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.  

 
28.03.2024 11.00Bensiinin keskihintojen nousu kiihtyi maaliskuussa 2024
28.03.2024 8.00Metsäalan kannattaa kohdata luontovaikuttajat ennakkoluulottomasti
27.03.2024 10.30Ranuasta kaavaillaan yli 120 tuulivoimalan tuulivoimapuistoa
26.03.2024 11.00Henry Äyräväinen nimitetty Nisula Forestin aluemyyntipäälliköksi
26.03.2024 10.00Markus Ritala nimitetty Sajas Groupin toimitusjohtajaksi
26.03.2024 9.00Kymmenen miljoonan tutkimushankkeessa kehitetään liikkuvien työkoneiden ja ihmisten yhteistoimintaa
26.03.2024 8.00Valmet toimittaa Valmet DNA -automaatiojärjestelmän Lostockin jätteenpolttolaitokselle Northwichiin Isoon-Britanniaan
25.03.2024 12.00Pohjoinen Teollisuus -suurtapahtuma on tiukasti teollisuuden ajan hermoilla
25.03.2024 11.45Päivittynyt Vito-mallisto on saatavana sekä taka- että nelivetoisina
25.03.2024 10.10Suomen metsäkeskuksen tulevaisuuskatsauksen mukaan metsähakkeelle riittää kysyntää jatkossakin
25.03.2024 10.00Ajokortin ulkoasu uudistuu vastaamaan nykyaikaisia turvavaatimuksia
25.03.2024 9.13Ensimmäinen julkinen latausdemonstraatio yli 700 kW:n ja 1 000 A:n teholla sähköauton kanssa
25.03.2024 9.11Metsästäjäliitto: Mökkiläisten apua kaivataan vieraspetotalkoisiin
24.03.2024 16.00AMMATTILEHTI KOEAJAA: Iveco Daily 35S16A8V Hi-Matic - Perus Daily
23.03.2024 12.00Oripään Hakepalvelu Oy: Lisää haketustehoa kasvavaan kysyntään
22.03.2024 23.11KATSO 22.3. LÄHETYS VILLISTÄ LÄNNESTÄ TURUSTA! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
22.03.2024 9.00SKAL: Kuljetukset turvattava
22.03.2024 8.00Metsä Group ja ANDRITZ rakentavat koetehtaan uusien ligniinituotteiden kehittämiseksi
21.03.2024 18.00Terät ratkaisevassa roolissa bioenergiakoneiden tuottavuudessa
21.03.2024 12.33Komatsu XT-voimansiirto saatavilla nyt myös 875-kuormatraktoriin
21.03.2024 12.11SSAB tuo markkinoille maailman ensimmäisen päästöttömän teräsjauheen
21.03.2024 11.01Metsä Board vetäytyy Kaskisten taivekartonkitehdashankkeesta
21.03.2024 11.00MAN: Linja-autojen myynti vahvassa kasvussa
21.03.2024 9.00Metsä Group ilmoittaa vähentävänsä fossiilisten kemikaalien käyttöä puunkorjuussa
20.03.2024 17.10Vientiteollisuuden puheenjohtajat: SAK:n toiminta ei palvele Suomen ja suomalaisten etua - "Neuvotteluissa sovitun työrauhan merkitys näyttää olevan hyvin pieni"
20.03.2024 15.22Metsänomistajien tyytyväisyys puukauppaan nousussa
20.03.2024 13.22John Deere Forestryn asiakastuki vahvistuu Pohjois-Suomessa
20.03.2024 12.00Metsätalouden vesistö- ja ilmastopäästöjä voidaan hillitä välttämällä avohakkuita ja niihin liittyviä ojitustoimia
20.03.2024 10.35Pääsiäispupun perimä avattu - käpälänjäljet johtavat Liperiin
20.03.2024 9.00Polaris esittelee uusia mielenkiintoisia moottorikelkkamalleja
19.03.2024 18.15Metsäkoneketjujen teroituspalvelua suurella volyymilla ja korkealla laadulla
19.03.2024 9.29Atlas Copco tuo markkinoille kaksinopeuksisen kompressorin teollisuuskäyttöön
19.03.2024 9.20Konecranesin teollisuusnosturimallisto laajenee
19.03.2024 9.00Uudet Renault Trucks T- ja C-sarjat koeajokiertueelle
19.03.2024 8.33Luke: Vapaa-ajankalastajien suhtautuminen kuhan alamitan nostoon on valtaosin positiivista
18.03.2024 14.00Erno Tuomilahti vuokraus- ja vaihtoautomyyjäksi MAN Center Espooseen
18.03.2024 11.00Volvo saa 100 sähkökuorma-auton tilauksen DFDS:ltä
18.03.2024 8.00Kiinteiden puupolttoaineiden kulutus väheni lämpö- ja voimalaitoksissa vuonna 2023 - metsähakkeen poltto edelleen kasvussa
17.03.2024 15.00Superpuolikkaat tuo tehokkuutta kierrätykseen
16.03.2024 16.00Korjuuyrittäjät investoivat kalustoon haastavista ajoista huolimatta
15.03.2024 20.00KATSO 15.3. LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
15.03.2024 19.00Vuokrakoneilla tehokkuutta kierrätysprosesseihin
15.03.2024 9.17Valkohäntäpeurakanta laskee suunnitellusti - Kannan pieneneminen on metsästäjien pitkäjänteisen työn tulosta
15.03.2024 9.02Tiguanin lataushybridien myynti alkaa
14.03.2024 15.13Volvo Finland Ab muuttaa organisaatiotaan - Manninen palaa Volvolle
14.03.2024 13.13Renault Trucksilla vahva vuosi takana - uusien autojen toimitukset kasvoivat liki viidenneksellä
14.03.2024 13.13Ruotsalaisvalmistajan raskaiden perävaunujen Trako-vetoaisoissa havaittu merkittäviä puutteita
14.03.2024 9.00MAN jatkaa itsenäisesti kulkevien kuorma-autojen kehittämistä
13.03.2024 17.00Nordic Traction Group ilmoittaa strategisesta aikeestaan siirtää telatuotanto Skotlannista Suomeen
12.03.2024 18.00Puutavaterminaalissa operoitaessa luotettavuus ja tehokkuus ratkaisee
12.03.2024 14.45MEP Elsi Katainen: Jättirekkojen rajat ylittävä liikenne sinetöitiin parlamentin kantaan
12.03.2024 13.20Kartonkitehtaan sivuvirrat viljelijöille hyötykäyttöön
12.03.2024 10.00Uusien autojen verkkokaupan pioneeri vaihtaa nimeä
12.03.2024 8.00Ennallistamisasiantuntijat: Ennallistamisasetus tavoittelee elinympäristöjen tilan parantamista laajasti
11.03.2024 18.00T. ja J. Kivioja Oy: Energia-alan kokonaispalvelua
11.03.2024 11.27Keski-Suomen maanteiden päällysteitä korjataan vuonna 2024 yhteensä 200 km tieosuudella
11.03.2024 11.11Scanian myynti ja tulos kasvoivat merkittävästi vuonna 2023 - Sähköautojen kysyntä vaimeaa
11.03.2024 10.30NDI laajentaa edullisten maatalousrenkaiden valikoimaa
11.03.2024 8.22Metsä Group palkkaa 16-17-vuotiaita kesätöihin
10.03.2024 17.00Katso video kaivukoneiden lumenveiston SM-kisoista Juupajoelta
08.03.2024 20.00KATSO TÄSTÄ 200. LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
08.03.2024 11.00Toimitusketjujen viiveet ja tilauskannan oheneminen söivät Keslan tulosta
07.03.2024 13.33Valmet toimittaa uuden keittimen yläerottimen Mönsteråsin sellutehtaalle Ruotsiin
07.03.2024 10.14MacGregorille suuri nosturitilaus VARD-laivanrakennusyhtiöltä kaapelinlaskualusprojektiin
07.03.2024 10.00Valkohäntäpeuroja ja metsäkauriita saaliiksi aiempaa vähemmän
06.03.2024 16.00Allison Transmissionilta uusi täyssähköisen 8,5-tonnin akseli
06.03.2024 9.06Suomessa lähes neljä miljoonaa ajokortillista
06.03.2024 9.00Siltojen korjaustyöt vaikuttavat liikenteeseen tulevana kesänä Vantaalla Kehä III:n ja Lahdenväylän liittymässä
06.03.2024 8.50Vianor uusiin tiloihin Seinäjoella
05.03.2024 10.10Valmet Automotiven vuosikatsaus 2023: Positiivinen liiketulos haastavassa markkinassa
05.03.2024 10.00Nauvo-Korppoon ja Vartsalan lauttaliikenteeseen luvassa parannuksia kesäkuusta alkaen
05.03.2024 9.00EU:n ennallistamisasetus on hyväksytty Euroopan parlamentissa - ajankohtaiswebinaari pureutuu asetuksen toteutukseen ja etenemiseen
04.03.2024 17.00Magni-kurottajat tekevät uuden maahantuojan voimin paluun Suomen markkinoille
04.03.2024 12.00AVS-Yhtiöt Oy siirtyy Beijer Tech:n omistukseen
04.03.2024 8.30Kaivinkoneiden lumenveiston SM-tittelit 2024 ratkaistaan ensi lauantaina 9.3. Juupajoella - lähde mukaan hienoon koko perheen tapahtumaan
04.03.2024 7.50Tilasto: Ennätysmäärä uusia yhteismetsiä perustettiin viime vuonna
03.03.2024 15.00Optimaalisella kuljetuskalustolla päästään parhaaseen tulokseen puunajossa
03.03.2024 10.00Suomen ajoneuvokanta kasvoi vuonna 2023
02.03.2024 12.10Uusi ympäristöystävällinen teräketjun voiteluaine vakuuttaa ominaisuuksillaan
01.03.2024 19.00KATSO TÄSTÄ 1.3. LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
01.03.2024 8.49Metsähallitus avaa tontinluovutuskilpailun Kilpisjärvellä matkailuliiketoiminnan edistämiseksi
01.03.2024 8.30Keslan tilinpäätöstiedote: liikevaihto kasvoi, tulos parani
29.02.2024 9.30Kuumat ja kuivat kasvuolosuhteet sekä työvoiman heikko saatavuus puutarhaviljelyn haasteina
29.02.2024 9.20Ratatyöt hidastavat lentoaseman junayhteyksiä pk-seudulla
29.02.2024 9.11Biokaasulaitoksen maanrakennustyöt käynnistyvät Kiuruvedellä
28.02.2024 18.20Korpipojat Oy: Korpimetsien korjuuta luontoa kunnioittaen
28.02.2024 16.09Merikarvian sahan toiminta lakkaa kesäkuussa
28.02.2024 16.00AUTO 2025 palaa maaliskuussa Messukeskuksen ohjelmaan
28.02.2024 8.45MAN valmistautuu raskaan liikenteen sähköistymiseen avaamalla akkukorjaamoiden verkoston Eurooppaan
28.02.2024 8.33Suomen metsäkeskuksen sähköinen asiointipalvelu Metsään.fi uudistuu
27.02.2024 17.00KATSO VIDEO! Dinolift 50 vuotta - Pitkäaikainen yhteistyö Rotatorin kanssa
27.02.2024 13.00Metsätalouden Metka-tukien haku avautuu maaliskuun alussa
27.02.2024 9.17Metsä Group luopuu puunhankintaliiketoiminnoistaan Virossa
26.02.2024 16.44Huippumodernin sahalaitoksen tehokasta tukkien käsittelyä
26.02.2024 16.00Metsä Groupin Kemin biotuotetehtaan vastuullinen logistiikka takaa toimitusvarmuuden asiakkaille
26.02.2024 12.22Suomen Lantakaasu Oy ostaa Nurmon Bioenergian
26.02.2024 12.00Muodostelmaluistelu: Suomenmestaruudet ratkaistu - Junioreissa yllätysvoittaja
26.02.2024 12.00Kansainvälinen nesteiden kuljetusyritys HOYER tilaa 165 DAF XG -vetoautoa
26.02.2024 10.15Renault jo seitsemännen kerran The Car of the Year voittaja
26.02.2024 9.12Täydellisesti uudistunut Dacia Duster ehtii kesäksi Suomeen

Näytä lisää »