Improving forest management planning by means of airborne laser scanning and dynamic treatment units based on spatial optimization
Pascual Arranz A. (2018). Improving forest management planning by means of airborne laser scanning and dynamic treatment units based on spatial optimization. https://doi.org/10.14214/df.257
Tiivistelmä
Ilmasta tehtävä laserkeilaus on tehostanut metsänarviointia viime vuosikymmenten aikana, koska sen avulla voidaan tuottaa 3D-tietoa metsien rakenteesta. Tämä tutkimus keskittyy laserkeilauspohjaisen metsänarvioinnin ja metsäsuunnittelun integrointiin kun tavoitteena on luoda dynaamisia käsittelykuvioita (DTU, dynamic treatment units). Käsittelykuviot eivät ole kiinteitä ja ennalta määrättyjä, vaan ne muodostetaan yhdistämällä pienempiä laskentayksiköitä. Yhdistely suoritetaan metsänhoitotavoitteiden ja metsien dynamiikan perusteella. Tutkimus suoritettiin kahdessa mäntymetsässä Kastilian ja Leónin alueella Espanjassa, joilta kerättiin sekä maastomittauksia että laserkeilausaineistoa. Tämä väitöskirja sisältää neljä artikkelia jotka käsittelevät dynaamisten käsittelykuvioiden muodostamista (artikkelit I ja III), vaihtoehtoisten inventointiyksiköiden (FIU, forest inventory unit) vaikutuksia kun ongelma muotoillaan kahdella eri tavalla (artikkelit I, II ja IV), ja koealojen paikannusvirheiden vaikutuksia aina otantavaiheesta päätöksentekoon asti (artikkeli II). Puustotunnukset estimoitiin kaikissa artikkeleissa laserkeilauksen perusteella, ja läpimittajakaumia sekä metsikön dynamiikkaa kuvaavia malleja sovellettiin pysyvillä koealoilla havaittujen puustotunnusten muutoksen ennustamiseen. Simulointien lopputuloksena saatiin käsittelyketjuja, jotka pyrkivät maksimoimaan ei-spatiaalisia (artikkeli III) ja spatiaalisia (kaikki artikkelit) vastemuuttujia sisältävien hyötyfunktioiden arvoja. Tulokset osoittavat epäsäännöllisten inventointiyksiköiden tuottavan hyviä tuloksia ja korostavat segmentointimenetelmien avulla saatavia hyötyjä, kun tavoitteena on luoda kompakteja käsittelykuvioita. Spatiaalinen optimointi paransi metsäsuunnitelmissa tarvittavaa kuviointia ja lisäsi suunnittelun kustannuksia vain vähän verrattuna ilman spatiaalista optimointia laadittuihin suunnitelmiin. Spatiaaliset tavoitteet ja spatiaalisuuden huomioivat korjuukustannusfunktiot helpottavat inventointiyksiköiden koostamista kuvioiksi. Heuristiset optimointimenetelmät toimivat tehokkaasti kombinatoristen ongelmien ratkaisemisessa. Väitöskirja osoittaa kuinka laajasti käytettyjen laserkeilauspohjaisten menetelmien ja spatiaalisen optimoinnin yhdistäminen auttaa parempien metsäsuunnittelumenetelmien kehittämisessä.
Avainsanat
päätöksenteko;
täsmämetsätalous;
heuristinen optimointi;
käsittelyjen aikataulutus
-
Pascual Arranz,
University of Eastern Finland, School of Forest Sciences
Sähköposti
adrian.pascual.arranz@uef.fi
Julkaistu 6.8.2018
Katselukerrat 4055
Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.257 | Lataa PDF
Osajulkaisut
Pascual A., Pukkala T., Rodríguez F., de-Miguel S. (2016). Using Spatial Optimization to Create Dynamic Harvest Blocks from LiDAR-Based Small Interpretation Units. Forests 7(10): 220.
https://doi.org/10.3390/f7100220
Pascual A., Pukkala T., de-Miguel S. (2018). Effects of plot positioning errors on the optimality of harvest prescriptions in spatial forest planning based on ALS data. Forests 9(7): 371.
https://doi.org/10.3390/f9070371
Pascual A., Pukkala T., de-Miguel S., Pesonen A., Packalen P. (2018). Influence of size and shape of forest inventory units on the layout of harvest blocks in numerical forest planning. Manuscript.
Pascual A., Pukkala T., de-Miguel S., Pesonen A., Packalen P. (2018). Influence of timber harvesting costs on the layout of cuttings and economic return in forest planning based on dynamic treatment units. Forest Systems 27:1.
