Digitoitujen väri-infrailmakuvien numeerinen monikuvatulkinta metsäninventoinnissa

The use of remote sensing imagery as auxiliary data in forest inventory is based on the correlation between features extracted from the images and the ground truth. The bidirectional reflectance and radial displacement cause variation in image features located in different segments of the image but forest characteristics remaining the same. The variation has so far been diminished by different radiometric corrections. In this study the use of sun azimuth based converted image co-ordinates was examined to supplement auxiliary data extracted from digitised aerial photographs. The method was considered as an alternative for radiometric corrections. Additionally, the usefulness of multi-image interpretation of digitised aerial photographs in regression estimation of forest characteristics was studied. The state owned study area located in Leivonmäki, Central Finland and the study material consisted of five digitised and ortho-rectified colour-infrared (CIR) aerial photographs and field measurements of 388 plots, out of which 194 were relascope (Bitterlich) plots and 194 were concentric circular plots. Both the image data and the field measurements were from the year 1999. When examining the effect of the location of the image point on pixel values and texture features of Finnish forest plots in digitised CIR photographs the clearest differences were found between front-and back-lighted image halves. Inside the image half the differences between different blocks were clearly bigger on the front-lighted half than on the back-lighted half. The strength of the phenomenon varied by forest category. The differences between pixel values extracted from different image blocks were greatest in developed and mature stands and smallest in young stands. The differences between texture features were greatest in developing stands and smallest in young and mature stands. The logarithm of timber volume per hectare and the angular transformation of the proportion of broadleaved trees of the total volume were used as dependent variables in regression models. Five different converted image co-ordinates based trend surfaces were used in models in order to diminish the effect of the bidirectional reflectance. The reference model of total volume, in which the location of the image point had been ignored, resulted in RMSE of 1,268 calculated from test material. The best of the trend surfaces was the complete third order surface, which resulted in RMSE of 1,107. The reference model of the proportion of broadleaved trees resulted in RMSE of 0,4292 and the second order trend surface was the best, resulting in RMSE of 0,4270. The trend surface method is applicable, but it has to be applied by forest category and by variable. The usefulness of multi-image interpretation of digitised aerial photographs was studied by building comparable regression models using either the front-lighted image features, back-lighted image features or both. The two-image model turned out to be slightly better than the one-image models in total volume estimation. The best one-image model resulted in RMSE of 1,098 and the two-image model resulted in RMSE of 1,090. The homologous features did not improve the models of the proportion of broadleaved trees. The overall result gives motivation for further research of multi-image interpretation. The focus may be improving regression estimation and feature selection or examination of stratification used in two-phase sampling inventory techniques.Kaukokartoituskuvien käyttö metsäninventoinnin aputietona perustuu kuvista irroitettujen sävyarvo­ ja tekstuuripiirteiden sekä maastotiedon väliseen korrelaatioon. Auringon valon suuntautuneisuudesta johtuva epäsymmetrinen heijastus (bidirektionaalinen reflektanssi) ja säteissiirtymä aiheuttavat vaihtelua ilmakuvan eri osissa sijaitsevien samanlaisten metsäkohteiden kuvapiirteisiin. Tätä vaihtelua on aikaisemmin pyritty vähentämään erilaisilla kuvan radiometrisillä korjauksilla. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin auringon suuntakulmaan pohjautuvasti muunnettujen kuvakoordinaattien käyttöä numeerisista ilmakuvista irroitetun aputiedon täydentämisessä, vaihtoehtona ilma­kuvien radiometrisille korjauksille. Lisäksi tutkittiin stereoilmakuvien päällekkäispeittoon perustuvan numeerisen monikuvatulkinnan sovellettavuutta digitoitujen ilmakuvien avulla tehtävässä metsikkö­tunnusten regressioestimoinnissa. Tutkimusalueena oli Leivonmäen valtionmaa ja aineistona viisi digitoitua ja orto-oikaistua väri-infrailmakuvaa sekä 388 koealan maastomittaustiedot vuodelta 1999. Maastokoealoista 194 oli relaskooppikoealoja ja 194 ympyräkoealoja. Selvitettäessä kuvapisteen sijainnin vaikutusta suomalaisten metsäkohteiden sävyarvo- ja tekstuuripiirteisiin digitoiduissa väri-infrailmakuvissa havaittiin selvimmät erot myötä- ja vastavalon kuvapuoliskojen välillä. Kuvapuoliskon sisällä eri sijaintilohkojen väliset erot olivat selvästi suurempia myötävalon kuvapuoliskolla kuin vastavalon kuvapuoliskolla. Ilmiön voimakkuus vaihteli metsikkö­luokittain. Eri kuvasijaintilohkoilta irroitettujen sävyarvojen erot olivat suurimmat varttuneessa ja järeässä kuusikossa ja pienimmät taimikossa sekä nuoressa koivikossa. Tekstuuripiirteiden erot olivat suurimmat kasvatusmetsissä ja pienimmät taimikossa sekä järeässä kuusikossa. Puuston kokonaistilavuuden logaritmia ja lehtipuuosuuden kulmamuunnosta selittävissä regressio­malleissa sovellettiin viittä erilaista muunnettuun kuvakoordinaatistoon perustuvaa trendipintaa epäsymmetrisen heijastuksen vaikutuksen pienentämiseksi. Puuston kokonaistilavuuden vertailumallin, jossa kuvapisteen sijaintia ei ollut millään tavalla huomioitu, testiaineistosta laskettu RMSE oli 1,268. Paras vertailluista pinnoista oli kolmannen asteen trendipinta, jonka sisältävän mallin testiaineistosta laskettu RMSE oli 1,107. Puuston lehtipuuosuuden osalta vertailumallin testiaineistosta laskettu RMSE oli 0,4292 ja paras trendipinnoista oli toisen asteen trendipinta, jonka sisältävän mallin testiaineistosta laskettu RMSE oli 0,4270. Trendipintatarkastelu on tulosten mukaan käyttökelpoinen menetelmä, mutta sitä on sovellettava metsikköluokittain ja metsikkötunnuksittain. Päällekkäispeittoon perustuvan monikuvatulkinnan käyttökelpoisuutta metsikkötunnusten regressioestimoinnissa tutkittiin laatimalla päällekkäispeittoaineistolla vertailumalleja, joissa selittäjinä oli joko myötävalon alueen kuvapiirteitä, vastavalon alueen kuvapiirteitä tai vastinpiirteitä molemmilta kuvapuoliskoilta. Trendipinnan lisääminen selittäjiin paransi kaikkia näitä malleja, myös monikuvamallia. Puuston kokonaistilavuuden osalta monikuvatulkinnan malli osoittautui yhden kuvan malleja hieman paremmaksi. Testiaineistosta laskettu parhaan yhden kuvan mallin RMSE oli 1,098 ja parhaan monikuvamallin RMSE oli 1,090. Puuston lehtipuuosuuden estimoinnissa käytetyllä menetelmällä ja aineistolla päällekkäispeitto ei parantanut malleja. Kokonaisuudessaan tulos antaa kannusteen numeerisen monikuvatulkinnan jatkotutkimuksille regressioestimoinnin, siihen liittyvän kuvapiirteiden valinnan ja erityisesti kaksivaiheisen otantainventoinnin taustalla olevan osituksen tehostamiseksi

Metsävaratiedon vaikuttava hyödyntäminen – lunastuvatko lupaukset?

Tieteen tori: Yksityiskohtainen metsävaratiet

Challenges in publishing: producing, assuring and communicating quality

201

Metsänomistajavetoinen päätöstuki tilakohtaisessa metsäsuunnittelussa

Socio-economic and demographic changes among family forest owners and demands for versatile forestry decision aid motivated this study, which sought grounds for owner-driven forest planning. Finnish family forest owners’ forest-related decision making was analyzed in two interview-based qualitative studies, the main findings of which were surveyed quantitatively. Thereafter, a scheme for adaptively mixing methods in individually tailored decision support processes was constructed. The first study assessed owners’ decision-making strategies by examining varying levels of the sharing of decision-making power and the desire to learn. Five decision-making modes – trusting, learning, managing, pondering, and decisive – were discerned and discussed against conformable decision-aid approaches. The second study conceptualized smooth communication and assessed emotional, practical, and institutional boosters of and barriers to such smoothness in communicative decision support. The results emphasize the roles of trust, comprehension, and contextual services in owners’ communicative decision making. In the third study, a questionnaire tool to measure owners’ attitudes towards communicative planning was constructed by using trusting, learning, and decisive dimensions. Through a multivariate analysis of survey data, three owner groups were identified as fusions of the original decision-making modes: trusting learners (53%), decisive learners (27%), and decisive managers (20%). Differently weighted communicative services are recommended for these compound wishes. The findings of the studies above were synthesized in a form of adaptive decision analysis (ADA), which allows and encourages the decision-maker (owner) to make deliberate choices concerning the phases of a decision aid (planning) process. The ADA model relies on adaptability and feedback management, which foster smooth communication with the owner and (inter-)organizational learning of the planning institution(s). The summarized results indicate that recognizing the communication-related amenity values of family forest owners may be crucial in developing planning and extension services. It is therefore recommended that owners, root-level planners, consultation professionals, and pragmatic researchers collaboratively continue to seek stable change.Yksityismetsänomistajat hakevat metsäsuunnittelupalvelusta erilaisia asioita. Yksi toivoo alkeista lähtevää opastusta metsänhoitoon, toinen kaipaa asiantuntijan näkemystä puumääristä ja kolmas luontoarvoja suosivien metsänkasvatusvaihtoehtojen vertailua laskelmien avulla. Syvällinen ymmärrys metsänomistajien vaihtelevista asiakasmotiiveista auttaa metsäammattilaisia rakentamaan tarjolle sopivia palvelutuotevaihtoehtoja. Väitöskirjatyössä tunnistettiin ja kuvailtiin viisi päätöksentekotapaa: luottava, oppiva, liikkeenjohdollinen, puntaroiva ja omaehtoinen. Sujuvan kommunikaation piirteiden analyysi korostaa luottamuksen rakentamisen, ymmärryksen varmistamisen sekä palvelujen kontekstuaalisuuden merkitystä metsänomistajien vuorovaikutteisessa päätöstuessa. Metsänomistajat jaettiin kolmeen, vuorovaikutusmieltymyksiin pohjautuvaan ryhmään: luottaja-oppijoihin (53 %), omaehtoisiin oppijoihin (27 %) ja omaehtoisiin päättäjiin (20 %). Näille omistajaryhmille suositellaan vuorovaikutustavoiltaan erilaisten palvelujen tarjoamista. Väitöskirjassa ehdotetaan metsänomistajien palvelujen kehittäjille mukautuvan suunnittelun mallia. Tämä malli mahdollistaa metsänomistajan tietoiset päätökset koskien metsäsuunnittelun etenemistä. Tällä tavoin se tukee metsänomistajavetoisuuden periaatetta. Mukautuvan suunnittelun mallissa kukin metsänomistajia palveleva organisaatio voi rakentaa itselleen soveltuvan palveluvalikon. Se sopii siten niin metsänhoitoyhdistysten, metsäkeskusten, puunhankintaorganisaatioiden kuin metsäpalvelu- ja konsulttiyrittäjienkin käyttöön. Mukautuvaan suunnitteluun kuuluu olennaisesti palaute ja sen hyödyntäminen. Pitkällä aikavälillä mukautuva metsäsuunnittelu luo oppivan organisaation, jossa sekä palveluvalikko että toiminnan johtamisen ja toteuttamisen käytännöt kehittyvät toimintaympäristön mukana. Tutkimukseen haastateltiin yhteensä 30 metsäsuunnitelman tilannutta yksityismetsänomistajaa Pirkanmaalta ja Pohjois-Karjalasta. Haastateltujen omaan metsään liittyvää päätöksentekoa analysoitiin kahdessa laadullisessa osatutkimuksessa soveltaen adaptiivisen teorianmuodostuksen viitekehystä. Kolmannessa osatutkimuksessa rakennettiin kyselymittari metsänomistajien päätöstukiodotusten luonteen luokittelemista varten. Mittari koostui luottamuksen, oppimishalun ja omaehtoisuuden ulottuvuuksista. Metsänomistajaryhmittely laadittiin monimuuttuja-analyysillä, jonka aineisto (n=676) kerättiin postikyselyllä Etelä-Pohjanmaalta, Kaakkois-Suomesta, Kainuusta ja Pirkanmaalta

Luontoperustaisten terveyspalveluiden ja kansanterveyden edistäminen sääntelymuutoksin

Luken kirjat, raportit, oppaat ja esitteet. Niukat resurssit viisaasti käyttöön - sääntelystä biotalouden edistäjä -hankkeen taustaraportti201

Optimoinnin käyttö yksityismetsien tilatason metsäsuunnittelussa

TiedonantoTutkimuksessa selvitettiin optimoinnin käyttöä ja kehittämismahdollisuuksia yksityismetsien tila tason metsäsuunnittelussa. Aineisto (n = 25) kerättiin puhelimitse teemahaastatteluilla, joiden kohteena olivat Metsäkeskuksen alueiden metsäsuunnittelupäälliköt ja -asiantuntijat. Haastattelujen perusteella optimointia ei juuri käytetä ainakaan Metsäkeskuksen toteuttamassa yksityismet sien tilatason suunnittelussa lukuun ottamatta varsinaisen suunnittelukauden jälkeisen pidemmän aikavälin ennustelaskentaa. Syyt optimoinnin vähäiseen käyttöön ryhmiteltiin tutkimuksessa kysyntä-, tarjonta-, työkalu- ja suunnittelukulttuurisyihin. Kysyntäsyyt liittyvät omistajien vähäiseen kiinnostukseen optimointilaskelmia kohtaan. Tarjontasyyt liittyvät suunnittelijoiden taitoihin tai muihin edellytyksiin toteuttaa optimointilaskelmia osana tilatason suunnittelua. Työkalusyyt viittaavat suunnitteluohjelmiston käytön vaikeuteen tai käytössä ilmenneisiin ongelmiin, jotka voivat laskea luottamusta optimoinnista saataviin tuloksiin. Suunnittelukulttuurisyyt sisältävät käytäntöjä, joissa metsän käsittelyjä tarkastellaan pelkästään metsikkötasolla ja jotka perustuvat tavoitteeseen noudattaa metsänhoitosuosituksia. Optimoinnin vähäisestä käytöstä huolimatta haastatellut nostivat esiin useita optimoinnin mahdollisia käyttötilanteita ja hyötyjä. Esim. alustavan suunnitelman laatiminen optimointilaskelmien avulla ennen toimenpide-ehdotusten maastotarkastuksia nähtiin mielenkiintoiseksi mahdollisuudeksi. Tällöin suunnittelija voi kuviolla keskittyä arvioimaan optimoinnin valitsemaa toimenpidettä, mikä voi säästää suunnitteluun käytettyä aikaa ja siten pienentää suunnittelukustannuksia. Optimoinnin käyttö metsäsuunnittelussa ei ole itseisarvo, vaan siitä on oltava hyötyä suunnittelun tilaavalle omistajalle tai sen toteuttajalle. Mahdolliset käyttötilanteet kannattaisikin selvittää ja niistä saatavat hyödyt arvioida kunnolla

Luontoperustaiset terveys- ja hyvinvointipalvelut

201

Recognizing the Interest of Forest Owners to Combine Nature‑Oriented and Economic Uses of Forests

DOI 10.1007/s11842-018-9397-2Protecting biodiversity within separate set-aside conservation areas has not been effective enough to halt its loss. Thus, new approaches to conserve biodiversity alongside production are needed. The non-market values of a forest may play an essential role when the forest owner decides the use of their land. However, so far the service offerings other than related to timber production, have been scant. The mismatch between decision support services offered and the service interests of forest owners may result in the objectives of forest owners remaining unfulfilled. The aims of this study were to explore the links between family forest owners' forest management preferences and their objectives for the forest and secondly their preferences for decision support services. Data were collected in a postal survey in the Northern Karelia region, Finland in spring 2014. Data consist of 298 survey answers that were analysed using multi-variate analyses. Two typologies were combined: clustering of forest ownership objectives and the preferred forest management style. We found that the forest owner's objectives were demonstrated by their preferred way of managing the forest. Opinions about different decision aid services varied between cluster groups. The groups emphasizing nature values considered biodiversity related information about their forest more necessary than other groups. They were also less satisfied with the usability of the forest management plan. Forest advisory services should better acknowledge the prevalence of multiple objectives also among forest owners who are interested in timber selling. Developing services for forest owners with diverse socio-economic backgrounds, information needs and objectives is important.Peer reviewe

Digital forest information platform as service innovation : Finnish Metsaan. fi service use, users and utilisation

Abundance of information characterises decision-making about forest use. This challenges forest owners. Digitalisation and diverse e-services may enhance the delivery of forest resource information and decision support. However, little is known on how e-services engage forest owners. This study explores the Finnish state-funded Metsaan.fi e-service portal as a service innovation. We use web-based survey data about forest owners' views on aforementioned e-service (N = 5170) and register data about Finnish forest owners. The identified factors explain the respondents' activity in using the service. Theories of innovation diffusion and e-service quality framed the content analysis of the open-ended questions of the survey. According to the quantitative analysis, owners with timber production objectives and multi-objective owners were the most active users. Forest owners who were compliant with the service's recommendations of silviculture and harvesting operations, used the service actively. This implies that these forest owners had found the service useful. The qualitative analysis shows that independence from time and place and the ease-of-use make the service more inviting. The lack of forest inventory data or its perceived low quality detract forest owners from using it. Many forest owners expect the service to replace forest management plans as decision support tool but the information content there does not fully fulfil those expectations. The study produced knowledge for developing further the online platform and its services. Furthermore, it created understanding about e-government services in the management of natural resources. Specifically, the results argue for noticing attitudinal patterns of intended users when designing governmental e-services. Further research is suggested to integrate innovation adoption theory and service research theory to dig deeper into the value creation and service needs of different user groups.Peer reviewe