Laserkeilauspistepilvestä tuotetun digitaalisen korkeusmallin soveltuvuus metsäteiden kunnostustarpeen selvittämiseksi

Abstract

Metsäteiden kunnossapito aiheuttaa Metsähallitukselle suuret vuotuiset kustannukset. Resursseja yritetään kohdentaa tarkemmin ja jokaiselle tieosuudelle pyritään suunnittelemaan vain tarvittavat tienpidon toimenpiteet. Jotta kunnostustoimet voidaan suunnitella tarkasti, teiden kuntoa mitataan muun muassa kantavuusmittauksilla. Tarkat mittaukset edellyttävät ennakkotietoa tiestön mahdollisista heikoista kohdista. Tässä opinnäytetyössä tutkittiin, kuinka laserkeilauspistepilvestä tuotetusta digitaalisesta korkeusmallista saadut tienpinnan ja sitä ympäröivän maaston korkeuserot selittävät metsätielle tehtyjen kantavuusmittausten tuloksia. Lisäksi tutkittiin, kuinka hyvin korkeusmalli kuvaa kesällä 2014 mitattua tien kuivavaraa ja kuinka korkeusmallista saadaan tietoa tienpinnan muodoista. Selittävyystutkimukset tehtiin tilastollisilla regressioanalyyseilla. Analyysit tehtiin luokittain kivennäismaalle, suolle ja soistumalle sekä suolle. Korkeusmallista muodostettiin lisäksi uusi malli, joka esittää maanpinnan korkeuseroa tien keskiviivaan nähden. Tietä ympäröivän maanpinnan ja tienpinnan korkeuserojen ei havaittu korreloivan tien kantavuuden kanssa. Tien kantavuus riippuu niin monesta muuttujasta, että pelkkä tienpinnan korkeus ympäröivään maaston nähden ei riitä sitä selittämään. Korkeusmallista saatu kuivavaratieto korreloi mitatun kuivavaran kanssa, mutta regressiomallissa on suuri harha, keskivirhe ja luottamusväli. Korkeuseromallista nähtiin tienpinnan poikittaisia muotoja, mutta tässä työssä löydettyjä havaintoja ei todennettu. Tämän vuoksi tarvitaan lisätutkimuksia. Jatkuvaa pitkittäisen tienpinnan muodon havainnollistamista kannattaa myös selvittää.

Forest road maintenance causes great annual costs for Metsähallitus. Therefore, the use of resources must be planned more accurately. For more precise maintenance planning the condition of forest roads are measured amongst other things for their bearing capacity. Precise measurement planning requires some advance information of possible places with reduced bearing capacity. The aim of this thesis was to study the correlation between ground relief of road surface and the surrounding ground surface collected from digital elevation model, and the measurements of the bearing capacity. In addition, the correlation between dry soil margin collected from the elevation model and margin measured on site in 2014 was studied. For the statistic regression analyses the data was categorized into mineral soil, peat covered area and mire, and mire only. New digital model was also introduced. It represents the relief between the road centre and the surrounding ground. There was not any correlation discovered between the relief and road bearing capacity. The dry margin measured correlates with the margin collected from the elevation model. However, there is a great bias, standard error of the mean and confidence interval. Transverse ground shapes were observed from the relief model. There are too many variables affecting the bearing capacity for the relief between the road and surrounding ground to explain it. The observations of the relief model were not confirmed on site in this thesis. Therefore, the use of the model for representing the roads condition must be studied further. Also discovering of the longitudinal shapes in the roads surface from elevation model must be studied more.