Lauri Korhonen

Estimation of boreal forest canopy cover with ground measurements, statistical models and remote sensing

Korhonen L. (2011). Estimation of boreal forest canopy cover with ground measurements, statistical models and remote sensing. https://doi.org/10.14214/df.115

Tiivistelmä

Boreaalisen metsän latvuspeittävyyden estimointi maastomittausten, tilastollisten mallien ja kaukokartoituksen avulla Metsän latvuspeittävyys on tärkeä ekologinen tunnus ja mm. perusta kansainväliselle metsän määritelmälle. Latvuspeittävyys määritellään latvuston pystysuuntaisen projektion peittämänä prosenttiosuutena määrätystä alueesta. Latvuspeittävyyden harhaton määrittäminen edellyttää koko koealan kattavia pystysuuntaisia mittauksia. Helpointa on käyttää tähän Cajanuksen putkea, joka on eräänlainen ylöspäin katsova periskooppi. Mittaus Cajanuksen putkella on erittäin hidasta, ja käytännön inventoinneissa luotettava latvuspeittävyysarvio pitäisi saada nopeasti. Väitöstyön tavoitteena oli vertailla erilaisia nopeampia latvuspeittävyyden estimointimenetelmiä tarkasti Cajanuksen putkella mitattuihin tuloksiin. Eräs vaihtoehto on käyttää mittalaitetta, joka havaitsee suuremman alan latvustoa jokaisesta mittapisteestä, kuten digikameraa tai densiometriä, jolloin mittapisteiden määrää voidaan vähentää. Jos laitteen avauskulma on suuri, tästä voi kuitenkin aiheutua harhaa, koska myös latvusten sivut vaikuttavat lopputulokseen. Väitöksen tulosten mukaan korkeintaan 40 asteen avauskulmaa voidaan käyttää ilman että harha kasvaa merkittävästi, ja vähintään 20 mittapistettä per koeala tarvitaan luotettavan tuloksen saamiseksi. Toinen vaihtoehto on käyttää latvusrelaskooppia, joka toimii hyvin alhaisen latvuspeittävyyden metsissä, jos puut eivät ole kovin pitkiä. Silmävarainen arviointi johti yleensä latvuspeiton huomattavaan aliarvioon, joskin tulos riippui suuresti arvioijasta. Työssä kehitettiin myös tilastollisia malleja, joilla latvuspeittävyyttä voidaan ennustaa helpommin mitattavien puustotunnusten kuten pohjapinta-alan ja pituuden avulla. Mallien tarkkuus osoittautui likimain yhtä hyväksi kuin nopeiden maastomittausmenetelmien. Ilmasta tehtävä laserkeilaus tuotti lievästä yliarviosta huolimatta miltei yhtä tarkkaa tietoa kuin maastomittaus Cajanuksen putkella, kun latvuspeittoestimaattina käytettiin rinnankorkeuden yläpuolelta heijastuneiden laserpulssien prosenttiosuutta.

Avainsanat
laserkeilaus; Latvuspeittävyys; latvussulkeuma; Cajanuksen putki; beta-regressio; kuvankäsittely

Julkaistu 28.3.2011

Katselukerrat 4912

Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.115 | Lataa PDF

Osajulkaisut

Korhonen, L., Korhonen, K.T., Rautiainen, M & Stenberg, P. 2006. Estimation of forest canopy cover: a comparison of field measurement techniques. Silva Fennica 40(4): 577–588.

https://doi.org/10.14214/sf.315

Korhonen, L., Korhonen, K.T., Stenberg, P., Maltamo, M. & Rautiainen, M. 2007. Local models for forest canopy cover with beta regression. Silva Fennica 41(4): 671–685.

https://doi.org/10.14214/sf.275

Stenberg, P., Korhonen, L. & Rautiainen, M. 2008. A relascope for measuring canopy cover. Canadian Journal of Forest Research 38(9): 2545–2550.

https://doi.org/10.1139/X08-081

Korhonen, L. & Heikkinen, J. 2009. Automated analysis of in situ canopy images for the estimation of forest canopy cover. Forest Science 55(4): 323-334.

http://www.ingentaconnect.com/content/saf/fs/2009/00000055/00000004/art00004

Korhonen, L., Korpela, I., Heiskanen, J. & Maltamo, M. Airborne discrete-return LiDAR data in the estimation of vertical canopy cover, angular canopy closure and leaf area index. Remote Sensing of Environment 115(4): 1065-1080.

https://doi.org/10.1016/j.rse.2010.12.011

---