Lumiaidat ja lumenpinnan mittaus vaihe-erolaserkeilaimella

Abstract

Tämä opinnäytetyö tehtiin Rovaniemen ammattikorkeakoulun alaisuudessa toimivan Arctic Powerin toimeksiannosta ja työ on osa lumiaitoihin liittyvää tutkimusta. Työn tavoitteena oli tutkia lumiaitojen soveltuvuutta lumen keräämiseen avotunturissa. Tutkimus suoritettiin mittaamalla lumenpinta Pyhätunturin huipulle rakennettujen lumiaitojen ympäriltä säännöllisin väliajoin. Mittaustulosten avulla laskettiin aitojen keräämän lumen tilavuus. Lumenpinnan mittaus suoritettiin vaihe-erolaserkeilaimella. Tämän työn toisena tar-koituksena oli tutkia Z+F IMAGER 5006i -laserkeilaimen soveltuvuutta lumenpinnan mittaukseen avotunturissa. Työssä tutkittiin, kuinka pitkiä etäisyyksiä keilaimella pystytään mittaamaan lumen pintaa ja kuinka mittauspäivien sää vaikuttaa mittaus-ten kantamaan. Keilausaineistojen käsittelyn yhteydessä tutkittiin ilmassa leijunei-den pölyhiukkasten vaikutusta laserkeilaustuloksiin. Työn aikana saatiin myös paljon kokemusta keilaimen toimivuudesta kylmässä säässä. Laserkeilauksia suoritettiin yhteensä 66 ja niitä tehtiin yhteensä yhdeksänä eri päivänä. Mittauspäivien sää vaihteli selkeästä hyvin sumuiseen lämpötilan vaih-dellessa 0 ja -15 celsiusasteen välillä. Jokaisen mittauspäivän jälkeen laskettiin ker-tyneen lumen tilavuus ja kertymästä tehtiin poikkileikkauskuva jokaisen aidan keski-kohdasta. Mittauspäivistä tehtiin muistiot, joihin liitettiin laskennan tulokset sekä poikkileikkauskuvat. Lumiaidat soveltuvat hyvin lumen keräämiseen avotunturissa. Niiden avulla voidaan kaksinkertaistaa lumen määrä halutulla alueella. Lumiaidan läpäisevyys vaikuttaa merkittävästi lumen kertymiseen ja aidan toimivuuteen. Vaihe-erolaserkeilain soveltuu lumenpinnan mittaukseen avotunturissa, mutta lait-teen käyttö lumisissa ja tuulisissa olosuhteissa on haastavaa. Lumenpintaa laserkei-latessa mittausetäisyydet jäävät melko lyhyiksi. Ilmassa leijuva lumipöly ei vaikuta merkittävästi pistepilven laatuun tai mittauksen kantamaan.

This thesis studied one section of Arctic Power’s snow fence research. The first ob-jective was to test the suitability of the phase-based laser scanner for surveying snow cover. The second objective was to assess the suitability of snow fences in the collection of snow on top of a fell. The snow cover around the snow fences on the Pyhä Fell was surveyed regularly with the Z+F IMAGER 5006i laser scanner. The volume of snow collected by the fences was calculated after each survey day and notes were taken on the scanner’s performance. The scanner was also used to test whether or not snow dust particles in the air would affect the laser scanning results. The results of these scans concluded that snow fences on a fell are well suited for the collection of snow as snow volume can be doubled. However, the porosity of a snow fence will affect how snow is collected and how well the fence works. Phase-based laser scanners are suitable for surveying snow cover on fells even though the devices can be challenging to use in snowy or windy conditions. It was also concluded that the scanner had a short range when scanning snow and that snow dust particles in the air do not significantly affect the quality of point cloud or survey range.