Drone on moderni metsäammattilaisen työväline

Dronet ovat yleistyneet myös metsäalan työvälineeksi. Lintuperspektiivistä saatava tarkka paikkatieto tuo etua moneen työtehtävään ja avaa uusia mahdollisuuksia. Dronella voidaan tehostaa metsien inventointia, toimenpiteiden suunnittelua sekä toimenpiteiden toteuttamista. Dronen tehokas käyttö vaatii osaamista ja käyttötarkoitukseen sopivaa laitteistoa sekä tehokkaita sovelluksia. Tapio ja Hämeen ammattikorkeakoulu (HAMK) selvittävät, miten dronella kuvattua ja tuotettua aineistoa voitaisiin hyödyntää entistä paremmin metsäalan käytännön toimenpiteissä ja erityisesti metsäsuunnittelun tarpeissa. 

Dronella eli miehittämättömällä ilma-aluksella on mahdollista kuvata metsiä hyvin tarkasti, jopa senttimetritarkkuudella. Dronekuvauksessa voidaan tuottaa käsittelyohjelmiston avulla koko alueen kattava kuva yhdistämällä useita, osittain päällekkäisiä ilmakuvia. Lopputuloksena syntyy ortomosaiikki eli karttaprojektioon oikaistu ilmakuva.

Kuvien käsittelyn yhteydessä voidaan tuottaa myös erilaisia maanpinnan ja kasvillisuuden korkeusvaihteluja kuvaavia pintamalleja. Pintamalleja ovat esimerkiksi maanpinnan maastomallit (DTM), korkeimpien kohteiden avulla määritetyt pintamallit (DSM) sekä puuston korkeutta kuvaavat pintamallit (CHM).

Dronen käyttö on osalle metsäammattilaisista jo arkipäivää

Dronea hyödynnetään nykyään jo monissa metsäalan työtehtävissä, kuten metsäsuunnittelussa, metsän lannoituksessa, metsäpalojen valvonnassa sekä metsätuhojen seurannassa. Droneja hyödynnetään myös esimerkiksi metsäalan lainvalvonnassa. Dronen operointi on monelle metsäammattilaisella tuttua, mutta aineiston käsittely eri tarkoituksiin vaatii käyttäjältä syvempää perehtymistä.

Dronella tuotetun aineiston nopea ja sujuva jatkojalostus sekä valmiin ortomosaiikin käyttöönotto metsätietojärjestelmissä auttaa metsäalan toimijoita tehostamaan muun muassa nykyistä suunnittelutyötä. Dronen avulla voidaan erottaa hyvin pieniä yksityiskohtia metsäkuviolla ja aineiston avulla saadaan mittatarkka kuvaus metsän tilanteesta. Mikäli alue on mahdollista kuvata kahteen kertaan eri ajankohdilla, voidaan tutkia esimerkiksi tehtyjen metsänhoitotoimenpiteiden vaikutuksia puuston kasvuun.

Dronella tuotetun ilmakuvan käyttö metsätietojärjestelmissä

Perinteisesti metsätietojärjestelmien kartta-aineistona on käytetty lentokoneella tuotetuista ilmakuvista muodostettuja ortoilmakuvia sekä satelliitista saatuja kuvia.

Metsätietojärjestelmien karttakomponentit hyödyntävät pääosin Open Geospatial Consortium (OGC) -standardin mukaisia rajapintoja, joiden avulla voidaan näyttää käyttäjälle erilaisia rasteri- tai vektorimuotoisia aineistoja. OGC-standardin mukaiset WMS- ja WMTS-rajapinnat soveltuvat myös dronella tuotetun ortoilmakuvan julkaisemiseen.

Dronella tuotetun aineiston hyödyt

Dronella tuotettu aineisto soveltuu erityisen hyvin pienten alueiden tarkasteluun tilanteissa, joissa tarvitaan tarkkaa ja mahdollisimman ajantasaista tietoa. Droneaineiston avulla voidaan tehostaa erilaisia metsäsuunnittelun työtehtäviä.

Metsäsuunnittelun yhteydessä voidaan tarkan droneaineiston avulla esimerkiksi kuvioida suunniteltava kohde entistä tarkemmin tai todeta vaikkapa taimikonhoidon tarve. Droneaineiston avulla voidaan myös tukea puustotunnusten mittausta määrittämällä yksittäisten puiden sijainti, puulaji, korkeus sekä latvuston leveys. Näitä tietoja hyödyntämällä voidaan estimoida puiden läpimittaa rinnankorkeudelta sekä määrittää lopulta puun tilavuus. Perinteisten puustotunnusten lisäksi dronen avulla voidaan kartoittaa myös metsän monimuotoisuuteen liittyviä tunnuksia kuten maalahopuun määrää. Dronen avulla voidaan myös tuottaa maanpintaa tai kasvillisuutta kuvaavia pintamalleja.

Drone toimii alustana erilaisille sensoreille perinteisen RGB-kameran lisäksi. Droneen voidaan kytkeä esimerkiksi multispektrikameroita sekä aktiivisen kaukokartoituksen laserkeilaimia. Näitä hyödyntämällä on mahdollista saada tarkempaa tietoa puulajeista tai tuottaa entistäkin tarkempia 3D-pistepilviä kuvatusta alueesta.

Kaukokartoitus kehittyy jatkuvasti ja samalla sen kautta saatava paikkatietoaineisto tarkentuu. Metsistä saadaan kaukokartoituksen avulla yhä tarkempaa tietoa ja samalla perinteisen maastomittauksen määrä hiljattain vähenee. Maastomittausta ei voida kokonaan korvata, mutta sitä voidaan kohdentaa tarkemmin niihin osiin, missä kaukokartoitus on tällä hetkellä osittain epätarkkaa.

Dronen käytön mahdollisuuksia metsäalalla kootaan yhteen

Tapion ja Hämeen ammattikorkeakoulun (HAMK) toteuttamassa hankkeessa selvitetään, miten dronella kuvattua ja tuotettua aineistoa voitaisiin hyödyntää entistä paremmin metsäalan käytännön toimenpiteiden yhteydessä ja erityisesti metsäsuunnittelun tarpeissa. Samalla testataan, miten tarkka dronella tuotettu ilmakuva voidaan sujuvasti viedä metsätietojärjestelmään. Lisäksi arvioidaan, minkälainen dronelaitteisto ja kuvausmenettely riittää yleisimpiin metsäalan käyttötarpeisiin. Vuonna 2023 toteutettavan hankkeen rahoittaa Kollin säätiö.

Opiskelijaprojekteista uutta tietoa

Aineistoa kerätään Hämeen ammattikorkeakoulun metsätalouden opiskelijoiden opiskelijaprojektin avulla osana Paikkatiedon tuottaminen ja hallinta -opintokokonaisuutta. Opiskelijoiden projektityöt keskittyvät erilaisten dronelaitteistojen tuottamien aineistojen vertailuun, dronejen erilaisiin lento- ja kuvausasetuksiin, dronella tuotetun aineiston sijaintitarkkuuteen sekä kuva-aineiston prosessoinnissa käytettyjen ohjelmistojen vertailuun.

Lue lisää HAMK:n opiskelijoiden projektitöistä (pdf)

Esa Lientola
lehtori, Senior Lecturer, HAMK-Hämeen ammattikorkeakoulu

Kalle Nisula
metsätietoasiantuntija, Tapio