Toimenpidekuviot automaattisesti hakkuukoneen sijaintitiedoista

06.11.2018 15.40

hakk1.jpg

Metsätehon uudella menetelmällä voidaan tuottaa hakkuukoneen tallentamista sijaintitiedoista toimenpidekuvion aluerajaus automaattisesti. Tulokset näyttävät lupaavilta ja menetelmä avaa uusia mahdollisuuksia hakkuukonetiedon hyödyntämiseen.  

(kuva yllä: Metsätehon tutkimuksen tavoitteena oli luoda automaattinen menetelmä hakkuualueen rajaukseen hakkuukoneen sijaintitietoon perustuen. Kehitettyä menetelmää voidaan jatkossa hyödyntää operatiivisessa toiminnassa kuviorajojen ajantasaistuksessa.)

Metsätehossa pyrittiin kehittämään hakkuukoneen keräämään tietoon perustuva automaattinen hakkuualueen rajausmenetelmä, jota voidaan hyödyntää metsävaratietojen ajantasaistuksessa. Menetelmän oli tarkoitus muodostaa kuviorajaukset sijainti- ja tunnistetietojen pohjalta, erottaa kuvioille johtavat ajourat sekä käsitellä osittain päällekkäiset kuviot niin, että rajaustulos on eheä. 

hakk2.jpg

(Taulukko 1. Automaattisen kuvioinnin tulokset vertailussa toisella samankaltaisella menetelmällä tuotettuihin kuvioihin (ns. puoliautomaattinen menetelmä, jossa on mm. kuvioinnin manuaalinen tarkastus ja muokkaus). Automaattinen menetelmä onnistui 572 kuvion muodostamisessa 585:stä. Ajourapolygonit muodostavat kuvioille johtavat ajourat.)

Aineisto kerättiin kuudelta hakuukoneelta

Menetelmän kehittämistä varten hankittiin operatiivista hakkuukoneaineistoa yhdessä Metsätehon osakkaina olevien metsäyhtiöiden kanssa. Aineisto kerättiin kuudelta hakkuukoneelta, aikaväliltä 8/2015 - 9/2016, sijoittuen pääosin Suomen metsäkeskuksen pääkaupunkiseudun inventointialueelle. Aineiston keräämiseen osallistuneet hakkuukoneet olivat kol- melta eri valmistajalta: Ponsse, John Deere ja Komatsu. Aineisto sisälsi 455 korjuulohkoa, joissa oli yhteensä 634 656 puuta. Noin puolet aineistosta oli avo-, siemenpuu- tai suojuspuuhakkuita, kolmasosa harvennuksia ja loput muita hakkuutapoja.  

hakk3.jpg

(Kuva 1. Puukohtainen aineisto kahden lohkon (numerot 437 ja 450) osalta, jossa kuvioille johtavat ajourat on erotettu ja kuviot on koottu.)

Kuviorajausten tekemiseen tarvitaan hakkuukoneen sijainti jokaista puuta kaadettaessa sekä korjuulohkon tunnistetiedot ja hakkuun aloitusaika. Nämä tiedot saatiin hakkuukoneiden tallentamista stm-tiedostoista. Lisäksi tarvitaan korjuulohkojen hakkuutavat, jotka tässä työssä oli kerätty metsäyhtiöiltä. Jatkossa hakkuutapa tulisi saada StanForD 2010 -standardin mukaisissa hpr-tiedostoissa yhdessä muiden hakkuukonetietojen kanssa.

hakk4.jpg

(Kuva 2. Kuvioiden aluerajauksen muodostaminen.)

Menetelmässä on useita vaiheita. Aluksi kerätyt tiedot esikä- sitellään ja yhtenäistetään käsittelyä varten sekä siirretään paikkatieto-ohjelmistoon. Ensimmäisessä käsittelyvaiheessa puukohtainen aineisto keskiarvoistetaan, sitten erotetaan kuvioille johtavat ajourat, kootaan kuviot ja liitetään pistot mukaan kuvioihin (kuva 1). Toisessa vaiheessa kuvioille muodostetaan aluerajaukset (monikulmiot kuva 2). Kolmannessa vaiheessa muodostetaan päällekkäin menevien viereisten kuvioiden välille eheät, siistityt rajaukset (kuva 3). Viimeistelyvaiheena upotetaan kuvioille johtavat ajourat sellaisiin muihin kuvioihin, jonka aluerajauksen sisään ne osuvat (kuva 4). Koska testiaineistossa osa kuvioille johtavista ajourista jäi kokonaan kuvioiden ulkopuolelle, tuotettiin niillekin erilliset aluerajaukset. Lopuksi määritetään kaikkien aluerajausten pinta-alat.

hakk5.jpg

(Kuva 3. a) Pienempi aukko (violetti, 270 m2) on lisätty kuvioon 437_3. Suurempi (valkea, 4500 m2) on jätetty aukoksi, koska se ylittää kokorajan. b) Myös useamman vierekkäisen kuvion tapauksessa on tuloksena siistit ja eheät kuviorajat.)

Korjuulohkot jakaantuivat tuloksissa keskimäärin 1,3 toimenpidekuvioon, eli kolmesta korjuulohkosta muodostui neljä kuviota. Kuvioille johtavia ajouria löytyi 70,2 %:lta lohkoista ja hakatuista rungoista 4,6 % luokiteltiin ajouriin kuuluviksi rungoiksi. Aineistossa lohkon keskimääräinen pinta-ala oli 2,5 ha ja kuvion 1,8 ha.

hakk6.jpg

(Kuva 4. Jos kuvioille johtavat ajourat osuvat toisen kuvion alueelle, ne upotetaan puukohtaisesti kuvioihin.)

Rajaustulosten vertailu ja analysointi

Rajaustuloksia verrattiin toisella menetelmällä (Hakkuu- alueen rajan muodostus sijainti- tietoon perustuen. Timo Melkas ja Kirsi Riekki, Metsätehon tuloskalvosarja 5/2017.) tuotettuihin kuviorajoihin, jotka ovat samankaltaisilla periaatteilla muodostettuja, mutta manuaalisesti tarkastettuja ja tarvittaessa muokattuja. Kuten taulukosta 1 näkyy, automaattisesti muodostettujen toimenpidekuvioiden pinta-alat vastaavat hyvin vertailukuvioiden pinta-aloja keskiarvon, minimin, maksimin ja hajonnan osalta. Kuvioille johtavia ajouria automaattinen menetelmä tunnisti jonkin verran enemmän kuin vertailumenetelmä - tosin tältä osin tuloksiin vaikuttavat automaattisen menetelmän säädöt ja myös verrokkirajauksen laatijan näkemys. Rajaustuloksia aiotaan verrata vielä lisäksi maastossa kartoitettuihin ja ilmakuvilta digitoituihin toteutuneisiin kuviorajoihin. 

Automaattinen kuviointi pystyttiin tekemään tässä testiaineistossa jopa 97,8 %:lle kaikki- aan 585 kuviosta. Työssä kävi ilmi, että onnistumisprosentti riippuu hakkuukoneaineiston laadusta. Satelliittipaikannuksesta (GNSS) johtuvista syistä jouduttiin hylkäämään 0,5 % kuvioista (3 kpl), koska GNSS -vastaanotin oli rekisteröinyt yhtä ja samaa sijaintia suurelle osalle puista. Noin 1.2 %:lle kuvioista (7 kpl) voidaan jatkossa tuottaa rajaus lisäämällä menetelmään päättelysääntöjä. Loput 0,5 % kuvioiden rajauksista (3 kpl) jäivät onnistumatta, koska testissä käytetyn paikkatieto-ohjelmiston komennoissa tapahtui poikkeamia.

Johtopäätökset

Johtopäätöksenä on, että automaattista menetelmää voidaan käyttää toimenpidekuvioiden rajausten tuottamiseen ja kuvioille johtavien ajourien erottamiseen. Havaittiin lisäksi, että menetelmä tunnistaa kuvioiden sisään jäävät, vähintään tietyn kokoiset käsittelemättömät alueet - nämä ovat mielenkiintoisia siksi, että osa tällaisista alueista on säästöpuuryhmiä. Menetelmä mahdollistaa toimenpidekuvioiden upottamisen kuviotietokantaan (esimerkiksi metsävaratiedot) siten, että kuviorajat tasapainotetaan ja eheytetään vierekkäisten kuvioiden kesken. 

Suurimmat virhelähteet liittyvät lähtötietojen epätarkkuuksiin ja paikannustarkkuuteen. Yhdellä korjuulohkolla tulisi olla vain yksi hakkuutapa. Toisinaan samalta korjuukohteelta on hakattu puita eri korjuulohkoihin, jolloin automaattinen menetelmä ei välttämättä pysty yhdistämään puita samaan kuvioon kuuluviksi. Satelliittipaikannuksen yleisen tarkkuuden parantaminen hakkuukoneissa edesauttaisi kuviorajausten onnistumista. Hakkuupään sijainnin rekisteröinti välittömästi kaatosahauksen jälkeen parantaisi myös paikannustarkkuutta systemaattisesti.

Menetelmää viedään eteenpäin yhdessä Suomen metsäkeskuksen ja Metsätehon osakkaiden kanssa. Tarkoituksena on, että jatkossa saataisiin toteutuneiden toimenpiteiden rajaukset ajantasaistettua Suomen metsäkeskuksen ylläpitämiin metsävaratietoihin ja osaksi operatiivista toimintaa. Tätä tavoitetta varten menetelmä viimeistellään, hienosäädetään tarvittaessa ja siitä tehdään tuotantoympäristössä toimiva ohjelmisto. Tuotantoversiota tullaan testaamaan osana tiedonvälitykseen ja -yhdistämiseen keskittyvää Metsätiedon palvelualustaa, jonka konseptitestaushanketta Metsäteho vetää parhaillaan. Samalla hakkuukoneaineiston keräämistä jatketaan yhteistyössä Metsätehon osakkaiden kanssa. 

Lisätietoja Metsätehon internet sivuilta löytyvästä tuloskalvosarjasta liitteineen: 

Automaattinen toimenpidekuvion rajojen muodostus hakkuukoneen sijaintitietoon perustuen. 

Timo Melkas, Kirsi Riekki ja 

Juha-Antti Sorsa, Metsätehon 

tuloskalvosarja 7a/2018.  

 
04.12.2018 17.00Metsä Group tarjoaa kesätöitä yli 1 100 nuorelle
04.12.2018 10.35Merceces-Benz eCitaro avaa tietä sähköiselle joukkoliikenteelle
04.12.2018 9.32Bella-Veneet ruotsalaisomistukseen
04.12.2018 9.14Puunkuormaajamestari 2019 -kilpailun valmistelut alkavat
03.12.2018 20.44Uusi tela-alustainen monikäyttöinen EDGE -ilmaerottelija - erittäin tehokas puupohjaiselle rakennusjätteelle
03.12.2018 20.22AMMATTILEHTI KOEAJAA: Nissan NV400 4x4 L3H2 2.3 dCi - Maastokykyinen moniottelija
03.12.2018 20.01Logset Smooth Ride -ohjaamojousitus luo paremman ajoympäristön kuljettajalle
03.12.2018 13.45Marraskuun ensirekisteröinnit jäivät viime vuotta vaisummiksi
03.12.2018 13.29Autovero laskee - Autoala on tyytyväinen hallituksen WLTP-autoveroratkaisuun
03.12.2018 13.05Autoveron sopeutusta uuteen päästömittaustapaan tarkennetaan
03.12.2018 13.00Girteka teki jatkotilauksen 1500 DAF XF kuorma-autosta
03.12.2018 9.23ALG: Subaru säilyttää arvonsa parhaiten
02.12.2018 21.01Proforest kerää metsäalan ammattilaiset Haapavedelle toukokuussa - tapahtuman järjestelyt hyvässä vauhdissa
02.12.2018 16.33Moottoriurheilun nuori suomalaislupaus Sami-Matti Trogen juhli mestaruuttaan Lohjalla - Ammattilehti vauhdissa mukana
02.12.2018 11.01Metsäpeurat siirtyvät Kainuussa talvilaitumilleen - olethan tarkkana liikenteessä!
02.12.2018 10.11Bruttokansantuote kasvoi 0,4 prosenttia edellisestä neljänneksestä
01.12.2018 14.11KATSO VIDEO: Vastuullista suunnittelua - metsänkäsittelyn monet tavat
01.12.2018 13.54Valmet toimittaa Valmet IQ -kosteusprofiilin hallintajärjestelmän Luzhou Yongfeng Pulp and Paper -yhtiölle Kiinaan
01.12.2018 12.12Toyota tuo markkinoille uuden pakettiautomallin
01.12.2018 12.04ForestX aloittaa Trimble Forestryn tuotteiden jälleenmyynnin
30.11.2018 15.33LVM: Ajoneuvoyhdistelmien enimmäispituuden lisääminen etenee
30.11.2018 15.13Yhdysvallat, Meksiko ja Kanada allekirjoittivat kauppasopimuksen
30.11.2018 9.01Stora Enso allekirjoitti sopimuksen Bergvik Skogin metsäomaisuuden hankkimisesta
29.11.2018 10.50Opel Finland osti Opel Baltian maahantuontitoiminnot
29.11.2018 10.32Metsätalouden tuet voisivat perustua De minimis -asetukseen
28.11.2018 19.44Metsätehon tutkimus: Hiljainen tieto lähikuljetuksen ajourasuunnittelussa
28.11.2018 16.01Metsä Group tukemaan nuorten hyvinvointia yhteistyössä Olympiakomitean Urheiluakatemioiden kanssa
28.11.2018 9.00Vientiteollisuuden yrityksillä arvioitua suurempi vaikutus Suomen kansantalouteen
28.11.2018 8.08Tukkipankkouutuus. XXL 10.9 aero.
27.11.2018 20.22Nordic Traction Group saa uuden, pitkäaikaisen omistajan
27.11.2018 15.55Volvo Cars ja Luminar esittelevät mullistavaa autonomista tekniikkaa
27.11.2018 11.11Ilmaston lämpeneminen lisää puiden pakkasvaurioiden esiintymistä monilla paikkakunnilla Keski-Euroopassa
27.11.2018 9.43Bioenergia ry: Energiapuun lisääntyvä kysyntä vaatii tehokkaita korjuu- ja logistiikkaratkaisuja - energiaturpeen kielto olisi haitallinen
26.11.2018 17.11Vaasassa Vamialla TeknologiaTiistai huomenna 27.11. - avoimet ovet Tekniikan yksikössä - tervetuloa!
26.11.2018 11.15Metsästäjäliitosta kaikkien metsästäjien järjestö
26.11.2018 8.02Ilmainen tietosuojaopas yrityksille
25.11.2018 10.01Metsätehon selvitys: Metsähakkeen tuotantoketjut Suomessa vuonna 2017
25.11.2018 9.11Teollisuuden energiankäyttö kasvoi kaksi prosenttia vuonna 2017 - etenkin puupolttoaineiden kulutus kasvoi
25.11.2018 8.11Liikenne- ja viestintävirasto Traficom aloittaa 1.1.2019
24.11.2018 18.22Metsää käsitellään Oulaisten Isojärven-Ahvenlammen luontopolun lähellä - hyötyä myös virkistyskäyttäjille
24.11.2018 13.04Talvinopeusrajoituksista voidaan luopua tieliikennelain uudistuessa
24.11.2018 12.44Viides Valmetin toimittama Advantage DCT -pehmopaperilinja käynnistettiin ICT:n Iberican tehtaalla Espanjassa
24.11.2018 9.11Joka 8. uuden Suomessa myydyn pakettiauton keulalta löytyy Mercedes-Benzin tähtilogo
23.11.2018 15.30Suomen historian merkittävin autoteollisuuden kauppa toteutumassa
23.11.2018 14.00Viestintävirasto ja Trafi yhdistyvät Liikenne- ja viestintävirastoksi - Liikennevirastosta tulee Väylävirasto
23.11.2018 12.21Ponsse arvioitiin parhaaksi keskisuureksi yhtiöksi pörssilistalla
23.11.2018 8.23Biolämpö korvaa fossiilista energiaa ja tukee aluetaloutta
22.11.2018 20.01Kraftmek on voimansiirron, laakeroinnin ja hydrauliikan asiantuntija
22.11.2018 15.23Talvikauden Thule-uutuudet esittelyssä
22.11.2018 13.10Kalmar avaa innovaatiokeskuksen Ruotsissa
22.11.2018 13.00Lukitus-, kulunvalvonta- ja hälytysjärjestelmien asentaminen luvanvaraiseksi
22.11.2018 12.22Leatherman - ammattilaisten matkassa jo 35 vuotta
22.11.2018 8.21Pääministeri Juha Sipilä ehdottaa EU-Afrikka -metsärahastoa
21.11.2018 11.40Scania Transport Laboratory siirtyy fossiilittomaan aikaan
21.11.2018 11.28Bridgestone VX-TRACTOR takaa maksimaalisen pidon ja pitkän käyttöiän
21.11.2018 11.25Tutkimus: puhdas, elinvoimainen ympäristö on viljelijöiden ja metsänomistajien tahtotila ja kuluttajien luottamuksen lähde
21.11.2018 10.45Uusi palvelukokeilu yhdistää palvelun tarjoajat että niiden tarvitsijat
20.11.2018 17.11Johtotiedon tietoja tarvitaan myös metsätöissä
20.11.2018 14.22Michelin Agromek-messuilla
20.11.2018 13.53Cargotec perustaa Tampereelle uuden osaamiskeskuksen
20.11.2018 13.45Nokian Renkaat rakentaa tuotekehityskeskuksen Nokialle
20.11.2018 12.00Warma-Uunit: Nykyilmastonsuojelu suosii vanhoja saastuttavia puusyöppöjä, vaikka uudet tulisijat on kehitetty vähäpäästöisiksi
20.11.2018 10.00Suomen Rengaskierrätykselle ympäristöpalkinto
19.11.2018 20.11Hydraulisäiliö on tärkeä osa hydraulijärjestelmää - PMC Hydraulics kehittää kuorma-auto hydrauliikkaa mm. syklonisäiliön tukkiautoon
19.11.2018 17.22KATSO VIDEO! Ammattilehti ja suomalaiset kuljetusalan ammattilaiset Daimler Trucksin vieraana Wörthin kuorma-autotehtaassa
19.11.2018 17.01Tehokas materiaalivirta Ponssen tuotannon perustana
19.11.2018 13.12Pistosahauutta Milwaukeelta
19.11.2018 11.20KAUPPALEHTI: Trump tarjosi syötön takatolpalle - lopettakaa ne haravavitsit ja alkakaa myydä (metsäteknologiaa)
19.11.2018 9.09Laatumetsä-mobiilisovellus helpottaa metsänhoitotöiden laadun omavalvontaa
19.11.2018 9.05Ammattilehden Facebook sivuilla jo yli 6000 tykkääjää!
19.11.2018 9.00Valmennusta Metsä- ja luontoalan yritykselle
18.11.2018 19.11AMMATTILEHTI KOEAJAA: Saurer 4K panssarivaunu - Achtung, Panzer!
18.11.2018 13.01SSAB ja Kemppi kehittävät yhdessä hitsausprosessia nopeuttavan digitaalisen ratkaisun
18.11.2018 12.11Valmet toimittaa biopolttoaineita käyttävän kattilan Elenia Lämmön Vanajan voimalaitokselle Hämeenlinnaan
18.11.2018 10.04Sprinterin kestävyys vakuutti Jokilaaksojen pelastuslaitoksen
18.11.2018 7.00Metsäalan mahdollisuudet vahvasti esillä koulukampanjassa
17.11.2018 15.01Bofori lisää suomalaisten ja venäläisten metsäalan yritysten välistä yhteistyötä
17.11.2018 11.11Vantaalainen Vantti ajaa biokaasukäyttöisillä pakettiautoilla
16.11.2018 18.01Ralliautoilija Kalle Rovanperä ja John Deere Forestry aloittavat yhteistyön
16.11.2018 14.01AMMATTILEHDEN KOPTERIKUVAA MAIKKARILLA! 32 metriä ja 92 tonnia: Suomen uusin jättirekka on vaikuttava näky liikenteessä - katso video neitsytmatkasta
16.11.2018 10.46Euroopan bioenergiajärjestölle suomalainen puheenjohtaja
16.11.2018 8.30Kotimaisten luonnonvarojen käyttö kasvoi 5 prosenttia vuonna 2017
15.11.2018 18.00Valmet Automotive aloittaa rekkojen automaattisten ilmanohjainjärjestelmien valmistuksen
15.11.2018 17.00Metsä Board investoi uuteen arkituslinjaan Äänekosken tehtaalla
15.11.2018 9.29Tuoreimmat metsävaratiedot Luken tilastoportaalissa
15.11.2018 9.22Lidl ottaa käyttöönsä biokaasulla kulkevan rekan
15.11.2018 8.30Iveco Stralis NP palkittiin Italiassa
14.11.2018 18.11Mercedes-Benzin raskaat kuorma-autot jatkavat hyvässä vedossa
14.11.2018 15.16Metsä Board investoi kapasiteetin kasvattamiseen Kaskisten kemihierretehtaalla
14.11.2018 11.17Vantaan kaupunki satsaa vähäpäästöisiin
14.11.2018 10.14Autoklinikka ja Raskone yhteistyöhön
14.11.2018 10.13Metsäala tutuksi peruskoululaisille
14.11.2018 10.00Nesteen uusiutuva diesel Latvian markkinoille
14.11.2018 9.20Laitaatsalmen pohjoinen silta käyttöön torstaina
13.11.2018 18.22Sampo Rosenlew esittelee uutta FR48 -kuormatraktoria työnäytöksessä Kontiolahdella 14.-15.11. - tervetuloa!
13.11.2018 17.00Ilkka Hämälä jatkaa Metsäteollisuus ry:n puheenjohtajana
13.11.2018 15.00AMMATTILEHTI KOEAJAA: Uusi Peugeot 508 - Auto joka vie mennessään
13.11.2018 12.22Husqvarnan päivitettyyn maisemanhoito-ohjelmistoon hiilijalanjälkilaskuri
13.11.2018 12.09Stora Enson osakkuusyritys Bergvik Skog myy omistuksensa Latviassa
12.11.2018 20.01AMMATTILEHTI KOEAJAA: Toyota Hilux 2.4 D-4D 150 A6 Hyötyajoneuvokeskus - Laatuvarustelulla pick-up muuntuu työkaluksi ammattikäyttöön

Näytä lisää »