Ville Kankare

The prediction of single-tree biomass, logging recoveries and quality attributes with laser scanning techniques

Kankare V. (2015). The prediction of single-tree biomass, logging recoveries and quality attributes with laser scanning techniques. https://doi.org/10.14214/df.195

Tiivistelmä

Laserkeilaus puutason biomassan, puutavaralajien sekä laatutiedon ennustamisessa Yksityiskohtainen metsävaratieto on merkittävässä roolissa metsänomistajien päätöksenteon, metsänhoidon suunnittelun sekä puunhankintaketjun optimoinnin tukena. Laserkeilaus on yksi lupaavimmista kaukokartoitustekniikoista, jolla on mahdollista ennustaa metsävaratietoa yksittäisen puun tasolta laajoihin alueisiin. Väitöskirjatyön päätavoitteina oli kehittää laserkeilauspohjaisia menetelmiä yksittäisten puiden kartoitukseen ja mittaamiseen. Osajulkaisuissa I ja II selvitettiin laserkeilausmenetelmien tarkkuutta puutason biomassaositteiden mallinnuksessa. Kokonaisbiomassan mallinnustarkkuus maastolaserkeilaukseen perustuen oli männylle 12,9 % ja kuuselle 11,9 %. Maastolaserkeilauksen hyödyntäminen biomassan mallintamisessa tarkensi erityisesti latvusbiomassan mallinnustarkkuutta verrattuna läpimittaan ja pituuteen perustuviin biomassamalleihin. Lentolaserkeilauksen tarkkuudet olivat hieman heikompia verrattuna maastolaserkeilaukseen. Kokonaisbiomassan tarkkuudet olivat männylle 26,3 % ja kuuselle 36,8 %. Osajulkaisuissa III ja IV tavoitteena oli ennustaa puutavaralajikohtaisia tilavuuksia sekä laatutietoa maastolaserkeilauksen ja lentolaserkeilauksen avulla. Tukkipuun tilavuuden ennustetarkkuudet olivat maastolaserkeilausta käytettäessä 17,5 % ja maasto- ja lentolaserkeilauksen yhdistelmää käytettäessä 16,8 %. Puuston laatu on erittäin tärkeä tekijä metsikköä arvioitaessa. Maastolaserkeilauksen avulla yksittäiset puut luokiteltiin puunhankinnan kannalta tärkeisiin laatuluokkiin 76,4 % – 83,6 % tarkkuudella. Osajulkaisuissa V ja VI tavoitteena oli kehittää uusia automaattisia menetelmiä maastolaserkeilausaineiston käsittelyyn, sekä monilähdemenetelmiä läpimittajakauman ennustamiseen. Automaattisten menetelmien avulla maastolaserkeilausaineiston käsittelyä on mahdollista tehostaa ja jopa tarkentaa manuaaliseen aineiston käsittelyyn verrattuna. Osajulkaisussa V runkokäyrän mittaustarkkuus oli automaattista aineistonkäsittelymenetelmää käytettäessä ~ 1 cm. Osajulkaisussa VI hyödynnettiin monilähdemenetelmää, jossa tarvittu puustokartta mitattiin automaattisesti maastolaserkeilausaineistosta ja läpimittajakaumat ennustettiin maasto- ja lentolaserkeilausaineistojen avulla. Läpimitan ennustetarkkuus oli 1,4 cm ja 4,7 cm välillä puustoltaan hyvin vaihtelevissa metsiköissä. Väitöskirjatyön osajulkaisuissa kehitetyt menetelmät ja esitetyt tulokset osoittivat laserkeilausmenetelmien olevan varteenotettava vaihtoehto yksittäisten puiden kartoitukselle ja mittaamiselle tulevaisuudessa.

Avainsanat
kaukokartoitus; laserkeilaus; metsän inventointi; täsmämetsätalous

Julkaistu 19.5.2015

Katselukerrat 3471

Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.195 | Lataa PDF

Osajulkaisut

Kankare V., Holopainen M., Vastaranta M., Puttonen E., Yu X., Hyyppä J., Vaaja M., Hyyppä H., Alho P.(2013). Individual tree biomass estimation using terrestrial laser scanning. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 75: 64–75.

https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2012.10.003

Kankare V., Räty M., Yu X., Holopainen M., Vastaranta M., Kantola T., Hyyppä J., Hyyppä H., Alho P., Viitala R.(2013). Single tree biomass modelling using airborne laser scanning. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 85: 66–73.

https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2013.08.008

Kankare V., Vauhkonen J., Tanhuanpää T., Holopainen M., Vastaranta M., Joensuu M., Krooks A., Hyyppä J., Hyyppä H., Alho P., Viitala R. (2014). Accuracy in estimation of timber assortments and stem distribution – A comparison of airborne and terrestrial laser scanning techniques. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 97: 89–97.

https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2014.08.008

Kankare V., Joensuu M., Vauhkonen J., Holopainen M., Tanhuanpää T., Vastaranta M., Hyyppä J., Hyyppä H., Alho P., Rikala J., Sipi M. (2014). Estimation of timber quality of Scots pine with terrestrial laser scanning. Forests 5: 1879–1895.

https://doi.org/10.3390/f5081879

Liang X., Kankare V., Yu X., Hyyppä J., Holopainen M.(2014). Automated Stem Curve Measurement Using Terrestrial Laser Scanning. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 52(3): 1739–1748.

https://doi.org/10.1109/TGRS.2013.2253783

Kankare V., Liang X., Vastaranta M., Yu X., Holopainen M., Hyyppä

J.(2015). Diameter distribution estimation with laser scanning based

multisource single tree inventory. ISPRS Journal of Photogrammetry and

Remote Sensing 108: 161-171.

https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2015.07.007

---