Metsävaratiedon laatu

ja kehittäminen 10.1.2017

Juho Heikkilä, metsätiedon johtava asiantuntija

metsätieto- ja tarkastuspalvelut

• Laserinventointi aloitettiin 2010 ja ensimmäinen kierros

on valmis 2020. Myös edeltävä kuvioittaisena arviointina

kerätty tieto on päivitetty 2004 lähtien metsävaratiedoksi.

• Tällä hetkellä ylläpidettävää metsävaratietoa on 11,6 milj.

hehtaaria. Metsään.fi-palvelussa on 68 300 metsän-

omistajaa ja 1 900 toimijakäyttäjää.

• Tiedonsiirtoon on kehitetty yhteistä metsätietostandardia,

joka mahdollistaa asioinnin suoraan järjestelmien välillä.

• Metsäkeskuksen metsävaratieto soveltuu kuvio- ja

tilatason operatiiviseen metsätalouteen.

Metsäkeskuksen metsävaratieto

• Yksityismetsiä inventoidaan noin 1,5 milj. hehtaaria vuosittain (nettoala). Keilauksen ja kuvauksen pinta-ala on noin kaksinkertainen.

• Inventointialueita on noin 10 kpl vuodessa, nettoalaltaan yleensä 100 000 - 200 000 hehtaaria. Kullekin alueelle sijoitetaan noin 600 - 800 maastokoealaa.

• Osalle kuvioista (n. 10 %) ei saada riittävän luotettavaa tietoa kaukokartoituksella tai muun tiedon perusteella ja niille tehdään edelleen maastoinventointi. Nämä kohteet ovat pääosin taimikoita.

• Kuviotietosisältö on pääosin sama kuin metsätaloudessa yleisesti, paitsi puulajeina mänty, kuusi ja lehtipuu. Sisältää myös metsänhoitosuositusten mukaiset toimenpide-ehdotukset.

• Tietoja hyödynnetään ensisijaisesti Metsään.fi-palvelussa, mutta jaetaan myös tiedonsiirtopalvelun kautta.

Metsävaratiedon keruu ja ajantasaistus

• Maastossa tarkasti paikannetuille ja mitatuille koealoille haetaan niiden sijaintia vastaavat laser- ja ilmakuvapiirteet, joiden perusteella tuotetaan laskentamallit eri puustotunnuksille.

• Puustotulkinnan inventointiyksikkönä on 16 m x 16 m hilaruutu (vastaa pinta-alaltaan 9 m säteistä koealaa).

• Mallinnuksessa valittujen laser- ja ilmakuvapiirteiden avulla haetaan kullekin hilaruudulle sitä parhaiten vastaavat koealat ja estimoidaan niiden perusteella jokaiselle ruudulle omat puustotiedot.

• Kattavaa hilatason puustotulkintaa on tehty 2013 lähtien. Hilaa ei kuitenkaan päivitetä (esim. hakkuut, kasvu), se ei sisällä maastossa kerättyä tietoa (mm. taimikot), eikä sille lasketa toimenpide-ehdotuksia.

Kuvat: Metsäkeskus, Blom Kartta Oy, Arbonaut Oy

Metsävara-

tiedon keruu

Ilmakuva ja puuston laserpituusmalli, joita käytetään mm. automaattisessa kuvioinnissa. Kuviointiin upotetaan kiinteistörajat, vedet, pellot, tiet/linjat sekä luontokuviot. Kuviointia viimeistellään tarvittaessa manuaalisesti. Kuvat: Blom Kartta Oy

• Kuviotason tiedot yleistetään kuviolle osuvien hilaruutujen summa- ja keskitunnuksina.

• Lopuksi kuvioille lasketaan metsänhoitosuositusten mukaiset toimenpide- ehdotukset.

Kuvat: Arbonaut Oy

• Metsälakien valvonta, tarkastukset ja laserinventoinnin

maastotäydennys on yhdistetty. Maastoinventointia

tehdään koko ajan joka puolella keilauksista riippumatta.

• Laserinventointi jatkuu alueittain, mutta

maastotyökohteet priorisoidaan ja resurssit

kohdennetaan. Tavoitteena on taimikoiden

maastoinventointi kehityksen ja uudistamisen

valvonnan kannalta parhaaseen aikaan.

• Työ organisoidaan maantieteellisillä vastuualueilla

(tiimit), joissa hoidetaan sekä lainvalvontatyöt että

metsävaratiedon ylläpito.

• Metsäkeskuksella on tasaisesti ympäri maata

sijoittuva monipuolinen maastotyö.

Maastotyö

Metsävaratiedon keruun laadunvarmistukseen kuuluvat:

• Koealamittausten tarkistukset (eri mittaajien välinen ristiinmittaus).

• Koealatason laatukontrolli. Puustotulkitsijan tekemä koealakohtainen

analyysi. Eksaktia tietoa, mutta kertoo enemmän tulkintamallien hyvyydestä

kuin varsinaisen metsävaratiedon tarkkuudesta.

• Puustotulkitsijan tuottaman mikrokuvioinnin käyttökelpoisuuden tarkastelu.

• Mikrokuviotason laatukontrolli. Tarkkoihin koealamittauksiin perustuva

pienkuviotason tarkastelu. Kuviotulokset lasketaan koealojen perusteella ja

verrataan puustotulkintaan. Toimii puustotulkinnan hyväksymisperusteena.

• Toimenpidekuviotason laatukontrolli. Perustuu normaaliin kuvioittaiseen

arviointiin. Mukana myös maastossa inventoitujen kohteiden tarkistus.

Metsävaratiedon laatu

Puustotulkinnan koealatason keskivirheiden tavoitetasot (%):

• Koealatason tavoitteisiin on yleisesti päästy. Tarkempi tarkistusmittaus tehdään myös

mikrokuviotasolla (yleensä n. 0,5-1 ha pienkuvioita).

• Viiden kauden (yli 1 100 tarkistuskuviota eri inventointialueilta nuorista kasvatus-

metsistä uudistuskypsiin) kokonaispuuston keskivirhe: V ja PPA 12 %, D 10 %, H 6 %.

• Tutkimusten mukaan perinteisen kuvioittaisen arvioinnin kokonaistilavuuden keskivirhe

vaihtelee yleensä välillä 15 - 25% (arvioijakohtainen).

Mikrokuviotason kahden viime kauden keskivirheprosentti (n. 600 tarkistuskuviota):

Muuttuja V PPA D H

Kokonaispuusto 20 20 15 10

Pääpuulaji 30 30 20 10

Alueen yleisin havupuulaji (mänty) 35 35 25 15

Toinen havupuulaji (kuusi) 40 40 25 15

Lehtipuu (koivu) 45 45 30 20

Muuttuja V PPA D H Ikä

Kokonaispuusto 11 12 10 5 23

Mänty 31 30 17 10 27

Kuusi 43 41 31 27 33

Koivu 41 41 29 18 30

• Laserinventoinnin tarkkuus kasvatus/uudistuskypsissä metsissä on

kuvioittaisen arvioinnin tasolla tai parempi. Mitä pienempi puusto, sen

haastavampaa (alle 5 m taimikoista ei nykymenetelmällä hyvää tietoa).

• Kokonaispuusto on tarkin ja usein pääpuulajikin hyvä, mutta

sivupuulajien suhteen voi olla virheitä. Minimitavoite on oikea pääpuulaji.

Puuston ikä on myös hankala tunnus (ei ole näkyvä piirre).

• Sivupuulajit ja epätasaiset kuviot ovat vaikeita myös maastossa. Tärkein

eli toimenpide määräytyy yleensä vallitsevan puuston mukaan. Iän

merkitys on myös vähentynyt (esim. kasvumallit, metsälaki).

• Runkolukua tarkastellaan vain taimikossa, tavoitteena +/- 50 % tarkkuus.

Taimikoiden osalta oleellisin on oikea hoitotarve.

• Laserinventoinnin kokonaispuuston ns. osumatarkkuuden vaihteluvälit

kasvatus/uudistuskypsille metsille on määritelty seuraavasti:

› Keskipituus (H): +/- 2 m, keskiläpimitta (D): +/- 3 cm, pohjapinta-ala (PPA): +/- 3

m2 ja keskitilavuus (V): +/- 20 % 80 % kuvioista.

› Osumatarkkuutta verrataan kuvio kerrallaan osuuko, keskivirhe (yksi luku)

lasketaan koko joukosta (esim. 30 kontrollikuviota).

• Viiden kauden osumatarkkuus (yli 1100 tarkistuskuviota): 92 % kuvioista oikea

pääpuulaji, 86 % tilavuusvirhe alle 20 %, 79 % ppa-virhe alle 3 m2/ha, 86 %

läpimittavirhe alle 3 cm ja 92 % pituusvirhe alle 2 m.

• Mikrokuviotason kahden viime kauden osumatarkkuus (n. 600 tarkistuskuviota):

Prosenttia (%) tark.kuvioista

Osumatarkkuudet Kok.puusto Mänty Kuusi Lepu

V , alle 20% 86 72 54 64

PPA, alle 3 m2/ha 80 80 77 91

D, alle 3 cm 87 78 62 69

H, alle 2 m 95 88 63 72

Ikä, alle 25% 75 69 62 69

Yhden inventointialueen

esimerkkitarkastelu

• Toimenpidekuviotason laatukontrolli perustuu normaaliin

kuvioittaiseen arviointiin.

• Kuvioilta tarkistetaan kuviointi, kasvupaikka, puusto sekä hakkuu- ja

hoitotyöehdotukset. Eri asioille on määritelty laatutasot: hyvä,

poikkeama, virhe.

• Hyvä: kokonaispuuston V, PPA, D ja H +/- 20 %, taimikon runkoluku

50 % tarkkuudella, puulajisuhteet +/- 30 % ja toimenpide 5 vuoden

sisällä oikeasta.

• Laatuvertailu: Poikkeamien ja virheiden osuus tarkistettavilla kuvioilla

(5 asiaa/kuvio).

• Viiden kauden yhteenveto eri inventointialueilta (noin 3 800

tarkistuskuviota):

› Poikkeamien ja virheiden osuus yhteensä 13,0 %.

› Korjauksen aiheuttavien virheiden osuus yhteensä 3,8 % (tavoitteen

mukainen alle 5 %).

• Kehittämistavoite: Tarvitaan tietoa koko metsävaratiedon laadusta

mukaanlukien laserinventointi, maastoarviointi (mm. taimikot) sekä eri

tietolähteillä päivitetty tieto.

› Toimenpidekuviotason laatukontrolli tiimitasolle. Tarkistetaan eri tyyppisiä

metsiköitä ja tietolähteiden kuvioita (myös päivitetty tieto).

› Mahdollisesti Trestima mittausvälineeksi.

› Tilastollinen vertailu eri puustotunnuksille (keskivirhe, harha, osumatarkkuus).

› Lisäksi toimenpiteiden ja kasvupaikkatiedon osumatarkkuus sekä kuvioinnin

onnistuminen.

› Järjestelmäkehitys laatutiedon hallintaan.

• Pystytään seuraamaan eri metsikkötunnusten ja tietolähteiden

luotettavuutta, raportoimaan ulospäin metsävaratiedon laadusta sekä

löytämään paremmin ongelmakohdat oman prosessin kehittämiseksi.

1. Jatkuva ajantasaistus

› Metsäkeskukselle saapuvat ilmoitukset ja hakemukset (metsänkäyttöilmoitukset ja Kemera-tiedot).

› Metsään.fi-palvelun kautta saapuvat metsävaratiedon päivityspyynnöt .

› Toimijoiden ja metsänomistajien vapaaehtoiset ilmoitukset.

2. Kiinteistörajamuutosten perusteella tehtävä ajantasaistus

3. Metsäsuunnittelutietojen perusteella tehtävä ajantasaistus

› Luetaan osaksi metsävaratietoa, jos metsänomistaja ja tiedon tuottaja niin haluavat (ennen julkaisua vastaanottotarkistus).

4. Ympäristötuki- ja luonnonsuojeluaineistojen perusteella tehtävä ajantasaistus

Lisäksi vuotuinen kasvunlaskenta koko kuvioaineistolle.

Ks. lisätietoja metsävaratiedon laatuseloste

Metsävaratiedon ajantasaistus

• Metsäkeskus keskittyy 2016-18 kärkihankkeessa kehittämiseen, jolla on

metsävaratiedon laadun ja käyttötarpeiden kannalta eniten potentiaalia

operatiivisessa metsätaloudessa.

• Tiedonkeruun kehittämiskohteina ovat monikanavakeilaus, tiheäpulssilaser

ja runkolukusarjat. Tutkimusosapuoli Itä-Suomen yliopisto.

› Laserkeilauksen teknologiakehityksen hyödyntäminen

› Tarkemmat puulaji- ja puutavaralajitiedot

› Tavoite 2020-luvulle: metsävaratiedon tarkkuus mahdollistaa paremmin sähköisen

puukaupan.

• Metsäkeskuksella liittymiä myös muissa kärkihankeprojekteissa: olosuhdetiedot

(korjuu- ja kulkukelpoisuus), puuston laatutiedot, moto-tieto puustotulkinnassa,

taimikoiden inventointi, satelliittikuvien muutostulkinta (esim. Sentinel 2).

Metsävaratiedon keruun kehittäminen

Monikanavakeilaus

• Optech Titan -monikanavakeilaimen käyttämät aallonpituusalueet

pystypalkkeina vasemmalla ja oikealla intensiteettikuva kolmella

aallonpituusalueella. Voidaan kerätä myös aaltomuotoaineistoa.

• Tavoitteena erityisesti paremmat puulajiennusteet.

Kuvat: Itä-Suomen yliopisto

Tiheäpulssilaser • Teknologiakehityksen myötä

pystytään keräämään entistä

tiheämpipulssista dataa ilman

pulssin laadun heikentymistä

tai kustannusten merkittävää

kasvua (lentokorkeus).

• Testataan ns. rajapuu-

menetelmää (yhdistää

yksinpuittaisen tarkastelun ja

aluepohjaisen tulkinnan).

Vertaillaan nykyiseen

aluepohjaiseen menetelmään ja

varsinaiseen yksinpuintulkintaan.

• Tavoitteena tarkemmat

puustotunnukset.

Packalen, P., Strunk, J., Pitkänen, J., Temesgen, H. and Maltamo, M. 2015.

Edge-tree Correction for Predicting Forest Inventory Attributes Using Area-based

Approach With Airborne Laser Scanning. IEEE J-STARS 8(3): 1274-1280.

Runkolukusarjat • Toteutetaan laajempi

läpimittajakaumatesti, jossa

vertaillaan erilaisia menetelmiä

puujoukon muodostamiseksi ja

arvioidaan niiden toimivuutta ja

tarkkuutta käytännössä.

• Tavoitteena mm. paremmat

puutavaralajiennusteet.

• Lisäksi kehitystyössä

määritellään, miten

runkolukusarjoja voidaan

käsitellä Metsäkeskuksen

tietojärjestelmässä (tietokanta

ja laskenta).

Kuva: Itä-Suomen yliopisto

Leimikon rajaus moto-tiedosta.

Pilottiosapuoli ja kuva Metsäteho Oy.

Metsävaratiedon ylläpidon kehittäminen • Metsänkäyttöilmoitus (MKI) ei ole kovin hyvä tietolähde

päivitykseen. Kolme vuotta voimassa oleva aie, joka yleensä

toteutetaan, mutta ei aina. Lisäksi MKI-rajausten laadussa on

vaihtelua (osa ei kohdennu riittävän hyvin metsävaratietoon ja

vaatii manuaalista tarkastelua).

• Metsäkeskus kehittää kärkihankkeessa metsävaratiedon

päivitystä hakkuukone- ja omavalvontatiedoilla.

• Moto-tietona esim. hakkuutapa, ajankohta ja leimikon rajaus.

Jatkossa ehkä puustotietoa (kertymä/jäävä puusto).

• Metsänhoitotöiden osalta kehitetään yhteistyössä

omavalvontaa ja siihen liittyvää tiedon standardointia.

• Lisäksi MMM-työryhmässä on laajalla kokoonpanolla mietitty

toteutustietojen hyödyntämisen pelisääntöjä ja tavoitetilaa.

Kiitos! • ASIAKKAAT – HENKILÖSTÖ – KUMPPANIT – YHTEISKUNTA

Juho Heikkilä, metsätiedon johtava asiantuntija

metsätieto- ja tarkastuspalvelut