Miehittämättömän ilma-aluksen käytön mahdollisuudet virtavesi- ja valuma-aluekunnostusten suunnittelussa sekä järvien vesikasvillisuuden kartoituksessa

Abstract

Virtavesi- ja valuma-aluekunnostusten suunnittelun ja järvien vesikasvillisuuden kartoituksen tärkeä vaihe on maastossa tehtävä kartoitustyö. Maastotyön helpottamiseksi ja nopeuttamiseksi on pohdittu, millaisia mahdollisuuksia miehittämättömän ilma-aluksen käytöllä olisi. Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää mitä lisäarvoa miehittämättömällä ilma-aluksella tehtävällä kuvauksella voidaan saada valuma-alue- ja virtavesikunnostusten suunnitteluun ja järvien vesikasvillisuuden kartoitukseen. Työn toimeksiantaja oli Oulun ProAgria ry:n hallinnoima VYYHTI II -hanke. VYYHTI eli vesistöt ja ympäristö yhdessä hyvään tilaan –hanke tukee paikallista vesistökunnostajaa kehittämällä vesistökunnostajien verkoston ja kunnostushankkeiden suunnittelua helpottavia työkaluja.

Aiheeseen liittyvää tietoa etsittiin kotimaisista ja ulkomaisista lähteistä esimerkiksi tutkimusjulkaisuista. Kuvausta kokeiltiin käytännössä kosteikkosuunnittelukohteella Vihannissa ja järvikohteella Piipsjärvellä Oulaisissa. Kosteikkokohteesta tehtiin korkeusmalli ja ortomosaiikki kosteikon suunnittelun tueksi. Piipsjärven pohjoispäästä tehtiin ortomosaiikki ja kaksi erilaista panoraamaa.

Kosteikko- ja virtavesikohteissa miehittämättömän ilma-aluksen avulla saadaan ympäröivää maastoa havainnollistavia ilmakuvia suunnittelun tueksi. Ilmakuvista voidaan edelleen prosessoida ortomosaiikkeja ja korkeusmalleja. Ortomosaiikki havainnollistaa hyvin kosteikkokohteen tai virtavesikohteen ympäröivää kasvillisuutta. Korkeusmallista saadaan ajantasaista tietoa alueen korkeusvaihteluista. Miehittämättömän ilma-aluksen käytöllä ei todennäköisesti voida vähentää maastotyöhön tarvittavaa työaikaa. Järven vesikasvillisuuden kartoitukseen ilmakuvaus miehittämättömällä ilma-aluksella sopii hyvin. Se on yksinkertaista ja nopeaa verrattuna kasvillisuuden kartoittamiseen veneellä.

Rajoittavimmat tekijät miehittämättömän ilma-aluksen käytössä ovat näköyhteyden ylläpito ilma-alukseen, sää ja akun kesto. Veden syvyysmallinnusta ortokuvilta on tehty lähinnä jokitutkimusten yhteydessä ja se vaatii paljon työtä ja kokemusta asiasta.

An important point of planning the restoration of a river, stream or a catchment area is gathering field data. To simplify and speed up field work, the possibilities for using an unmanned aircraft (UA) has been considered. The aim of this thesis was to find out what kind of additional value taking photos with unmanned aircraft could bring for planning river, stream and catchment areas restora-tions and for the mapping of lake aquatic vegetation. The subscriber of this thesis was Oulu’s ProAgria ry’s VYYHTI II –project. VYYHTI i.e. getting the water system and environment conditions better together -project supports local water system renovator by developing a water system reno-vators network and tools to facilitate the planning of rehabilitation projects.

Information to this thesis was collected from domestic and foreign sources. Taking aerial photo-graphs with unmanned aircraft was tested in practice at wetland planning object in Vihanti and on lake Piipsjärvi in Oulainen. An orthomosaic and an elevation model were made to support wetland planning. Two different panoramas were made at the northern end of the lake Piipsjärvi.

In wetland and river or stream environment, an unmanned aircraft will provide aerial images to support planning and visualize the surrounding terrain. Aerial photographs can be used to process orthomosaics and elevation models. The orthomosaic visualizes well the surrounding vegetation of a wetland or a stream area. The elevation model gives up-to-date information on the elevation variations in the area. The use of an unmanned aircraft is unlikely to reduce the work time required for field work. Unmanned aircraft is a good tool for mapping the aquatic vegetation on lakes. It´s simple and fast compared to vegetation mapping by boat.

The most limiting factors for an unmanned aircraft are to maintain a visual contact with the aircraft, weather conditions and battery life. Water bathymetry mapping using UA imagery is mainly done in fluvial research and requires a lot of work and experience on the subject.