Laserkeilauspohjaisesta puustotulkinnasta johdettujen puustotunnusten ja hakkuuesitysten luotettavuus Kittilän laserkeilausalueen yksityismetsissä

Abstract

Metsänhoitotöiden suunnittelu on perinteisesti ollut aikaa vievää ja kallista maastotyötä. Metsäinventoinnin kehittämisessä pyritään minimoimaan maastotyön osuus, koska se on yleensä inventoinnin kallein vaihe. Viime vuosikymmenenä on tutkittu kaukokartoitusmenetelmien hyödyntämistä metsähoitotöiden suunnittelussa.

Uutena inventointimenetelmänä Suomeen on tullut kaukokartoitusperusteinen laserkeilaus ja aluepohjainen laserkeilaus. (LiDAR, Light Detection And Ranging; ALS, Airborne Laser Scanning). Laserkeilaus on kaukokartoitusmenetelmä, jossa laserkeilain tuottaa pulssin ja rekisteröi paluukaiut. Kaiut eli laserpisteet muodostavat kolmiulotteisen mallinnuksen metsästä. Aluepohjainen laserkeilaus on osoittautunut lupaavaksi metsien inventointimenetelmäksi. Laserkeilausta kehittävät mm. TAPIO ja Suomen Metsäkeskukset. Suomen Metsäkeskuksella on tavoitteena lisätä inventointi määriä ja alentaa inventoinnin aiheuttamia kustannuksia.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää aluepohjaisen laserkeilausmenetelmän (ABA, Area-Based Approach) soveltuvuutta puustotunnusten, hakkuiden ja niiden ajoituksen määrittelyyn. Tutkimuksessa vertaillaan keilausaineiston perusteella tulkittuja toimenpide-ehdotuksia ja puustotunnuksia maastomittauksilla saatuihin referenssituloksiin. Aineistona on käytetty Kittilässä vuonna 2010 keilattua laserpisteaineistosta laskettuja puustotunnuksia ja maastossa mitattuja referenssikuvioita, joille on tehty toimenpide-ehdotus.

Tutkimus tuotti asetetut rajoitteet huomioiden luotettavaa informaatiota, mutta laserkeilauspohjaiset tulokset eivät yltäneen tavoitetasolle. Puuston iän suhteellinen RMSE-% oli 25.27 prosenttia, pohjapinta-alan oli 28,93 prosenttia, runkoluvun 100.61 prosenttia ja tilavuuden 26,4 prosenttia, jotka ylittivät Solmu-perusteisella metsien arvioinnilla saavutettavien puustotietojen keskivirheprosentin, alle 20 prosenttia. Kun taas keskiläpimitan suhteellinen keskivirhe 16,7 % ja keskipituuden 12,9 % alittivat asetetut kriteerit. Eri kehitysluokkien hakkuutavoissa ja –kiireellisyyksissä oli havaittavissa selviä poikkeamia laseraineistosta johdettuihin hakkuutapoihin ja niiden kiireellisyyksiin

The planning of forestry work is time-consuming and expensive field work. Due to high expenses, it is often worthwhile to try to keep field measurements to a minimum when carrying out a forest inventory. During the last decade the utilizing of remote sensing methods in the planning of forestry work has been studied.

The new forest inventory system in Finland is based on remote sensing Airborne Laser Scanning (ALS, Airborne Laser Scanning). ALS is a method of remote sensing in which laser device produces a pulse and registers the returning echoes. Echoes or so called laser points form a three-dimensional model of the forest. The promising remote sensing technique for forest inventory purposes is ALS. TAPIO and Finnish Forestry Centre are developing laser scanning. The aim of the Forestry Centre is to increase the amount of inventory and to reduce the cost of inventing.

The purpose of this research was to clear up the suitability of the area based lidar method (ABA, Area-Based Approach) in the definition of three dimensions, felling operations and of their timing. The results that have been measured in the field are in the study compared with the results measured by lidar. The determination of tree dimensions and of felling needs was done to the reference plots. Material used in the research was obtained from airborne laser scanning performed year 2010 in Kittilä, in northern Finland.

This research produced taking into account the limits reliable information, but the results of airborne laser scanning does not have reached the target level. The RMSE-% (Root Mean Square Error) for the tree age was 25.28 percent, basal area was 28.9 percent, number of stems was 100.61 percent and for the volume of timber were 26.4 percent. The standard errors of those tree marks exceeded standard error for SOLMU based forest evaluation, fewer than 20 percent. On the other hand RMSE-% of standard diameter was 16.70 percent and standard height 12.90 percent. A picture from three dimensions and felling operations and their timing which is reliable was not completely obtained with lidar method in Kittilä.