Developing laser scanning applications for mapping and monitoring single tree characteristics for the needs of urban forestry
Tanhuanpää T. (2016). Developing laser scanning applications for mapping and monitoring single tree characteristics for the needs of urban forestry. https://doi.org/10.14214/df.230
Tiivistelmä
Kaupungeissa kasvavat puut, yleisemmin kaupunkimetsät, tarjoavat erityyppisiä ekosysteemipalveluita. Näiden ekosysteemipalveluiden ylläpitäminen vaatii kuitenkin usein intensiivistä kaupunkipuiden hoitoa, jota voidaan tehostaa ajantasaisella puukohtaisella tiedolla. Viime vuosiin saakka, puukohtainen tieto on kerätty perinteisillä maastomittauksilla. Nykyään kasvillisuutta voidaan kartoittaa myös erilaisilla laserkeilausmenetelmillä, jotka mahdollistavat yksittäisten puiden tarkan kuvaamisen kolmiulotteisten pistepilvien avulla. Tämän väitöskirjan tarkoituksena oli kehittää laserkeilausta hyödyntäviä menetelmiä yksittäisten kaupunkipuiden kartoitukseen.
Ensimmäisessä osatutkimuksessa kehitettiin useita tietolähteitä hyödyntävä MS-STI (Multi Source-Single Tree Inventory) -menetelmä puutason tunnusten määrittämiseksi. Menetelmässä yhdistettiin lentolaserkeilauksen (ALS) ja maastomittausten avulla kerättyä tietoa sekä ennakkotieto puiden sijainneista. Maasto-otoksesta mitatut tunnukset yleistettiin koko puujoukolle ei-parametrista lähimmän naapurin menetelmää käyttäen. Kasvuympäristöstä riippuen, puille määritettyjen rinnankorkeusläpimittojen suhteellinen keskineliövirheen neliöjuuri (RMSE) vaihteli 18,8%:n ja 33,8%:n välillä.
Toisessa osatutkimuksessa arvioitiin MS-STI-menetelmän tarkkuutta soveltamalla sitä olemassa olevan puurekisterin tunnusten päivittämiseen. Puurekisterin puista pystyttiin automaattisesti päivittämään 88,8%. Yleisimpien läpimittaluokkien rinnankorkeusläpimittojen suhteellinen RMSE vaihteli 21,7%:n ja 24,3%:n välillä.
Kolmannessa osatutkimuksessa kartoitettiin kaatuneet puut Helsingin kaupungin virkistysmetsäalueelta. Tutkimusjakson aikana kaatuneet puut havaittiin latvustossa tapahtuneiden muutosten avulla. Kaatuneista puista löydettiin 97,7%. 10% kaatuneeksi luokitelluista puista eivät todellisuudessa olleet kaatuneet. Kaikille kaatuneiksi luokitelluille puille määritettiin ALS-piirteiden avulla puulajiryhmä ja olemassa olevien allometristen mallien avulla rinnankorkeusläpimitta ja tilavuus. Rinnankorkeusläpimitan suhteellinen RMSE oli havupuilla 20,8% ja lehtipuilla 34,1%.
Viimeisessä, neljännessä osatutkimuksessa kehitettiin maastolaserkeilaukseen (TLS) perustuva menetelmä, jossa puun rungon biomassa estimoitiin tilavuuden ja puuaineen tiheyden avulla. Menetelmällä estimoitujen runkobiomassojen suhteellinen RMSE vaihteli 8,4%:n ja 10,5%:n välillä.
Tämä väitöskirja osoittaa, että laserkeilauksella tuotettu tieto soveltuu monipuolisen puutason tiedon tuottamiseen kaupunkimetsistä. Väitöskirjassa kehitettyjen menetelmien avulla pystytään tuottamaan ajantasaista puutason tietoa kustannustehokkaasti kaupunkimetsien suunnittelun ja hoidon tarpeisiin.
Avainsanat
laserkeilaus;
kaupunkipuut;
Kaupunkimetsien inventointi;
Katupuut
-
Tanhuanpää,
University of Helsinki, Department of Forest Sciences
Sähköposti
topi.tanhuanpaa@helsinki.fi
Julkaistu 26.9.2016
Katselukerrat 4111
Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.230 | Lataa PDF
Osajulkaisut
Saarinen N., Vastaranta M., Kankare V., Tanhuanpää T., Holopainen M., Hyyppä J., Hyyppä H. (2014). Urban-tree-attribute update using multisource single-tree inventory. Forests 5(5): 1032–1052.
http://dx.doi.org/10.3390/f5051032
Tanhuanpää T., Vastaranta M., Kankare V., Holopainen M., Hyyppä J., Hyyppä H., Alho P., Raisio J. (2014). Mapping of urban roadside trees–A case study in the tree register update process in Helsinki City. Urban Forestry & Urban Greening 13(3): 562–570.
http://dx.doi.org/10.1016/j.ufug.2014.03.005
Tanhuanpää T., Kankare V., Vastaranta M., Saarinen N., Holopainen M. (2015). Monitoring downed coarse woody debris through appearance of canopy gaps in urban boreal forests with bitemporal ALS data. Urban Forestry & Urban Greening 14(4): 835–843.
http://dx.doi.org/10.1016/j.ufug.2015.08.005
Tanhuanpää T., Kankare V., Setälä H., Yli-Pelkonen V., Vastaranta M., Raisio J., Holopainen M., Niemi M. (2016). Assessing above-ground biomass of open-grown urban trees: a comparison between existing models and a volume-based approach. Urban Forestry & Urban Greening. Manuscript.
