminen on osiossa 1