metsäkone tiedon hyödyntäminen - tapio räsänen
TRANSCRIPT
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
Metsätieto ja sähköiset palvelut -hankkeen välitulosseminaari, 7.3.2017, Helsinki
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
Metsätieto ja sähköiset palvelut -hankkeen välitulosseminaari, 7.3.2017, Helsinki
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)
Metsätieto ja sähköiset palvelut -hankkeen välitulosseminaari, 7.3.2017, Helsinki
Metsäyhtiön metsäjärjestelmä
9Metsätieto ja sähköiset palvelut -hankkeen välitulosseminaari, 7.3.2017, Helsinki
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
10Metsätieto ja sähköiset palvelut -hankkeen välitulosseminaari, 7.3.2017, Helsinki
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
11Metsätieto ja sähköiset palvelut -hankkeen välitulosseminaari, 7.3.2017, Helsinki
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)
12Metsätieto ja sähköiset palvelut -hankkeen välitulosseminaari, 7.3.2017, Helsinki