Lennokkien käyttö on tullut vauhdilla mukaan metsien kartoitukseen, mutta perinteinen jalkatyö maastossa on edelleen voimissaan. Erilaisia aineistoja yhdistämällä voidaan löytää kustannustehokkain tapa metsien inventointiin.
- Teksti, video ja podcast Marianne Mustonen
- Kuvat Raija Törrönen ja Petteri Packalen
—Teimme viime kesänä mittauksia Liperin, Heinäveden ja Outokummun alueilla. Meillä oli koealoilta jo aikaisempaa tietoa kolmen vuoden takaisista mittauksista. Nyt mittasimme aiemmin mitattujen puiden lisäksi kaikki muutkin vähintään viiden senttimetrin läpimittaiset puut, metsätieteiden opiskelija ja tutkimusapulainen Janne Toivonen kertoi.
Vaikka uusia mittausmenetelmiä on tulossa tähänkin työhön, perinteiset mittaustavat ovat edelleen käytössä.
—30 x 30 metrin kokoisesta metsikkökoealasta mitattiin puiden läpimitta ja pituus, sekä määritettiin puulajit. Pituus mitattiin käyttämällä Vertex-hypsometria. Joiltakin koealoilta mitattiin myös elävän latvuksen raja.
Ensin navigoitiin koealan keskikohdalle, ja puut etsittiin laserkeilaukseen perustuvan alustavan puukartan avulla. Koeala rajattiin maastoon mittauhojen avulla, jonka jälkeen jokainen mitattava puu laputettiin erikseen. Jokaiselta koealalta otettiin myös polviasennosta ylöspäin kohtisuoria kuvia riveittäin neljän metrin välein, yhteensä 49 kuvaa koealalta.
—Tätä mittaustapaa käytetään latvuspeiton määrittämisessä. Yksi henkilö hoiti valokuvauksen ja kaksi muuta henkilöä mittasi rinnan korkeudelta puiden läpimitan kaikilta vähintään viiden senttimetrin paksuilta puilta.
—Puiden mittaus on maastomittaajien perustyötä, näin on tehty ”aina”, Toivonen sanoi.
Erilaisista metsistä mitattiin muutama koeala päivässä, neljänä mittauspäivänä viikossa. Toisilla koealoilla sopivia puita oli vähemmän, vain 20-30 puuta, ja toisilta taas löytyi lähes 150 puuta.
—Päivitimme tiedot mitatuista koealoista Googlen karttapalveluun aina päivän päätteeksi, jotta kaikki pystyivät seuraamaan, miten mittaukset etenevät.
Kaukokartoitusta on tehty lentokoneiden avulla jo kauan, ja tämä tapa soveltuukin hyvin laajojen metsien kartoitukseen. Pienempien alueiden kuvauksessa ovat viime vuosina yleistyneet erilaiset lennokit.
—Metsätilan koko on tyypillisesti noin 50 hehtaaria. Tämän alueen mittaaminen lennokin avulla voisi olla kustannustehokkaampaa kuin perinteinen maastomittaus. Meneillään olevassa tutkimuksessa validoimme menetelmiä, joita voisi käyttää näissä tämän tyyppisessä inventoinnissa. Perimmäinen ajatus mallien kehittämisessä on siirrettävyys, että voidaan soveltaa jo olemassa olevaa mallia uudella inventointialueella, kertoi post doc -tutkija Mikko Kukkonen.
Tutkimuksessa oli käytössä kaksi lennokkia. Toisella lennokilla tehtiin koealojen laserkeilaus, toinen taas kuvasi aluetta näkyvän aallonpituusalueen RGB-kameralla, sekä lähi-infran ja näkyvän aallonpituusalueen kattavalla erikoiskameralla.
—Lennokissa olevan irradianssisensorin avulla voidaan mallintamisessa huomioida eri ajankohtien valaistusolosuhteet.
Nopeasti kehittyvän teknologian laajempaa käyttöönottoa jarruttaa hinnan lisäksi akkujen huono kesto.
—Kuvauksessa käytetyn lennokin akkukesto oli vain 25 minuuttia. Akkuja tarvitaan siis runsaasti. On tärkeää pystyä lataamaan akkuja maastossa, joten meillä oli tätä varten käytössämme aggregaatti, Kukkonen kertoi.
—Myös lainsäädännölliset asiat on otettava huomioon. Lennokin lentokorkeus on tällä hetkellä rajattu 120 metriin.
Kaukokartoituksessa on perinteisesti tarvittu paikallista referenssiaineistoa, jotta tiedetään minkälaista puustoa mittauksessa saatu pistepilvi kuvaa koealalla.
—Tällaisessa mallipohjaisessa ennustamisessa on aina virheitä. Tyypillinen puuston tilavuuden ennustevirhe on noin 20 prosenttia, Kukkonen totesi.
Puiden tilavuuden ennustaminen ei kuitenkaan ole ainoa mielenkiinnon kohde.
— Myös puulajiluokitus on oleellista kaukokartoituspohjaisessa metsäinventoinnissa, se ei onnistu vaaditulla tarkkuudella pelkästään laserkeilauksen avulla. Juuri tähän tarvitsemme multispektrikameraa.
—Suomessa on tärkeää määrittää puulajit metsäsuunnittelua varten, ja vaikka esimerkiksi biodiversiteetiltään rikkaiden vanhojen metsien kartoitukseen ja suojeluun. Tulevaisuudessa tekoäly ja koneoppiminen voivat auttaa puulajien ennustamisessa, mutta tutkijan on kuitenkin edelleen käytävä metsässä.
—Parasta metsätutkijan työssä on vapaus, saa tutkia sitä mikä itseä kiinnostaa, ja minkä kokee tärkeäksi.
Mikko Kukkonen
Post doc –tutkija
Mittaukset olivat osa laajempaa Suomen Akatemian rahoittamaa tutkimusta, jonka tavoitteena on kehittää kustannustehokkaista menetelmiä lennokilla suoritettavaan metsien kartoitukseen. Tutkimus toteutetaan yhteistyössä metsätieteiden osaston kansallisten ja kansainvälisten kumppaneiden kanssa.
3D Forest Remote Sensing Lab -tutkimusryhmä Twitterissä @3dForeLab
