metsäkone tiedon hyödyntäminen - tapio räsänen

Metsäkonetiedon hyödyntäminen

Tapio Räsänen

Metsäteho Oy

Metsätieto ja sähköiset palvelut -hankkeen välitulosseminaari

7.3.2017

• Puunkorjuu on Suomessa täysin koneellistettu‒ hakkuukoneita on töissä n.

1900 kpl

‒ yksityiset koneyrittäjät omistavat kaikki metsäkoneet

• Puukauppoja tehdään vuosittain n. 100 000‒ 200 000 – 250 000 erillistä

korjuutyömaata (= käsiteltävää metsikkökuviota)

• Päivässä hakataan miljoona puuta, josta kaikesta syntyy dataa

Metsäkoneet tiedon tuottajina

2

• Hakkuukoneiden tuottama mittaustieto on valvottua‒ katkonta ja sen ohjaus on

oleellinen osa teollisuuden tuotantoprosessia

‒ mittaustarkkuutta seurataan systemaattisesti jo hakkuu-konemittauksenkin vuoksi

Metsätieto ja sähköiset palvelut -hankkeen välitulosseminaari, 7.3.2017, Helsinki

• Keskeinen osa hakkuukoneen toiminnallisuutta on sen mittausjärjestelmä

‒ läpimitan ja pituuden jatkuva mekaaninen mittaus runkoa käsiteltäessä

• Hakkuukoneiden tiedonhallinnassa on käytössä StanForD –tiedonsiirtostandardi

‒ katkontaa ohjaavien asetusten hallinta‒ tuotantotieto (mittausdata)

‒ uudessa StanForD 2010 –standardissa tallennus pölkkykohtaisesti

‒ tietojen tallennus koneen tietokantaan ja lähetys langattomana tiedonsiirtona metsäyhtiön tietojärjestelmään

• Koneen GPS -sijaintitiedon tallennus‒ nykyisin mahdollista tallentaa vain koneen

työpisteen sijainti‒ tavoitteena kunkin kaadetun puun sijainti

esim. koneen puomin anturoinnin ja muun sensoritiedon avulla

Hakkuukoneen tietojärjestelmä

3Metsätieto ja sähköiset palvelut -hankkeen välitulosseminaari, 7.3.2017, Helsinki

4

Työnohjauspalvelu (WoodForce)

Metsäyhtiön A metsäjärjestelmä

Korjuuyrittäjät

Metsäyhtiön B metsäjärjestelmä

Metsäyhtiön C metsäjärjestelmä

stm

Runkokohtaiset mittaustiedot• rungon läpimitat ja pituus• katkontatiedot (pölkyt)

laatua kuvaava tieto• kaadettujen puiden

koordinaatit

hpr stm hpr

Keskitetty tai hajautettuhakkuukonetietovarasto

Kohteiden valinta ja leimikkotietojen liittäminenTietosuojan kannalta sensitiivisen tiedon poistaminen tai muuttaminen

• datan tarkastus ja esiprosessointi• runkoprofiilien ja tilavuuksien laskenta• puun laatu katkontatiedoista• hakkuualueen rajojen muodostus

IT -toimittaja

Metsäyhtiöt

Tietovarastonylläpitäjä

Hakkuukonedatan kokoaminen tietovarastoon

käyttösovellukset


Konevalmistajienpalvelutyrittäjille

Mittausdatasta voidaan laskea erilaisia hakkuussa poistettavaa puustoa koskevaa tunnuksia (keskiarvoja, jakaumia)

- alkuperäiselle datalle tehdään ensin tarkistukset, suodatukset ja tarvittavat muunnokset

Metsätieto ja sähköiset palvelut -hankkeen välitulosseminaari, 7.3.2017, Helsinki 5

Runkokäyrän sovitus hakkuukoneen mittaamaan runkoprofiiliin

Runkolukusarjat


Koordinaattimuunnos ja siirto

paikkatieto-ohjelmistoon

Kuviorajojen muodostus

kehitetyllä algoritmilla

Kuviorajojen tarkistus ja

vertaaminen hakkuukoneen

sijainteihin

Hakkuualan rajat ja ajourat voidaan tuottaa automaattisesti hakkuukonedatasta metsävaratietojen ajantasaistukseen

6

Yhdistäminen

metsävaratiedon

hilaruutuaineistoon

www.helsinki.fi

• Hankkeessa kehitetään hakkuukoneella mitattavan puutiedon hyödyntämistä laserkeilaukseen ja satelliittikuviin perustuvassa aluepohjaisessa puustotulkinnassa.

• Metsäkoneilla kerätään jatkuvasti suuria määriä tietoa puustosta, mutta tätä tietoa ei kuitenkaan toistaiseksi hyödynnetä tehokkaasti. Metsäkonetiedolla voitaisiin:

• kerätä puuston laatutiedon osalta monipuolisempaa tietoa inventointien tueksi.

• täydentää kaukokartoitusinventoinneissa tarvittavia maastokoealoja

• Hankkeen tavoite on tehostaa metsävaratiedon tuottamista ja parantaa sen laatua.

Metsäkonetieto puustotulkinnan

apuaineistona

7

8

Laserkeilaus (TLS) hakkuukoneessa pystypuuston mittaukseen• vaihtoehtoisesti kameraan ja konenäköön perustuva ratkaisu

• hakkuupään automaattinen ohjaus

• kaadettavien runkojen ominaisuuksien mittaus

• jäljelle jäävän puuston mittauso harvennusvoimakkuuden seuranta

o käsittelyalueen puustotunnukset metsävaratiedon

ajantasaistukseen ja metsänomistajan

metsäsuunnittelujärjestelmään

• Haasteena paikannuksen tarkkuus ja puukarttajärjestelmän

kytkentä globaaliin koordinaatistoon

Hakkuukoneen puukarttajärjestelmä

Lähde: EffFibre -projekti (Timo Melkas / Metsäteho, Mikko Miettinen / Argone Oy ja Ponsse Oyj)


Metsäyhtiön metsäjärjestelmä


Metsävaratieto-järjestelmä (SMK)

Katkonnanohjauspalvelu

Metsäomaisuudenhallinnan ja metsäsuunnittelunsovellukset

stm

hpr

Yhtiön hakkuukone-tietovarasto

puukartta-data

olosuhde-data

puukartta-tietovarasto

olosuhde-tietovarasto

puun laatu-tietovarasto

tukki-röntgen-

data

Puukauppasovellukset

Korjuunsuunnittelusovellukset

Keskitettyhakkuukone-tietovarasto

Metsävara-tiedot

Palvelun hakkuukone-tietovarasto

Metsäkonetiedon käyttö puuhuollon ohjauksessa - visio

Big data

Kaukokartoitus-aineistot


Metsäkonetiedon käytön pelisäännöt selkiytettävä

Metsä-konetieto

Metsävaratiedon hankinta ja ajantasaistus

Puukauppa

Metsäkoneiden valmistus, ylläpito ja kehittäminen

Kuljettajien opastus

Koneyrityksen johtaminen ja toiminnanohjaus

Metsänhoidon suunnittelu ja ohjaus

Puunhankinnan suunnittelu ja ohjaus

Urakointisopimukset

Metsä-yhtiöt

Kone-valmis-

tajat

Koneyritykset

Metsänomistajat/metsänhoito-organisaatiot

Metsätöiden toteutus

Metsäkonetiedon pelisäännöt –työryhmän suositus valmisteilla• tietojen omistus- ja käyttöoikeuksien määrittäminen

• uudenlaisten tietojen tuottamisen ja käytön periaatteet

• tavoitteena datan laaja ja avoin käytettävyys palvelujen kehittämisessä


Metsäkonetiedon käyttösovelluksia

Metsävaratiedon ajantasaistus

Puutavaran tuotanto ja puunhankinnan ohjaus• katkonnan ohjaus• varastokirjanpito• kuljetusten ohjaus

Kuljettajaa opastava koneautomaatio• automaattikatkonta• hakkuupään ohjaus • robottiohjaus ym.

Koneyrityksen johtaminen ja toiminnanohjaus

Puutavaran mittaus• puukaupallinen

mittaus• mittauksen

valvonta

Puunkorjuun tuottavuuden seuranta• kone- ja

kuljettajakohtainen seuranta

Koneiden huollot ja kunnonvalvonta

Kuljettajien koulutus ja opastus (simulaattorit)

Puustotulkinnan apuaineisto

Dynaaminen katkonnan ohjaus (runkopankit)

Puukartat

Kuljettajaa opastavat sovellukset• metsäkuljetuksen

optimointi• ”Ajourakone”

Olosuhde-datan tuottaminen

Runkojen sisälaadun mittaus

Pölkynpää-kuvadata

Puuta koskettamaton mittaus

Koneiden etävalvonta

Puuston laatutieto-varastot ja laatumallit

Mittauksen ja korjuun laatuseu-ranta-palvelu

Korjuulaadun automaattinen omavalvonta

Korjuukelpoi-suusluokituksenpalaute

Tavoitteet• Luoda perusteet laajamittaisen metsäkoneilla tuotettavan tiedon kokoamiseksi ja

hyödyntämiseksi metsätalouden ja puuhuollon tietojärjestelmissä ja käyttösovelluksissa.

• Kehittää ja pilotoimalla testata menetelmät ja käytännöt hakkuukoneiden tuottaman datan hankkimiseksi yhtenäisellä tavalla, prosessoimiseksi ja siirtämiseksi tietovarastoihin ja edelleen niistä jaettavaksi aineistoja hyödyntäviin järjestelmiin.

• Kehittää ja testata datasta tuotettavien tunnusten laskentamenetelmiä.

• Selvittää aineistojen hankinnan, käytön ja jakelun pelisääntöjä käyttötapausten tietotarpeisiin perustuen.

• Hankkeessa koottavia metsäkoneaineistoja on tarkoitus käyttää myös muissa MMM:n rahoittamissa Metsätieto ja sähköiset palvelut –hankkeissa.

Metsäkonetiedon välitys keskitettyyn tietokantaan

ja tietokantasovelluspilotti –hanke(Metsäteho, Helsingin yliopisto, Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskus FGI & Tampereen teknillinen yliopisto)



Kiitos !

metsäkone tiedon hyödyntäminen - tapio räsänen

Environment