2. www.metsateho.fi
Paikkatieto puunhankinnan suunnittelussa ja ohjauksessa
2Kannattavan metsänkäsittelyn menetelmät – seminaari 13.6.2013 Lahti
Päätöstukijärjestelmät
Simulointi
Optimointi ym.
laskenta
Metsäkoneiden kartta- ja
opastusjärjestelmät
Korjuun ja kuljetuksen
suunnittelujärjestelmät
Metsän-
hoito
Korjuu Kuljetus
Metsä-
varatieto
Metsäyhtiöt
Yrittäjät
Olosuhteita kuvaavat
paikkatiedot
• pysyvät ja muuttuvat
olosuhteet
Aineistojen yhdistäminen ja muuntaminen
käyttökelpoiseen muotoon Olosuhteiden seuraaminen ja ennakointi
reagointi muutoksiin ajoissa
kantavuus ja kulkukelpoisuus keskeisenä
tekijänä
• työkohteiden valinta ja rajaus
• resurssien käytön suunnittelu ja
toimintatapojen valinta
• työohjelmien suunnittelu
• työmaasuunnittelu
• kohteiden välisen ja niiden sisäisen
ominaisuuksien vaihtelun kuvaus
Tavoitteena maastossa tehtävän
suunnittelutyön vähentäminen
Joustavat, olosuhteisiin mukautuvat
toimintamallit
Metsänhoidon
suunnittelujärjestelmät
Mallit
3. www.metsateho.fi
Olosuhteita kuvaava paikkatieto suunnittelun tukena
• Kausivaihtelun ennakointi
– puutavaratoimitusten varmistaminen kaikissa tilanteissa
– oston suuntaaminen leimikkovarannon mukaan tulevia olosuhteita ennakoiden
– korjuuresurssien ja leimikkovarannon kohdentaminen yrittäjien kaluston ja kapasiteetin mukaan
– tiestön kelirikkoon varautuminen
• Operaatioiden suunnittelu entistä enemmän yrittäjien vastuulla
– konevalikoima ja lisävarustelu
– korjuuajankohdan valinta ja työohjelmien muodostus
• leimikkokeskittymät tavoitteena
– korjuun tuottavuus ja työmaiden hinnoittelu
– työmaasuunnittelu: varastopaikat, ajouraverkosto, ajourien vahvistaminen riskikohteilla
– paikallistuntemus ei aina riitä
• Korjuuvaurioiden ehkäisy
– näkyvät maastovauriot vahvistavat negatiivista mielikuvaa puunkorjuusta
– metsäsuunnittelun 3-portainen metsikkökuvioiden korjuukelpoisuusluokitus ei ole riittävä
suunnittelun kannalta
• esim. puulajin vaurioitumisriski ja maaston kantavuus pitäisi eriyttää luokituksessa
• dynaaminen luokitus sääolosuhteiden mukaan tavoitteena
3Kannattavan metsänkäsittelyn menetelmät – seminaari 13.6.2013 Lahti
4. www.metsateho.fi
Kannattavan metsänkäsittelyn menetelmät – seminaari 13.6.2013 Lahti 4
Tietoa pysyväluonteisista korjuu- ja kuljetusolosuhteista tarvitaan
Puukauppa ja leimikon suunnittelu Hakkuun työmaasuunnittelu
Metsäkuljetus
Kaukokuljetus
• kuvioiden rajaus
• hakkuutapa, ojitustarve
• ennakkoraivaustarve
• energiapuun korjuu
• varastopaikan sijainti
• tieverkoston kunto
• korjuun ajoitus
• metsänuudistaminen
• maanmuokkausmenetelmä
• puulajivalinta
• korjuuajankohdan määritys
• ajouraverkoston suunnittelu
• korjuun ulkopuolelle jätettävien
leimikon osien tunnistaminen (mm.
luontokohteet, vesiuomat)
• korjuuvaurioiden välttäminen
• työturvallisuuden kannalta
varottavat kohteet (mm. sähkölinjat)
• koneen valinta ja lisävarustelutarve
• työmenetelmän valinta
• sekakuormat, lajittelu
• metsäteiden ajettavuuden ennakointi muuttuvissa olosuhteissa
• teiden luokitus ja kunnostustoimenpiteiden määritys
Monilähdeinformaatio
5. www.metsateho.fi
Uusien paikkatietolähteiden käyttömahdollisuudet puunhankinnassa
- EffFibressä selvitettäviä kysymyksiä
• Paikkatietoaineistojen kartoitus
– Mitä puunhankinnan ja metsänhoitotöiden suunnittelun kannalta mielenkiintoisia
paikkatietoaineistoja ja tiedontuotantomenetelmiä on olemassa?
• maasto ja tiestö, muuttumattomat ja ajan suhteen muuttuvat ominaisuudet
• uudet teknologiat ja tiedontuotannon menetelmät
• Monilähteisen paikkatiedon käytettävyys olosuhteiden kuvaamisessa ja ennustamisessa
– pysyvien maaston kantavuuteen vaikuttavien tekijöiden arviointi leimikoilla
– selvitetty maastomittauksilla kahdella testialueella (Metsä Group, Somero ja Pieksämäki)
• Antavatko uudet paikkatietoaineistot lisäinformaatiota päätöksentekoon nykyisin
käytössä oleviin aineistoihin ja menetelmiin verrattuna?
– aineistojen tietosisältö, tarkkuus, laskenta- ja mallinnustarpeet käyttöä ajatellen
• Tavoitteena on kehittää ja ottaa käyttöön uusia tietotuotteita puunhankinnan ja
metsänhoidon tarpeisiin
– yhdistäminen suunnittelujärjestelmiin ja uusien käyttösovellusten kehittäminen
– suunnittelun työmallien kehittäminen
5Kannattavan metsänkäsittelyn menetelmät – seminaari 13.6.2013 Lahti
6. www.metsateho.fi
6
Maastoa, maaperää ja vesitaloutta kuvaavia paikkatietoaineistoja
• Peruskartan maastotieto
– suot ja kosteikot varsin hyvin kuvattu, mutta ojalinjat eivät aina kohdillaan
– maastonmuotojen pienialainen vaihtelu ei nykyisillä korkeuskäyrillä tule esille
– pintakivisyyttä ei ole kuvattu lukuun ottamatta kallioita ja lohkareita
• Laserkeilaukseen perustuva 2 m resoluution maastonkorkeusmalli
→ kosteusindeksin laskenta korkeusmalliin perustuen
• GTK:n maaperää kuvaavat lentogeofysikaaliset mittausaineistot
– gammasäteilymittaukset
• aineistoa olemassa koko maasta; mittaukset tehty pitkän ajan kuluessa ja nyt jo lopetettu
• Maaperäkartat
– resoluutioltaan karkeaa, mutta pystyvät kuvaamaan alueen vallitsevaa maalajia
– ei saatavissa koko Suomesta, yleistä kartoitusta ei enää tehdä
• Pinnanalaista kivisyyttä kuvaavat mittausaineistot ?
– maatutkaluotaukset liian kalliita, eikä niitä yleisesti tehdä
– ilmaperäiset tutkaluotaukset mahdottomia riittävällä tarkkuudella
• Pohjavesikartat ?
– mm. ojitettujen turvemaiden pohjaveden pinnan mallinnus sademäärätiedon ja ojitustiedon perusteella
Kannattavan metsänkäsittelyn menetelmät – seminaari 13.6.2013 Lahti
8. www.metsateho.fi
Kannattavan metsänkäsittelyn menetelmät – seminaari 13.6.2013 Lahti 8
• Maanmittauslaitoksen tuottama
maanpinnan korkeutta kuvaava uusi,
aiempaa tarkempi malli.
• Saatavana koko maan alueelta, mutta
ei vielä kattavasti. Tavoitteena on
saada koko maa kuvatuksi v. 2019
loppuun mennessä.
• Ruutukoko on 2 m x 2 m ja
korkeustiedon tarkkuus 0,3 metriä.
• Laserkeilaukseen perustuva,
pistetiheys vähintään 0,5 pistettä / m2
• MML:n avointa aineistoa
Korkeusmalli 2 m
Kuva: Vuoden 2008 - 2013 laserkeilausalueet.
Lähde: Maanmittauslaitos
9. www.metsateho.fi
Kannattavan metsänkäsittelyn menetelmät – seminaari 13.6.2013 Lahti 9
Korkeusmalli yhdistettynä peruskarttaan
• Maaston
pienvaihtelun
visuaalinen
tarkastelu
• Korjuun ja
metsänhoidon
suunnittelussa
hyötyä, mutta ennen
kaikkea
koneenkuljettajan
apuväline
• Kehittämistavoitteena ajouraverkoston suunnittelusovellus, jossa perustana
kulkuvastuksen laskenta korkeusmallin ja peruskartan muiden maastoelementtien avulla
( metsäkoneiden liikkumisen kustannuspinta)
– ajourasuunnittelussa poistettavan puuston määrä ja sijainti lisäksi keskeistä
10. www.metsateho.fi
Kannattavan metsänkäsittelyn menetelmät – seminaari 13.6.2013 Lahti 10
Topografisen kosteusindeksin laskenta
• Perustuu olettamukseen, että maaperän
korkeuserot ohjaavat veden liikkeitä
maaperässä. Moreenimailla veden kulku
ohjautuu pääosin pinnansuuntaisesti.
• Sovellettu valuma-alueiden laskennassa.
• Korkeusmallin perusteella lasketaan
o rinteiden kaltevuudet
o virtaussuunnat (yhden tai useamman
suunnan virtausalgoritmit)
o virtauskertymät
→ kosteusindeksi
• Kosteusindeksin korkeat arvot kuvaavat
veden kertymäpisteitä
• Kosteusindeksin arvot ovat laskenta-
alueestaan riippumattomia ts. eri
alueiden arvot ovat yhteismitalliset (?)
14. www.metsateho.fi
Kannattavan metsänkäsittelyn menetelmät – seminaari 13.6.2013 Lahti 14
Kosteusindeksi ja ajouraverkoston maastovauriot
- esimerkkinä kohde, jolla korkeat kosteusindeksiarvot
Twi = 11,73
Twi = 10,12
Twi keskivarvo =8,31 Osuus,
%
Ei vaurio 40,31762
Vaurio 43,69877
Lievä 15,98361
15. www.metsateho.fi
Kannattavan metsänkäsittelyn menetelmät – seminaari 13.6.2013 Lahti 15
Kosteusindeksi ja ajouraverkoston maastovauriot
- esimerkkinä kohde, jolla keskimääräiset kosteusindeksiarvot
Twi = 7,02
Twi = 12,51
Twi keskiarvo = 7,3 Osuus,
%
Ei vaurio 69,4
Vaurio 20,8
Lievä 9,8
16. www.metsateho.fi
Kannattavan metsänkäsittelyn menetelmät – seminaari 13.6.2013 Lahti 16
Maaperäkartta
• Hienojakoiset kivennäismaat
• Maalajin vaihettumisalueet
• Maalajivaihtelusta ja kivisyydestä voidaan saada
informaatiota myös topografian piirteiden perusteella
laserkeilausdatasta
17. www.metsateho.fi
Kannattavan metsänkäsittelyn menetelmät – seminaari 13.6.2013 Lahti 17
Gammasäteilyaineistot (GTK)
• Gammasäteilymittauksen
kaliumkomponentti kuvaa
hyvin maaperän
kosteustilannetta (vesi
vaimentaa kaliumin
säteilyä)
• Maaperän eri lajien ja
niiden kerrospaksuuden
arviointi
• ohut- ja paksuturpeiset
turvemaat
• savikerrokset
• Resoluutioltaan (50 m x
50 m) kuitenkin liian
karkeaa pienipiirteiseen
kosteusvaihtelun
kuvaukseen
• heijastumat
ympäristöstä
• Mittausaineistoista olisi mahdollista räätälöidä
metsätalouden tarpeita varten maaperän kantavuutta
luokitettuna karkeasti kuvaavia karttoja, mutta se
edellyttäisi luokitusta varten tukimateriaalia
18. www.metsateho.fi
Kannattavan metsänkäsittelyn menetelmät – seminaari 13.6.2013 Lahti 18
Laserkeilauksen puustotiedot
• Metsävaratiedon
keruuseen tehtävät
keilaukset kattavat
lähivuosina koko maan
(harvapulssinen ALS -
data)
• Aluepohjainen
tulkintamenetelmä, jossa
käytetään
maastokoealatietoja
• Puuston korkeuden ja
määrää kuvaavat
tunnukset hyvällä tasolla
• Puulajitulkinta vaatii vielä
ilmakuvien käyttöä
• Aineistojen ajantasaisuus
operatiivista suunnittelua
ajatellen ?
Tavoitteet
• Runkolukusarjan muodostaminen puulajikohtaisesti
• Puuston laatua kuvaavat tunnukset
Edellyttänee tiheäpulssista keilausta, josta voidaan tehdä puiden
tunnistus
Maastokeilausdatan (TLS) käyttö tulkinnassa ?
19. www.metsateho.fi
19Kannattavan metsänkäsittelyn menetelmät – seminaari 13.6.2013 Lahti
• Maasto-olosuhteiden ja tiestön kunnon ennustaminen säähavaintodataan,
sääennusteisiin ja malleihin perustuen
• Tavoitteena puunhankintaan räätälöidyt sääpalvelut
– Ilmatieteen laitos on aloittamassa avoimen säähavaintodatan julkaisun
1. Maaperän kosteuden ennustaminen mm. turvemaiden kesäkorjuun suunnitteluun
• valuma-alue- ja hydrologiset mallit
• sadantaennusteet
• maaperän kosteuden kaukokartoitusmenetelmät (optinen, infrapuna, mikroaallot,
tutkakuvat)
2. Routaennusteet
• roudan kaukokartoitusmenetelmät
• alueellisen maaperän kerroksellisuutta kuvaavan VIC -mallin sovittaminen Suomen
olosuhteisiin
3. Metsäteiden kuljetuskelpoisuusennusteet
• tieverkon routamallin sovitus, edellyttää yleistä metsäteiden kerrosrakenteen kuvausta
4. Lumen peittävyyden ennusteet
Korjuun ja kuljetuksen muuttuvien olosuhteiden kuvaus ja
ennustaminen
20. www.metsateho.fi
Paikkatieto suunnittelun tueksi: kehittämisalueita
• Korjuukelpoisuusluokitus kantavuuden osalta uusiksi
– uusiin paikkatietolähteisiin perustuen
– määritys kuviotasolla pienipiirteisemmäksi
• turvemaiden kesäkorjuukohteet
– tieto mukaan metsävaratietojärjestelmiin ja korjuun suunnittelujärjestelmiin
• Ajouraverkoston suunnittelusovellus koneenkuljettajan työn tueksi
– maastomalliin, puustotietoon ja muuhun paikkatietoon perustuen
– työmaatietoihin valmiiksi taustakartaksi tai koneen paikkatietosovellukseksi
• Dynaaminen, sääolosuhteet huomioon ottava maaston kantavuusluokitus seuraavana
kehitystavoitteena
– metsä ja tiestö erikseen
• Uudet metsätalouden ja puunhankinnan tarpeita palvelevat paikkatietotuotteet
• Metsäkoneiden aistinteknologia kantavuutta kuvaavan datan tuottamisessa
20Kannattavan metsänkäsittelyn menetelmät – seminaari 13.6.2013 Lahti