Vierasblogi: Droonien keräämä data auttaa metsien kirjanpainatuhojen varhaisessa havaitsemisessa

Paikkatietokeskuksen kaukokartoituksen ja fotogrammetrian osastolla on tutkittu viime vuosina droonien kykyä erottaa kaarnakuoriaisten aiheuttamia metsätuhoja. Tuhohyönteiset aiheuttavat metsätaloudelle merkittäviä taloudellisia tappioita.

Hyönteistuhot ovat lisääntyneet viime aikoina myös Suomessa ilmastonmuutoksen vaikutuksesta. Erityisesti kaarnakuoriaisiin kuuluva, kuusia tappava kirjanpainaja (Ips typographus L.) on runsastunut lämpimien ja niukkasateisten kesien sekä myrskytuhojen seurauksena. Tutkimuksesta tehdyt julkaisut sisältyvät myös Roope Näsin väitöskirjaan, joka valmistui joulukuussa 2021. Tutkimuksissa todettiin, että droonien ja spektrisensorien keräämästä datasta voidaan maastohavaintojen perusteella kouluttaa koneoppimismalleja, jotka tunnistavat kirjanpainajan tappamia tai vahingoittamia yksittäisiä puita.

Metsänhoidollisten toimenpiteiden toteuttamisen kannalta olisi etu, jos kirjanpainajan kolonisoimat puut ja alkavat metsätuhot havaittaisiin mahdollisimman aikaisessa vaiheessa. SPRUCERISK-hankkeessa eräänä tärkeänä tavoitteena onkin tutkia, miten aikaisin ja millaisilla sensoreilla tämä olisi optimaalisinta toteuttaa. Hankkeessa selvitetään myös ESA:n avoimien Sentinel-2 satelliittikuva-aineistojen suorituskykyä kirjanpainajatuhojen monitoroinnissa ja tunnistamisessa Suomen olosuhteissa. Sentinel-2 kuvien pikselikoko on parhaimmillaankin 10m*10m:n luokkaa, jolloin yksittäisten puiden tunnistaminen ei ole mahdollista. Pienehköt läheisten kuusien muodostamat tuholaikut jo havaitaan. Hankkeessa onkin kehitetty menetelmiä, joissa tarkan drooniaineiston perusteella on luotu terveyskartat kaikista havaituista tutkimusalueen puista ja muodostettu näistä opetusaineistoa satelliittipikseleille. Näin saatiin riittävästi opetusaineistoa koneoppimismalleille, joiden avulla useiden kymmeninen neliökilometrien kokoisista tutkimusalueen metsistä saatiin tuotettua metsän terveyttä kuvaava kartta, joka näkyy alla olevassa kuvassa. Madeleine Östersund valmistelee aiheesta parhaillaan diplomityötänsä.

Alla olevalla videolla Maanmittauslaitoksen vanhempi tutkija Roope Näsi puhuu Aalto-yliopistolle tekemästään väitöskirjatyöstä hyönteistuhojen parissa, varsinkin droonien käytöstä tuhojen kartoitukseen työssään Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksessa. (Video: Annukka Pekkarinen.)

Teksti: vanhempi tutkija Roope Näsi ja projektikoordinaattori Annukka Pekkarinen, Maanmittauslaitos

SPRUCERISK-hanke on osa maa- ja metsätalousministeriön keväällä 2020 käynnistämää maankäyttösektorin Hiilestä kiinni -ilmastotoimenpidekokonaisuutta. Toimenpiteillä pyritään vähentämään maa- ja metsätalouden ja muun maankäytön kasvihuonekaasupäästöjä ja vahvistamaan hiilinieluja ja varastoja. Lisää toimenpidekokonaisuudesta täällä.