Maastolaserkeilausmenetelmien ja -laitteiden käytön aikatutkimus metsäinventoinnin referenssikoealojen mittauksessa

Abstract

Opinnäytetyössä tarkasteltiin eri maastolaserkeilaimien ja perinteisen koealamittauksen ajankäyttöä Suomen Metsäkeskuksen metsävarainventoinnin referenssikoealoilla. Opinnäytetyö oli osa Metsäkeskuksen ja Luonnonvarakeskuksen Kestävästi tuotetun pienpuun saatavuuden parantaminen Pohjois-Karjalassa (KESSU) -hanketta, jossa testattiin maastolaserkeilauksen soveltuvuutta metsävarainventointiin.

Suomen metsäkeskus tuottaa metsävaratietoa Suomen metsistä kaukokartoituksen ja maastosta mitattavien referenssikoealojen avulla. Tutkimuksessa analysoitiin tilastollisin menetelmin aikadataa maastomittaukseen kuluneesta ajasta yhteensä 63 koealalta. Koealoilla oli tehty inventointi käyttäen perinteistä metsänmittausmenetelmää sekä maastolaserkeilaus eri laserkeilaimilla. Mittausmenetelmien vertailua täydennettiin lisäksi asiantuntijahaastatteluilla.

Tutkimuksessa mukana olleista laserkeilaimista vain Faro Orbis - mobiililaserkeilaimella suoriuduttiin maastosta tehtävästä mittauksesta perinteistä menetelmää nopeammin. Muilla keilaimilla saatu tulos oli joko perinteistä menetelmää hitaampi tai ero ei ollut tilastollisesti merkittävä. Haastatteluissa maastolaserkeilauksen etuina pidettiin sen tarkkuutta, mittauksen nopeutta ja monipuolista keilausdatasta saatavaa lisäinformaatiota perinteiseen mittaukseen verrattuna. Haasteina pidettiin kuitenkin aineiston jälkikäsittelyn työläyttä, laitteiden maastokelpoisuutta sekä lasermittauksen soveltuvuutta etenkin nuorissa, tiheissä metsissä ja taimikoissa.

Tämän tutkimuksen tuloksien perusteella voidaan todeta, että maastolaserilla on mahdollista päästä nopeampaan ja siten kustannustehokkaaseen työskentelyyn maastossa. Tämä riippuu kuitenkin hyvin paljon käytetystä mittausmenetelmästä ja mittalaitteesta. Kokonaisvaltaista arviota menetelmän soveltuvuudesta tai kustannuksista ei kuitenkaan voida näiden tulosten perusteella tehdä vaan siinä tulee ottaa huomioon paljon muita laatuun ja kustannuksiin vaikuttavia tekijöitä. Toistaiseksi tutkimustyötä ja käytännön kokemuksia tarvitaan siihen, että maastolaserkeilauksesta voitaisiin saada perinteisen metsänmittauksen korvaajaksi tai rinnalle metsävarainventoinnin koealamittauksiin.

The Finnish Forest Centre produces forest resource information using remote sensing data combined with field-measured reference plots. The aim of the thesis was to compare the time required by different terrestrial laser scanners and manual forest measurements on the reference plots of the forest inventory.

In this study, time data from a total of 63 sample plots were analysed using statistical methods. Each plot was inventoried using both conventional manual forest measurements and terrestrial laser scanning with several different scanner types. In addition, expert interviews were conducted to complement the quantitative comparison of the measurement methods.

The results showed that among the laser scanners included in the study, only the Faro Orbis mobile laser scanner completed field measurements faster than the manual method. The measurement times of the other scanners were either slower than the manual one or the difference was not statistically significant. In the interviews, terrestrial laser scanning was seen as offering high accuracy, fast measurements, and rich data compared to manual methods. Challenges included demanding data post-processing, limited suitability of devices for field conditions, and reduced effectiveness in young, dense forests and seedling stands.

Based on the results, terrestrial laser scanning can potentially improve the speed and cost-efficiency of fieldwork, depending strongly on the measurement method and equipment used. Although the results are promising, a comprehen-sive assessment of the suitability or costs still requires further research, as many other factors affecting quality and costs need to be considered.