Ilma-LiDAR (ALS), ilmalaserkeilaus


Hyytiälästä on maailmanmittakaavassa harvinaisen kattava ja pitkäkestoinen LiDAR aikasarja vv. 2004-2016, ja kesällä 2018 ollaan keilaamassa alue uudelleen.

Yksityiskohtainen kuvaus aineistoista on tässä pdf-tiedostossa. Täällä on myös kuvaus (html). Aineisto on monimuotoista, koska laitteet ja ohjelmistot ovat kehittyneet merkittävästi sitten 2004.

Aivan kaikki mahdollisia laserkeilauksia ei käytetty FOR254 kurssilla (kts. Taulukko), vaan aineistoja rajattiin mm. lentokorkeuden suhteen. Aaltomuoto-aineistoja ei sovellettu lainkaan, eikä intensiteettejä käytetty usein, koska mukana on Leican ALS50/60 sensoreilla kerättyä aineistoa, jonka käsittelyssä tarvitaan automaattisen voimakkuuden säädön kompensointia (AGC, pdf).

Data on käytännössä pisteitä (kaikuja), joita saattoi tulla 2, 4 tai jopa 10 kutakin lähetettyä pulssia kohti. Jos paluukaikuja on yksi, sitä kutsutaan AINOAKSI (single), ENSIMMÄISEKSI (first) ja VIIMEISEKSI (last). Jos kaikuja on kaksi, ovat ENSIMMÄINEN (first) ja VIIMEINEN (last). Jos kaikuja on enemmän, on kaikujen joukossa VÄLIKAIKUJA (intermediate).

 

Figure 1. Kesän 2015 Riegl (1550 nm keilain) aineistoa - väritys intensiteetin mukaan.

Figure 2. Aaltomuotoaineistosta erottuu paluukaiun voimakkuus yleensä yhden nanosekunnin (15 cm) välein. Yksi kuva pulsseista on tuottanut kaksi kaikua. Toisen räystäästä, toisen maasta.

LiDAR aineistojen yhtäläisiä perusominaisuuksia ovat

·        Tiilitys 1 hehtaarin paloihin KKJ-2 hilassa. Tiedostot ovat muotoa ###_###.bin, missä luvut viittaavat koordinaatteihin suhteessa origoon, joka on 251000E, 6850000N. Esim. 050_061 vastaa hehtaaria, 2515000..2515100E ja 6860100..6860200N.

·        Koordinaatisto on KKJ2 ja Z:t ovat N60 arvoja.

·        Data on pulssikohtaista. Pulssitietueessa esitetään laserin sijainti, keilaimen parametreja ja kaikki kaiut, jotka pulssista saatiin. Jos kyse on aaltomuotokeilauksista, on pulssiin liittyvä aaltomuoto osoitettu tiedosto-osoittimella. Aaltomuodot on tallennettu *.wf.bin tiedostoihin, hehtaarikohtaisesti. Formaatit vaihtuvat sensorista toiseen.

·        Formaatit on kuvattu täällä (pdf). Toimitettu data on myös yleisessä LAS formaatissa koskien useimpia keilauksia, mutta monasti näitä tiedostoja on jouduttu yhdistelemään, jotta on saatu tarvittavat tiedot tallennettua (LAS ei tue kaikkea, mitä tutkija haluaa) mm. keilaimen lentorata on tallainen tieto, eli jokaisen pulssin osalta tiedetään sensorin paikka lähetyshetkellä, jolloin voidaan laskea pulssin 3D-reitti kohdetilassa.

·        Aineisto on tallennettu kampanjoittain. Esim. ALS2004, 2006, .. 2016 ovat kaikki omissa hakemistoissaan ja hehtaaritiedostoissa.  

 

·        Aineistossa on paljon poikkeuksia, useita lentokorkeuksia, toistoja eri parametrein jne.

Erityisen mielenkiintoisia keilauksia ovat vuosien 2011, 2013 ja 2015 Riegl LMS-Q680i kampanjat, joissa käytettiin samaa sensoria ja lennetteiin samat lentolinjat. 2011 aineisto on lehdettömältä ajalta.

Table 1. LiDAR campaigns. The LiDAR data by NLS needs to be downloaded from their repository (free).

Year/set

Date

System

Sensor

Notes

Heights, km

Density

 

 

Coverage

2004

Aug, 5

DR

ALTM2033

One of first forest campaigns in Finland, DEM

0.9

1

 

 

Hyytiälä

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2006-Hyytiälä

July 25

DR

ALTM3100

High-density for single-tree remote sensing

0.8

6

 

 

Hyytiälä

2006-Lakkasuo

July 25

DR

ALTM3100

Lakkasuo area, DEM

0.5, 1.2

2

 

 

Lakkasuo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2007

July 4

DR

ALS50-II

High-density, for single-tree remote sensing

0.8

6

 

 

Hyytiälä

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2008-1km

Aug 23

DR

ALS50-II

Large FOV, during the ADS40 campaign

1

3

 

 

Hyytiälä, Lakkasuo

2008-2km

Aug 23

DR

ALS50-II

2km is the source data of DEM estim.

2

2

 

 

 

2008-3km

Aug 23

DR

ALS50-II

 

3

0.5

 

 

 

2008-4km

Aug 23

DR

ALS50-II

 

4

0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2010-1km

July 19

DR+WF

ALS60+WDM65

First WF data, Leica test sensor

1

10/5 (all/WF)

 

 

Hyytiälä

2010-2km

July 19

DR+WF

ALS60+WDM65

1 and 2 ns sampling repeated strips, DEM

2

6/3 (all/WF)

 

 

Hyytiälä

2010-3km

July 19

DR+WF

ALS60+WDM65

1 and 2 ns sampling repeated strips

3

2/1 (all/WF)

 

 

Hyytiälä

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2011a-1km-Hyytiälä

Aug 2

DR+WF

ALS60+WDM65

 

0.8

11

 

 

Hyytiälä

2011a-1km-Susimäki

Aug 2

DR+WF

ALS60+WDM65

 

0.8

?

 

 

Susimäki old growth

2011a-1km-Lakkasuo

Aug 2

DR+WF

ALS60+WDM65

 

0.9

?

 

 

Lakkasuo

2011a-2km-Hyytiälä

Aug 2

DR+WF

ALS60+WDM65

 

2

2

 

 

Hyytiälä

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2011b

Nov 15

WF (DR)

LMS-Q680i

First leaf-off, in November, same sensor and

Geometry as in 2013 and 2015!

1

19

 

 

Hyytiälä

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2012-05km

July5/6

DR+WF

ALS60+WDM65

Fixed SNR for flat targets

0.5

11/5 (all/WF)

 

 

Hyytiälä

2012-1km

July5/6

DR+WF

ALS60+WDM65

Multi-footprint data set

1

5

 

 

 

2012-2km

July5/6

DR+WF

ALS60+WDM65

 

2

3

 

 

 

2012-3km

July5/6

DR+WF

ALS60+WDM65

 

2.75

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2013a

May 28

WF (DR)

LMS-Q680i

Leaf-on, early summer, see 2011b

1

20

 

 

Hyytiälä + Siikaneva

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2013b-07km

2013b-07km-AGCoff

2013b-08km-AGCoff

2013b-09km-AGCoff

2013b-2km

June 15/16

June 15/16

June 15/16

June 15/16

June 15/16

DR+WF

DR+WF

DR+WF

DR+WF

DR+WF

ALS60+WDM50

ALS60+WDM50

ALS60+WDM50

ALS60+WDM50

ALS60+WDM50

AGC on

AGC off, 3 strips

AGC off, 3 strips

AGC off, 3 strips

AGC on

0.7

0.7

0.8

0.9

2

10

5

5

5

5

 

 

Hyytiälä

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2013c

??

DR

??

The national campaign by NLS (acquire!)

?

1

 

 

All areas

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2015

Aug 18

WF (DR)

LMS-Q680i

Echo detection thresholds low, see 2011b.

1

20

 

 

Hyytiälä

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2016

June 14

DR

Optech Titan

Three-band sensor

1

10

 

 

Hyytiälä, Lakkasuo