Koeala Lapinkangas3, LK3, Marv1/2009/4

Takaisin

Koealan koko: 100 x 30 m
Origo (KKJ): 2516596.00, 6856480.00
Kierto: +14 astetta

Puusto vanhaa männikköä VT-hiekkakankaalla. Koealan itäreunassa puusto vaihettuu kuusivaltaiseksi. Rinnankorkeusikä satunnaisesti valituista puista 69, 84, 74, 122, 108 ja 103 v. Puusto siis todennäköisesti luontaisesti syntynyt ja iältään n. 100 vuotta. Alue ollut useana vuonna metsäekologian kenttäkurssin opetuskohteena, mistä aiheutunut kunttakerroksen rikkoutuminen lienee osasyynä tiheän kuusialikasvoksen syntymiseen. Koealalla on erittäin runsaasti pieniä, alle 1m kuusia.

2009 Puuston kartoitus ja mittaukset

Kartoitus

Vallitsevan latvuskerroksen puut (N=181) koealalta sekä 5 m puskurista kartoitettu fotogrammetrisesti (Ilkka Korpela) Marv1-kurssin koealojen kartoituksen yhteydessä kesäkuussa 2009. Latvat ilmakuvalla. Puukartta (Pdf). Maastomittauksin todennettiin fotogrammetrisen puiden paikannuksen keskimääräiseksi tarkkuudeksi tällaisessa järeässä puustossa 35 cm.

Omissiopuut ja alikasvospuut koealan sisäpuolelta (h>30cm, N=3311) kartoitettu maastotyönä vaijerin ja suorakulman avulla (Pauliina Kulha ja Aarne Hovi). Alikasvoskartta (Pdf). Menetelmässä viritetään vaijeri (=vektori) kahden puun väliin. Vaijerin päät saadaan paikannettua tasoituslaskennan avulla 15 cm keskimääräisellä tarkkuudella KKJ-koordinaatistoon käyttämällä kiintopisteinä fotogrammetrisesti kartoitettuja puita. Z-koordinaatit (korkeus merenpinnasta) lasketaan LiDAR-maastomallista, kun tunnetaan kunkin pään korkeus maanpinnasta. Vaijeriin on kiinnitetty mittanauha, ja suorakulmaa käyttäen mitataan kullekin puulle kuljettu matka vektorin alkupisteestä sekä puun etäisyys vektorilta. Kartoituksessa edetään kaistoittain. Vaijeri viritetään kaistan (lev. 6-8 m) keskelle. Menetelmän tarkkuutta testattiin jatkuvasti kartoittamalla sillä myös jo fotogrammetrisesti kartoitettuja puita. Lopuksi tehtiin lisäksi tarkistusmittaus, jossa mitattiin menetelmällä kartoitettujen puiden välisiä etäisyyksiä maastossa kaistojen sisällä sekä kaistojen välillä. Kartta (Pdf). Tarkistusmittaukset osoittivat, että menetelmällä päästiin puiden paikannuksessa n. 15 cm keskimääräiseen tarkkuuteen.

Puustomittaukset

Maastotyöt tehty 28.7.-14.8.2009. Pauliina Kulha ja Aarne Hovi. Mittausselostus (Word).

Mittaukset Fotopuista koealalta sekä 5 m puskurista (N=181):
- puidenluku (Fotopuuluokka, jakso, puulaji, puuluokka ja d13) 28.7.2009
- h ja hc (Vertex) 28.-29.7.2009
- viiden vuoden sädekasvu (kasvukaudet 2004-2008) kairaamalla havupuista (N=176) 29.7.2009
- mittaustiedot (XLS)(ASCII)

Alikasvoksen/omissiopuiden (N=3311) mittaus ja kartoitus koealan sisältä (30.7.-14.8.2009):
- kaikki ilmakuvalla näkymättömät puut (h>30 cm) kartoitettiin ja mitattiin
- h kaikista puista (h<5m: latta, h>5m: Vertex)
- d13 joka 3. kaistalta puista, joiden d13>50mm sekä muiltakin kaistoilta, jos puu kuului selvästi vallitsevaan latvuskerrokseen
- koealan keskiosassa erittäin runsaasti pieniä männyntaimia, rajattiin alue jolla pituusraja nostettiin 50 cm:iin. Kartta (Pdf)

Alikasvosmittausten tiedot yhtenä tiedostona (XLS)

Tasoituslaskennassa käytetyt tiedostot:

Suuntimat (ASCII)
Tasoituslaskennan parametrit (ASCII)
Tasoituslaskennan tulokset (ASCII)

Myöhemmin voidaan vektoreiden alkupäiden paikannustarkkuutta parantaa ylimääräisillä etäisyyshavainnoilla, joita saadaan vaijerin ja suorakulman avulla kartoitetuista ilmakuvapuista:

Ylimääräiset etäisyyshavainnot (ASCII) / (XLS)

Maastolomakkeet:

Kaikki maastohavainnot (XLS)
Vektoreiden alku- ja loppupisteiden paikannus (ASCII)
Vaijerin ja suorakulman avulla kartoitettu alikasvos (ASCII)
Vaijerin ja suorakulman avulla paikannetut ilmakuvapuut (ASCII)

Tarkistusmittaukset:

Tarkistusdata: suunta- ja etäisyyshavainnot (ASCII)
Tarkistusdata: puiden väliset etäisyydet (ASCII)

Puustotiedot 2009 (ilmakuvapuut + alikasvos) yhtenä tiedostona (ASCII)
-ilmakuvapuut paikannettu Kuvamitt-ohjelmalla uudestaan keväällä 2010 tarkkuuden parantamiseksi
-alikasvospuiden paikannus tehty käyttäen uudelleenmitattuja ilmakuvapuita kiintopisteinä, paikannustarkkuutta parannettu ottamalla lisäetäisyyshavaintoja vaijerin alkupäille suorakulmalla paikannetuista ilmakuvapuista sekä poistamalla yksittäisiä virheellisiltä vaikuttavia kiintopistehavaintoja
-alikasvospuiden koealan sisäinen paikannustarkkuus 0.07 m todettu mittaamalla puiden välisiä etäisyyksiä maastossa
-ulkoinen tarkkuus <0.15  m todettu laserdatan avulla käyttämällä puiden latvuksia 3D-signaaleina

2011 Valokuvaus

Ilkka Korpela (HY), Lauri Korhonen (ISY).

Ti 7.6. - Pe 10.6. Koealalle perustettiin takymetrin avulla kuvanottopisteiden verkko. Osa pisteistä sijoitettiin paikkaan, johon tiedettiin osuneen
latvuston lävistänyt pulssi, kun taas osa pisteistä oli tarkoitettu latvusten kuvaamista varten. Latvustoon heitettiin virvelillä naruja, joihin puolestaan
kiinnitettiin läpimitaltaan 150 mm:n styroxpalloja, 3 + 3 + 2 + 2 + 2, yht. 12 kpl. Ne paikannettiin käyttäen takymetriä teodoliittina. Takymetripisteiden
tarkkuus oli parempi kuin 1 cm, yleensä alle 5 mm X ja Y-koordinateille ja alle 3 mm Z-koordinaatille. Pallojen koordinaattien tarkkuus oli 4 cm.
Kuvaus tehtiin perjantaina 10.6. sään ollessa pilvetön koko päivän. Neljä takymetripistettä paikannettiin KKJ-järjestelmään ottamalla bussolisuuntia ja
etäisyyksiä lähipuihin (n = 13-17). Järjestelmien välille laskettiin siirto ja kierto xy-tasossa ja jäännösvirheiden (8 kpl) RMSE (df = 5) oli 7 cm.

Kuvat otettiin monopodilla, h = 1.53 m. Jos kamerakoordinaatisto on oikeakätinen, kuvaa x-akseli sarakejärjestystä. y-akseli on yhdensuuntainen
rivien kanssa, joskin vastakkaismerkkinen. Tällöin kamerakoordinaatiston z-akseli osoittaa kuvatasosta linssin optisen akselin suuntaan. Kun monopodin
päässä olevaan kameraa kierrettiin pystysuunnassa (kuvaus ylöspäin), kiertyi projektiokeskus tämän liikkeen mukana alaspäin ja poispäin kohteesta.
Liikeradan säde oli noin 7 cm. Tällöin esim. pystysuoraan kuvattaessa, oli projektiokeskus 7 cm etelään kuvanottopisteen XY-sijainnista ja noin
1.47 m korkeudella. Kamerassa ei ole ulkoisia merkkejä kuvatason sijainnista, ja sijaintiin jää näin väistämättä n. 1 cm epävarmuus.

Kaikki pystykuvat otettiin siten, että kamerakoordinaatiston z-akseli osoitti ensin pohjoiseen, ja y-akseli itään, jonka jälkeen kamera kierrettiin
y-akselin ympäri siten, että kamera oli pystysuorassa. Tällöin x-akseli osoittiin etelään ja z-akseli (linssi) suoraan ylös. Kuvat eivät ole täydellisiä
pystykuvia, sillä vaaituskupla oli monopodin jalassa ja kamera oli silmävaraisesti orientoitu monopodin suuntaiseksi.

Muut kuvat otettiin siten, että kameraa kierrettiin ensin xy-tasossa (atsimuutti) kohti kohdelatvusta, jonka jälkeen korjattiin pystykulmaa (zeniittikulma).
Molemmat arvioitiin ja kirjattiin ylös lähtölikiarvojen laskentaa varten.

Kuvausjaksot 08:45-09:38, 11:57-13:13, 18:18-19:09 ja ##:##-##:##.

Suuntimat ja etäisyydet neljältä takymetripisteeltä, (ASCII).
Indeksikuvat (linkki)
Teodoliitti Excel-laskentapohja (XLS) (korjattu 28.10.2011, AH)
Takymetrihavainnot sekä koordinaatiston muunnos KKJ2 ja takymetrikoordinaatiston välillä (XLS)
Kuvauspaalujen korkeudet maanpinnasta (TXT)

Kamera Canon Powershot G6 (kalibrointi, kts. RSE Korpela I. 2008)

Kuvien orientointi (tehty 30.8.-28.10.2011, Aarne Hovi):

Kamera kalibroitu uudelleen iWitness-ohjelmalla, kalibrointiraportti (TXT).

Orientointi tehtiin kahdessa vaiheessa: 1) Liitospisteiden mittaus ja karkea orientointi iWitness -ohjelmalla. Kuvat jaettiin blokkeihin (15 kpl) kuvausajankohdan ja kuvaussuunnan mukaan. iWitnesissä tehtiin ensin blokin kuvien keskinäinen orientointi, minkä jälkeen tuotiin blokki KKJ-koordinaatistoon (kierto, siirto ja skaalaus) tunnettujen kameran paikkojen avulla. Kameran paikkoihin laskettiin korjaus kameran kallistuksen mukaan. Liitospisteiden RMS iWitnesissä oli n. 0.5-2.0 pikseliä. Liitospisteiden ratkaisuissa oli orientoinnin jälkeen harhaa max 10 cm. 2) Kolmionti Ilkan omalla ohjelmalla. Kolmionti tehtiin blokkitasoituksena, kaikki kuvablokit yhdessä. Kameran orientointiparametrien lähtölikiarvoina käytettiin iWitness -ohjelmalla saatuja ratkaisuja (omega, phi, kappa) ja takymetrilla mitattuja koordinaatteja (XYZ). Lisäksi käytettiin tukipisteinä latvuksissa olleita palloja, sekä etsittiin yhteisiä liitospisteitä blokkien välillä (104 pisteparia) joiden ratkaisut pakotettiin samoiksi. Kameran orientointiparametreille, kuvahaviannoille ja maastotukipisteille annettiin painot oletetun tarkkuuden mukaan. Liitospisteiden RMS oli 3.46 um (~ 1.5 pix).

KUVAMITT tiedostot linssivirheestä korjatuille kuville (ZIP).Yhteensä 284 orientoitua kuvaa. csv -tiedosto hdr:ien tekoon (CSV)
Kameran paikkojen lähtölikiarvojen laskenta iWitness -orientointia varten (XLS).
Input -tiedostot kolmiontia varten: a) task (TXT), b) kuvahavainnot (m), linssivirheet korjattu (TXT), c) gcp + liitospisteet (TXT), d) kameran lähtölikiarvot (TXT), e) Z-pakotteet yhteisille pisteille (TXT), f) XY-pakotteet yhteisille pisteille (TXT).
Kolmioinnin ratkaisu, kameroiden orientointiparametrit ja liitospisteiden koordinaatit (TXT).
Kolmiointi-ohjelma VB6.0 (zip).



Puulaji / Species 2009

1 = Mänty, Scots Pine, Pinus sylvestris
2 = Kuusi, Norway Spruce, Picea abies
3 = Rauduskoivu, Silver Birch, Betula pendula
4 = Hieskoivu, Downy Birch, Betula pubescens
5 = Haapa, Aspen, Populus tremula
6 = Harmaaleppä, Grey Alder, Alnus incana
7 = Tervaleppä, Common Alder, Alnus glutinosa
8 = Tuomi, European Bird Cherry, Prunus padus
9 = Lehtikuusi, Larch, Larix sp.
13 = Raita, Goat Willow, Salix caprea
16 = Pihjaja, Rowan, Sorbus aucuparia
20 = Muu lehtipuu (selitys huomautuksissa), other broadleaved (species mentioned in notes)
21 = Muu havupuu (selitys huomautuksissa), other coniferous (species mentioned in notes)

LU 2009

11 = Elävä, normaali latvus             (living, normal crown)
12 = Elävä, latva vahingoittunut tai latvus merkittävästi epäsymmetrinen            (living, crown defected / notably asymmetric)
           - esim. latva katkennut / toispuoleinen / piiskautunut / 2-haarainen / latvus supistunut        
13 = Elävä, kituva            (living, 'about-to-die')
14 = Elävä, vinossa, >1m        (living, badly oblique, >1m)
21 = Kuollut, pystyssä        (dead, standing)
22 = Kuollut, pystyssä, runko katkennut eli pökkelö            (dead, trunk cut)
23 = Kuollut, maassa            (dead, trunk on forest floor / fallen)
31 = Kanto, sahattu             (stump, tree felled)
32 = Myrskynkaato            (wind blow, alive  or dead, c.f. 23)
41 = Hävinnyt            (vanished, tree could not be found again)

Jakso / Storey 2009

1 = ylempi / upper
2 = alempi / lower

FotopuuL / Photo-tree class 2009

0 = koealan ulkop. / outside the plot
1 = koealan sisäp. / inside the plot
2 = komissiopuu / commission tree
3 = omissiopuu / omission tree