Kannattavan metsänkäsittelyn menetelmät – seminaari ja retkeily 13.-14.6.2013 Lahti

1. Tree map system in harvester
Fibic –seminar 12.6.2013
Lahti
Timo Melkas, Metsäteho Oy
Mikko Miettinen, Argone Oy
Kalle Einola, Ponsse Oyj

2. www.metsateho.fi
EffFibre –project 2011-2013 (WP3)
Project goals
• To evaluate the accuracy of and usability of data collected with a laser scanner
attached to a harvester in various forest conditions.
• In the early stages of the project, to develop methods and instruments that
enable the measurement of stand density and updating of forest information
• To utilize more accurate stem information in bucking
• To create methods for the semiautomatic control of harvesters
Project timetable
 Pre-measurement of pilot sample plots 31.5.2011
 Laser scanning of pilot sample plots with a laser scanner attached
to a harvester 8-10.6.2011
 Selection of stands and the guidance of field measurers 14-15.6.2011
 Field measurements 15.7-11.8.2011
 Collecting data no. I at end-September 2011 (summer data), 21-23.9.2011
 Collecting data no. II in February-March 2012 (winter data)
 Collecting data no. III in May 2012 (spring data)
Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 2

3. www.metsateho.fi
Field measurements performed during
2011-2012(EffFibre, WP3)
 61 sample plots, in total, were measured in the regions of
Vilppula and Mänttä, Finland (Metsäliitto)
 Hangasniemi
 8 sample plots (pilot, 8-10.6.2011)
 pine
 Kolho
 22 sample plots (21-23.9.2011)
 pine and mixed sample plots
 Kurkisalo
 16 sample plots (winter 2012)
 spruce sample plots
 Viitaniemi 1
 5 sample plots (spring 2012)
 pine sample plots/ 2 spruce sample plots
Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 3

4. www.metsateho.fi
Data collection at pilot sample plots (EffFibre, WP3)
 Field measurements of sample plots (r= 10 m) – measured variables
 Tree species, direction and distance from the center of the sample plot to the center of the
tree (at breast height)
 Diameter at breast height (d1,3), mm
 Upper diameter (d4), mm) - (mature forest)
 Upper limit of green crown, dm (mature forest)
 Quality variables – stem straightness (length of first 5 meter) and crookedness
 Height of dominant trees (dm) and mean heigth by tree species
 Photographs (panorama) and videophotos before and after felling
 Basal area by tree species before and after felling
 Laserdata – locations of trees, diameters, stem curve, quality variables
 STM –data from felled stems
Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 4

5. www.metsateho.fi
The mean variables of sample plots
Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen
5

6. www.metsateho.fi
Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 6

7. www.metsateho.fi
Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 7
Sample plot 35
Stand A50
G, m
2
/ha
(RELA)
17
G, m2
/ha (CIRCLE)
15,9
Pine 100
Spruce 0
Birch 0
stems/sample plot 34
stems/ha 1082
D1,3 (weigheted) 14,8
Dmed 14,2
Hmed 12,5
Dominant height, m 16,3
V, m3
/ha 99,4
Main tree species 1

8. www.metsateho.fi
Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 8
Sample plot 43
Stand A51
G, m
2
/ha
(RELA)
28
G, m2
/ha (CIRCLE)
27,4
Pine 100
Spruce 0
Birch 0
stems/sample plot 27
stems/ha 859
D1,3 (weigheted) 21,0
Dmed 20,8
Hmed 19,3
Dominant height, m 19,2
V, m3
/ha 263,7
Main tree species 1

9. www.metsateho.fi
Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 9
Sample plot 39
Stand A51
G, m
2
/ha
(RELA)
35
G, m2
/ha (CIRCLE)
32,6
Pine 9
Spruce 91
Birch 0
stems/sample plot 23
stems/ha 732
D1,3 (weigheted) 25,5
Dmed 23,9
Hmed 18,0
Dominant height, m 22,3
V, m3
/ha 293,6
Main tree species 2

10. www.metsateho.fi
Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 10
Sample plot 52
Stand A9
G, m
2
/ha
(RELA)
39
G, m2
/ha (CIRCLE)
30,4
Pine 3
Spruce 13
Birch 85
stems/sample plot 53
stems/ha 1687
D1,3 (weigheted) 18,2
Dmed 12,1
Hmed 17,5
Dominant height, m 23,4
V, m3
/ha 266,3
Main tree species 3

11. www.metsateho.fi
Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 11
Sample plot 56
Stand A9
G, m
2
/ha
(RELA)
38
G, m2
/ha (CIRCLE)
37,7
Pine 50
Spruce 50
Birch 0
stems/sample plot 78
stems/ha 2483
D1,3 (weigheted) 16,2
Dmed 12,8
Hmed 19,5
Dominant height, m 19,6
V, m3
/ha 367,1
Main tree species 4

12. www.metsateho.fi
Puiden kartoitus ennen ja jälkeen hakkuun
Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 12
Koealojen lkm
Puulaji N, kpl (referenssi) N, % (laser) N, kpl (referenssi) N, % (laser) N, kpl (referenssi) N, % (laser) N
Mänty 485 99 448 88 933 94 26
Kuusi 354 97 364 66 693 82 15/16
Koivu 33 97 48 92 81 94 2
Sekapuusto 214 96 298 74 512 83 9
1086 98 1133 78 2219 88 52/53
Jäljelle jäävät puut Hakatut puut Yhteensä
Koealojen lkm
Kehitysluokka N, kpl (referenssi) N, % (laser) N, kpl (referenssi) N, % (laser) N, kpl (referenssi) N, % (laser) N
KL 3 (I harvennus) 759 97 906 79 1665 87 33/34
KL 4 (II harvennus) 327 100 227 75 554 90 19
1086 98 1133 1 2219 88 52/53
Jäljelle jäävät puut Hakatut puut Yhteensä
% N = 2219
Puiden löytyminen 88 1943
Läpimitan mittauksen onnistuminen 82 1819
d1,3 54 1201
d4 49 1084
dbest 75 1663

13. www.metsateho.fi
Läpimitan mittauksen tarkkuus (d1.3, N=1201) – suodattamaton
Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 13
Tarkkuusluokka (mm) N Harha Hajonta N, % Kumulatiivinen, %
<-100 27 -148,8 40,2 2,2
-100--90 14 -94,9 3,2 1,2
-90--80 14 -83,4 2,6 1,2
-80--70 15 -74,6 3,4 1,2
-70--60 34 -65,4 2,7 2,8
-60--50 34 -54,4 2,8 2,8
-50--40 25 -44,7 3,1 2,1
-40--30 42 -34,7 2,8 3,5
-30--20 57 -24,6 2,8 4,7
-20--10 69 -14,9 2,7 5,7
-10--5 57 -7,4 1,4 4,7
-5-0 35 -2,4 1,8 2,9
0-5 50 2,5 1,5 4,2
5-10 51 7,5 1,3 4,2 16,1
10-20 86 14,8 2,8 7,2 29,0
20-30 74 24,8 2,7 6,2 39,9
30-40 63 35,1 3,0 5,2 48,6
40-50 43 44,6 2,8 3,6 54,3
50-60 48 54,3 2,9 4,0 61,1
60-70 50 64,9 2,8 4,2 68,1
70-80 43 74,4 3,0 3,6 72,9
80-90 42 85,4 3,1 3,5 77,6
90-100 24 95,6 2,9 2,0 80,8
>100 204 160,3 74,5 17,0 100,0
1201 31,8 80,9 100,0
7,1

14. www.metsateho.fi
Läpimitan mittauksen tarkkuus(d1.3, N=200) – hyväksytyt läpimitat
Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 14
Tarkkuusluokka (mm) N Harha Hajonta N, % Kumulatiivinen, %
<-100 5 -120,0 26,4 2,5
-100--90 3 -93,9 3,2 1,5
-90--80 3 -82,7 1,9 1,5
-80--70 3 -72,6 2,6 1,5
-70--60 4 -66,0 1,1 2
-60--50 5 -52,7 2,7 2,5
-50--40 4 -43,7 3,1 2
-40--30 12 -35,8 2,8 6
-30--20 13 -24,3 2,7 6,5
-20--10 25 -15,4 2,6 12,5
-10--5 19 -7,0 1,5 9,5
-5-0 14 -2,6 2,0 7
0-5 17 2,3 1,4 8,5
5-10 16 7,6 1,4 8 33
10-20 24 15,2 2,2 12 57,5
20-30 9 23,8 3,3 4,5 68,5
30-40 9 34,7 3,0 4,5 79
40-50 4 43,6 3,3 2 83
50-60 1 55,5 0,5 86
60-70 3 65,0 1,2 1,5 89,5
70-80 2 72,8 1,4 1 92
80-90 2 81,3 0,2 1 94,5
90-100 1 94,9 0,5 96,5
>100 2 184,1 80,0 1 100
200 -5,5 42,2 100
15,5

15. www.metsateho.fi
Läpimitan mittauksen tarkkuus(d1.3, N=108) – männiköt
Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 15
Tarkkuusluokka (mm) N Harha Hajonta N, % Kumulatiivinen, %
<-50 3 -67,8 2,3 2,8
-45--40 1 -41,9 0,9
-40--35 3 -37,1 0,6 2,8
-35--30 2 -33,7 1,6 1,9
-30--25 1 -26,7 0,9
-25--20 1 -21,4 0,9
-20--15 10 -17,9 1,5 9,3
-15--10 10 -13,4 1,1 9,3
-10--5 16 -7,0 1,5 14,8
-5-0 8 -3,0 2,1 7,4
0-5 12 2,5 1,6 11,1
5-10 11 8,1 1,2 10,2 43,5
10-15 8 12,7 1,2 7,4 60,2
15-20 11 16,7 1,2 10,2 79,6
20-25 3 22,0 2,1 2,8 83,3
25-30 2 28,5 0,2 1,9 86,1
30-35 1 30,5 0,9 88,9
35-40 2 37,7 0,5 1,9 93,5
45-50 1 46,0 0,9 95,4
>50 2 72,8 1,4 1,9 100,0
108 -0,9 22,4 100
18,5

16. www.metsateho.fi
Läpimitan mittauksen tarkkuus(d1.3, N=58) – kuusikot
Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 16
Tarkkuusluokka (mm) N Harha Hajonta N, % Kumulatiivinen, %
<-50 17 -85,8 29,2 29,3
-50--45 1 -48,3 1,7
-45--40 1 -41,6 1,7
-40--35 4 -38,2 1,9 6,9
-35--30 2 -32,5 1,7 3,4
-30--25 2 -27,1 2,6 3,4
-25--20 5 -22,4 1,0 8,6
-20--15 1 -15,2 1,7
-10--5 2 -7,1 0,1 3,4
-5-0 2 -1,7 1,1 3,4
0-5 3 0,9 0,8 5,2
5-10 3 6,7 1,6 5,2 17,2
20-25 1 20,3 1,7 29,3
25-30 1 26,0 1,7 34,5
30-35 3 32,7 1,4 5,2 43,1
35-40 2 37,3 1,5 3,4 53,4
40-45 1 40,8 1,7 56,9
45-50 1 46,9 1,7 60,3
>50 6 107,5 69,6 10,3 100,0
58 -17,1 65,3 100
8,6

17. www.metsateho.fi
Johtopäätökset
• Tulokset näyttävät lupaavilta harvennusvoimakkuuden
seurannan ja jäävän puuston mittauksen kannalta.
• Etenkin varttuneissa puustoissa puiden löytyminen hakkuun
jälkeen onnistuu hyvin.
• Läpimitan mittauksen osalta tulokset ovat alustavia ja
menetelmää kehitetään edelleen tavoitteena tarkentaa
läpimitan mittausta hyödyntäen hakkuukoneen keräämää
mittaustietoa poistetusta puustosta.
• Myös laatutunnusten mittausta kehitetään edelleen.
• Lopulliset tulokset valmistuvat syksyllä 2013
Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 17

18. www.metsateho.fi
Fibic seminar 12.6.2013 Timo Melkas & Mikko Miettinen 18
Kiitos!