Browsing by Subject "Forest Resource Science and Technology"

Sort by: Order: Results:

Now showing items 1-20 of 35
  • Pape-Mustonen, Terhi (Helsingfors universitet, 2013)
    The goal of this research is to map different leadership experiences within Finnish logging companies which are constituent of a new organisation model for tree harvesting. In this model, entrepreneurs have extensive service contracts and often utilise networks of smaller labour units. Finnish harvesting companies have traditionally been small and therefore these new responsibilities can add stress. This work describes attitudes towards both leadership and leadership practices. The method used in this research is theme interviews. The interviewed entrepreneurs were participating in the Menestyvä alueyrittäjä- project. There were 15 interviewees. Interviews were recorded and the recordings added up to 25 hours. The interviews were analysed and practices and attitudes classified according to theories of leadership. The interviews revealed that the client has a big impact on the strategic choices made by these companies. The most time consuming leadership task is planning. The telephone is the most used communication device and this has not been affected by the adoption of newer IT devices. Both official and casual communication is conducted over the phone. District company leaders don’t think of themselves primarily as executives. They appreciate independence and concrete results in their work. The use of information technology is generally straightforward for them. The entrepreneurs believe that their employees particularly appreciate equality and respectful, trusting relationships. Supporting employees is seen as important and entrepreneurs want to use more time in personnel management. Most of the entrepreneurs don’t use harvesting machine data to determine their employees’ pay, although this could make supervision more efficient. More successful employees are generally better paid. According to the entrepreneurs, recruiting is difficult and good employees hard to find. The interviews in this work indicate that the most difficult aspects of leadership are personnel management and the utilisation of financial information.
  • Neuvonen, Tuomo (Helsingin yliopisto, 2014)
    Energiapuun käyttömäärät ovat kasvaneet viimeisen vuosikymmenen aikana huomattavasti. Energiapuun hankinta voidaan hoitaa ainespuun hakkuun kanssa samanaikaisesti integroituna hakkuuna tai erillishakkuuna, jossa hankittu puu menee vain energiakäyttöön. Energiakäyttöön menevästä puusta osa korjataan pieniläpimittaisena kokopuuna, jossa puuta ei erikseen karsita ennen sen haketusta. Kokopuun korjuumenetelmiä on useita, joista tässä tutkimuksessa tarkastellaan kokopuun paalausta sekä kokopuun hankintaa korjurilla. Kokopuupaalain on metsätraktorin alustalle kiinnitetty paalainyksikkö, joka sitoo paalainyksikköön syötetyt puut tiiviiksi paaleiksi. Paalainpohjaisen logistiikkaketjun tehokkuuden lisäys perustuu kasvaneeseen metsä- ja kaukokuljetuksen tuottavuuteen ja sen myötä alentuneisiin kustannuksiin. Korjuri pohjautuu myös metsätraktoriin ja huomattavimpana muutoksena tähän on korjuriin asennettu hakkuulaite. Korjurin logistiikkaketjun tehokkuuden lisäys perustuu ketjun metsätoiminnoissa tarvittavaan yksinkertaiseen yhden koneen korjuuketjuun. Korjuri tuottaa kokopuuta irtonaisena. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää kokopuupaalaimen ja korjurin toimintamallien eroja aikatutkimuksen avulla sekä vertailla koko logistiikkaketjujen kustannuksia toisiinsa. Tutkittu paalain oli Logman 811FC -alustakoneeseen pohjautuva Fixteri Oy:n valmistama Fixteri II -paalainyksikkö. Vertailukoneena oli Timberjack 810B -metsätraktoripohjainen korjuri. Molemmissa koneissa oli joukkokäsittelevä Nisula 280E+ -hakkuulaite. Paalien lähikuljetus hoidettiin Ponsse Wisent -metsätraktorilla. Koneiden tuottavuuksissa oli huomattavia eroja. Fixterin tuottavuus oli keskimäärin 33 % korjurin tuottavuutta alhaisempaa. Erityisesti Fixterin tuottavuuteen vaikutti sen paalainyksikön prosessoinnin aiheuttama odottamisaika, jolloin koneen kuljettaja ei voinut työskennellä normaalisti. Poistamalla kaiken odottamisen Fixterin tuottavuutta olisi mahdollista nostaa jopa 22 %. Metsäkuljetuksessa paaleja voitiin kuljettaa yhdessä lastissa 80–95 % irtonaista kokopuuta enemmän. Haketuksessa irtopuuaineksen usein vaatima tienvarsihaketus on noin kaksi kertaa terminaali- tai käyttöpaikkahaketusta kalliimpaa. Huolimatta paalien logistiikkaketjun tehokkuudesta ja hintaedusta, tässä tutkimuksessa saatujen tuottavuuksien perusteella ei paalauksen kilpailukyky ole vielä samalla tasolla korjurin kanssa. Mikäli Fixterin paalainyksikön odotusajat saadaan minimoitua, kasvaa Fixterin kilpailukyky huomattavasti. Myös laajemmat, useampia kohteita ja kuljettajia sisältävät vertailututkimukset voisivat tuottaa tarkempaa tietoa näiden menetelmien kustannuseroista. Tutkimuksessa pyrittiin selvittämään myös paalien kuivumista, mutta aikataulusta johtuen tästä ei saatu selviä tuloksia. Alustavat tulokset eivät kuitenkaan osoittaneet paaleille selvää etua kuivumisnopeudessa. Paalien kuivumista tulisikin selvittää tarkemmin pidemmällä aikavälillä.
  • Lallukka, Hermanni (Helsingfors universitet, 2012)
    Energywood harvesting is increasing strongly due to promotion of renewable energy sources. As a part of the development the use of energywood thinning will increase and become more diverse. Therefore it is important to know the effects of the operation on merchantable yield and on profitability of silviculture. The objective of the study is to detect those effects of mechanised energywood thinning in young stands. For economical calculations the moment for decision making is set to the moment of the thinning. 30 young stands were chosen for the study. For forecasting stand development stand parameters were measured from each stand. The study was limited to mineral soil and to stands where dominat species was pine (Pinus sylvestris) or spruce (Picea abies). The stands were situated in Finland in the regions of Häme-Uusimaa, Kaakkois-Suomi, Etelä-Savo and Keski-Suomi. Stand development was forecasted using MOTTI software developed by Finnish Forest Resource Institute. Future harvesting yields were forecasted separately for each stand and for three different management alternatives. The three alternatives were energywood harvesting in a dense young stand, indutrialwood thinning in a dense young stand, and a management chain according to the finnish silvicultural recommendations. With the predicted harvesting yields, annual yields and net present values were calculated. The effects of harvesting damages were examined by a literature overview. Managing stands according to silvicultural recommendations gave excpectedly the best result. A considerable increase in energywood price would be needed for the alternative of energywood harvesting to be competitive in pine stands. In spruce stands it is an economically viable alternative with relatively low energywood price. This is mainly due to high yields of deciduous trees in dense spruce stands. Energywood harvesting is a good alternative for managing dense young stands that have been left without or with insufficient precommercial thinning. In these cases energywood harvesting generally leads to better yields than an industrialwood thinning. However, with the energywood prices used in this study, industrialwood thinning leads to higher earnings. Differences between the alternatives are low and an increase in energywood price would quickly turn the situation in favor of energywood thinning. Forest type does not have a significant effect on the differences between the management alternatives. According to the inspections of Forestry Development Centre Tapio, there are more harvesting damages in stands managed by energywood thinning than by industrialwood thinning. Losses in growth and wood quality due to harvesting damages are however minor according to literature overview, and therefore have no significant effect on the results of this study.
  • Lumperoinen, Hanna (Helsingin yliopisto, 2015)
    In this master´s thesis it was studied if the harvesting and cultivating of energy wood is ecologically, economically, socially and culturally sustainable if it is done by following Forestry Development Centre Tapio´s guidelines for Best Forestry Practices for Energy Wood harvesting and cultivating. The aim of the study was also to find out how energy wood harvesting and managing practices should be developed according to experts. Best Practice Guidelines for Forest Management and Energy Wood Harvesting and Cultivation is a handbook for forest owners and professional foresters. The handbook describes operations models for energy wood harvesting and cultivation that are based on research and good practices. The guidelines have been compiled as an extensive cooperation process with Forest Development Centre Tapio. The aim of Best Practice Guidelines for Forest Management is to ensure that forest management is ecologically, economically, socially and culturally sustainable. 34 experts and researchers were interviewed for this study. All of these interviewees have participated in the Energy wood harvesting and cultivating guidelines project. The response percentage in these interviews was 81. In the interview, claims based on the guidelines were presented to the interviewees. The answers were evaluated by using 7-step Likert scale. In addition, it was possible for the interviewees to give informal arguments after every claim. The claims were from 21 different topics collected from the guidelines. In every topic, all three dimensions of sustainability were examined. Social and cultural sustainability were combined in the claims, so a total of 63 claims was presented. The results indicate that the majority of the recommendations in the guidelines is sustainable. Only in the claims dealing with stump lifting, low-quality tree removing, whole tree harvesting on VT-sites and foliage and branch collecting, the average calculated from all Likert –answers was negative. In the informal arguments, the most important concerns were nutrient loss from forests and forest owners´ economical benefits in energy wood harvestings. The results indicated that the biggest benefits from social and cultural sustainability are the positive effects on employment in homeland. The results indicated that there is need for Best Practice Guidelines for Forest Management in Finland. The biggest need for the recommendations is among forest harvesting workers, for example harvester drivers and forest workers. In this work it was shown that energy wood harvesting and cultivating in Finland is usually sustainable if the recommendations are followed. In future research it should be studied how energy wood harvesting and cultivating guidelines should be developed in the operations whose sustainability was questioned. It seems that the harvesting of small diameter energy wood is based partly on state subsidies. Therefore, in future research, it should be studied how big an effect the subsidies have on the profitability of energy wood harvesting. It should also be studied how Best Practice Guidelines should be developed so that they could support practical forest workers as effectively as possible. It might also be good to do research on this same area using some other approach.
  • Latva-Käyrä, Petri (Helsingfors universitet, 2012)
    The intensity and frequency of insect outbreaks have increased in Finland in the last decades and they are expected to increase even further in the future due to global climate change. In 1998-2001 Finland suffered the most severe insect outbreak ever recorded, over 500,000 hectares. The outbreak was caused by the common pine sawfly (Diprion pini L.). The outbreak has continued in the study area, Palokangas, ever since. To find a good method to monitor this type of outbreaks, the purpose of this study was to examine the efficacy of multitemporal ERS-2 and ENVISAT SAR imagery for estimating Scots pine defoliation. The study area, Palokangas, is located in Ilomantsi district, Eastern-Finland and consists mainly even-aged Scots pine forests on relatively dry soils. Most of the forests in the area are young or middle-aged managed forests. The study material was comprised of multi-temporal ERS-2 and ENVISAT synthetic aperture radar (SAR) data. The images had been taken between the years 2001 and 2008. The field data consisted 16 sample plots which had been measured seven times between the years 2002 and 2009. In addition, eight sample plots were added afterwards to places which were known to have had cuttings during the study period. Three methods were tested to estimate Scots pine defoliation: unsupervised k-means clustering, supervised linear discriminant analysis (LDA) and logistic regression. In addition, it was assessed if harvested areas could be differentiated from the defoliated forest using the same methods. Two different speckle filters were used to determine the effect of filtering on the SAR imagery and subsequent results. The logistic regression performed best, producing a classification accuracy of 81.6% (kappa 0.62) with two classes (no defoliation, >20% defoliation). LDA accuracy was with two classes at best 77.7% (kappa 0.54) and k-means 72.8 (0.46). In general, the largest speckle filter, 5 x 5 image window, performed best. When additional classes were added the accuracy was usually degraded on a step-by-step basis. The results were good, but because of the restrictions in the study they should be confirmed with independent data, before full conclusions can be made that results are reliable. The restrictions include the small size field data and, thus, the problems with accuracy assessment (no separate testing data) as well as the lack of meteorological data from the imaging dates.
  • Auvinen, Markus (Helsingfors universitet, 2017)
    The exploitation of remotely piloted aircraft systems has sharply increased for both amateur and professional purposes. Rapid technological development is driven by consumer grade applications. On the professional side, RPAS technologies have already been widely used in different fields of environmental resource management, especially in agriculture. Due to the recent price development, technology has become also attainable for less financially productive purposes, such as environmental surveys. By applying RPAS technologies in environmental surveys of forest industry, a substantial amount of fieldwork can be avoided thus leading to financial savings and possibly to more comparative measurements and results. To test this hypothesis, three different sub-disciplines of forest industry environmental surveys were conducted by both traditional fieldwork and by applying manual and automatic remote sensing methods. Aerial imagery was recorded with a multispectral sensor attached to consumer grade remotely piloted aircraft. Sub-discipline specific attributes were measured and compared to estimates derived from aerial imagery and three dimensional models. It was proved that by using even relatively low-priced instruments the quality of the data was more than adequate for remote sensing purposes. An automated workflows to derive measurements from the subjects of interest did not perform satisfactory, but manual interpretation of imagery gave promising results. It can be assumed that RPAS technologies are able to provide savings for conducting environmental surveys. Manual interpretation was at that moment seen superior to automated workflows.
  • Rytkönen, Matleena (Helsingin yliopisto, 2014)
    Tarvetta tienvarsihaketuksen tutkimukseen luo kasvanut energiapuukysyntä. Varsinkin pienläpimittaisen energiapuun kustannustehokkuutta tulee kasvattaa, jotta saavutetaan energiapuun käytölle asetetut tavoitteet. Pieniläpimittaista energiapuuta on saatavissa runsaasti ensiharvennuskohteilta, varsinkin sellaisilla, joilla taimikonhoito on jäänyt tekemättä. Lisäksi ensiharvennuksilta talteen otettava energiapuu ei ole lisäksi riippuvainen teollisuuden ainespuukysynnästä niin kuin hakkuutähde. Tienvarsihaketuksessa paalit haketetaan suoraan kaukokuljetusauton hakekonttiin, josta se on valmis suoraan voimalaitokselle käytettäväksi. Fixteri Oy on keski-suomalainen yritys, joka on kehittänyt kokopuupaalaimen erityisesti nuorten hoitamattomien metsien puunkorjuun tehokkuuden parantamiseen. Paalain toimii automaattisesti yhdessä harvesterin kanssa ja siihen voidaan kerätä puita yksin puin tai joukkomenetelmällä. Paalaus helpottaa ja tehostaa erityisesti metsäkuljetusta. Paalien massa on keskimäärin puoli tonnia ja pituus 2,5?2,7 m. Kaksi Fixterillä tuotettua paalia vastaa energiasisällöltään yhtä öljytynnyriä. Pro gradu työssäni tutkin tienvarsihaketuksen tuottavuutta ja ajanmenekin jakaantumista eri työvaiheisiin. Tutkimuksen aikatutkimuksen videoaineisto kerättiin Padasjoelta viidestä haketustestistä sekä yhdestä murskaustestistä. Kerätty aineisto analysoitiin ajanmenekin suhteen sovelletulla aikatutkimuksella. Tutkimuksessa joudun tyytymään kuorman keskimääräiseen paalikokoon, koska paaleja on noin tuhat varastolla, eikä jokaiseen haketukseen otettuja paaleja pystytty erikseen punnitsemaan. Jokaisen kuorman massa ja tilavuus sekä siihen kerätty paalimäärä on tiedossa, jolloin saadaan haketuksen työn tuotos ja taakanmassa. Panos oli tarkastellessani tehoaika, joka on myös yleisesti metsätyön tutkimuksessa käytetty tehdyn työn määre. Aikatutkimuksen tarkastelun kohteena oli sekä hakkurin kouran työskentelyn jakautuminen eri työvaiheisiin että hakkurin tyhjänä pyöriminen. Lisäksi vertailtiin saatuja hakkeen palakokojakaumia ja niiden suhteutumista tavoiteltuun hakkeen palakokoon. Taakan koolla tai hakkeen kosteudella ja palokoolla ei ole merkittävää vaikutusta haketuksen tuottavuuteen. Taakan kokonaisvientiajalla ja sen vaihtelulla on tilastollisesti merkittävä vaikutus tuottavuuteen.
  • Leikas, Antti (Helsingfors universitet, 2010)
    Tässä työssä tarkastellaan hakkuu-uramenetelmän kilpailukykyä ajouramenetelmään verrattuna erityisesti turvemaiden puunkorjuussa. Menetelmien välisistä edullisuussuhteista eri oloissa on hyvin vähän aikaisempaa tutkimustietoa. Hakkuu-uramenetelmä on harvennushakkuisiin soveltuva työmenetelmä, joka perustuu ajourien väliin tehtäviin hakkuu-uriin, joita käyttää vain hakkuukone. Hakkuu-urien avulla ajouraväliä voidaan säätää välillä 20 - 40 metriä. Hakkuu-urasta käytetään myös nimitystä ”haamu-ura”, sillä se on normaalia ajouraa kapeampi ja varsin huomaamaton maastossa. Vertailumenetelmänä on perinteinen ajouramenetelmä, jossa hakkuukone ja metsätraktori käyttävät samoja uria ja ajouraväli on noin 20 metriä. Tutkimusongelmaa lähestyttiin tarkastelemalla miten työmenetelmien välinen kilpailukyky muuttuu siirryttäessä kangasmaan ensiharvennuksesta turvemaan ensiharvennukseen. Kilpailukyvyn näkökulmia olivat hakkuun ja metsäkuljetuksen tuottavuus, korjuukustannus ja korjuujälki. Tutkimus rajattiin kesäaikana tapahtuvaan puunkorjuuseen. Työn tuottavuutta tutkittiin aikatutkimuksella kangas- ja turvemaan olosuhteissa molemmilla työmenetelmillä. Aikatutkimusaineiston perusteella laadittiin hakkuun tuottavuutta kuvaavat lineaariset regressiomallit. Työn tuottavuuden lisäksi kenttäkokeessa tutkittiin korjuun kustannuksia ja korjuujälkeä. Kenttäkokeen tutkimustulosten tueksi haastateltiin lisäksi hakkuu-uramenetelmää käyttäviä urakoitsijoita ja heidän urakanantajiaan. Haastattelun avulla pyrittiin selvittämään parhaat käytännöt hakkuu-uramenetelmän käytöstä erilaisissa leimikoissa ja olosuhteissa. Hakkuu-uramenetelmän kilpailukyky hakkuun tuottavuuden ja kustannusten osalta on parhaimmillaan tiheissä puustoissa. Turvemaille tyypilliset olosuhteet, kuten harva puusto ja alhainen hakkuukertymä heikentävät hakkuu-uramenetelmän kilpailukykyä. Hakkuu-uramenetelmän käyttö tuottaa ajouramenetelmää suuremman puutavaran tienvarsitiheyden, jonka vaikutus metsäkuljetuksen tuottavuuteen ja kustannuksiin on edullinen. Ajouravälin kasvattaminen 40 metriin turvemaalla ei kuitenkaan ollut mahdollista, joten hakkuu-uramenetelmän tienvarsitiheys jäi lähes samalle tasolle ajouramenetelmän kanssa. Ongelmana hakkuu-uramenetelmällä oli myös ajouramenetelmää pienemmät kourakasat. Kasakoko on kuitenkin paljon kiinni hakkuukoneen kuljettajan työskentelytottumuksista. Korjuujälki oli molemmilla menetelmillä varsin hyvä, mutta hakkuu-uramenetelmän kilpailukyky parani kuitenkin suhteessa ajouramenetelmään turvemaalle siirryttäessä.
  • Kinnunen, Jyrki-Pekko (Helsingfors universitet, 2016)
    This study is part of the joint research program of Sustainable Bioenergy Solutions for Tomorrow (BEST) by Natural Resource Institute Finland. This is the first study to examine and analyze the fast track supply chain for harvesting residues. The fast track supply chain is based on roadside chipping of logging residues, in which chips from final felling harvested during spring, summer and autumn are transported straight to the power plant with maximum of half month roadside storing. The aim of this study was to evaluate the cost effects of fast track supply chain. In addition, the factors affecting to the unit costs were investigated. Activity-based costing was used as a study method for analyzing the supply alternatives of logging residues. Data for this study was acquired from a large-scale industrial company purchasing forest biomass. Data consisted roadside storage locations and volumes (solid-m3) of logging residues from Norway spruce dominated final fellings. All activities were identified and costs were calculated in each supply method. Supply costs were presented in euros per megawatt hour were also compared to the total received energy. According to the results supply costs of fast track method was smaller than the costs of the conventional supply method. On average fast track supply costs were 7.1–13.3 % smaller than conventional supply method. Storing cost, including dry matter loss and capital cost, was the most significant factor for influencing differences in total supply cost. Cost of dry matter loss was 5.3–11.5 % higher in conventional supply method than in fast track supply method. In addition, capital costs were 0.4–1.9 % bigger in traditional procurement. Procurement costs of logging residue supply for energy-use can be decreased by using fast track supply chain. Although results proved that fast track supply chain decreases total procurement costs, one should remember that the volume of logging residues must be fitted to power plant’s energy demand.
  • Nykänen, Mikko (Helsingfors universitet, 2011)
    In Finland collation of data needed in forest planning is changing from traditional standwise field inventory to area-based airborne laser scanning and aerial photography inventorying. The aim of this study was to compare prediction accuracy of stand total volume and diameter distribution using following methods: MSN, PRM, ML, FMM and Weibull-distribution. Results were calculated separately for pine, spruce, birch and other tree species. In addition need of calculation time and storage space was established. Sampling plot and stand information used in this study were collected in the vicinity of Evo, Finland. Total of 249 sampling plots were measured. 12 clear-cutting areas measured by logging machine were used as reference data. In addition area-based laser scanning and aerial photographbased features were used in estimation of variables of interest. Results were calculated in all 12 stands and stands which area was over 0,5 hectares (8 pcs). Number of grid neighbours differed between 1 and 10. Depending on method and number of neighbours the relative RMSE and bias of stand total volume varied between 20,76 – 52,86 % and -12,04 – 46,54 % respectively in all stands and between 6,74 – 59,41 % and -8,04 – 49,59 % respectively in stands which area was over 0,5 hectares. Calculation time varied strongly depending on method and number of neighbours. With more developed programming and programs calculation times could decrease substantially. Storage space needed in saving information is not an issue in tested methods even in large-scale applications. According to diameter distribution PRM-method predicts narrow distribution if sampling plot consists of only few trees nearly same size. This affected results especially in PRM2.
  • Salmi, Juho (Helsingin yliopisto, 2014)
    This research is for UPM Kymmene Oyj. They are very interested in this topic because they are Finlands biggest users of the stumps and also big stump dealer for the other companies. The research is included to the big research project which is coordinated by FIBIC. Projects name is BEST, which means Sustainable Bioenergy Solutions for Tomorrow. The European Union has set the obligations for the renewable energy source usage in their climate and energy policy. This means that the use of forest biomass needs to grow from year 2006 to year 2020 from 3,6 million cubic meters to 13,5 million cubic meters in year 2020. In the year 2012 usage of forest biomass was 8,3 million cubic meters. The share of the stumps from that amount was 1,1 million cubic meters. The share of the stumps can grow even more. If we are going to use stumps even more we should increase the quality of stump wood. Most harmful things in stump wood quality is the soil particles. They comes up from the ground with stumps when the stumps are lifted. These particles increases stumps ash contents which is very harmful in the combustion process. But still stumps are energy rich fuel which keeps low moisture content during the winter and that is the time when we most need energy. The goal of the research is to find ways to rise energy thickness of the stump by different handling methods. First method is to precrush stumps with Arjes Raptor XL crusher. That special method should decrease moisture content and this has founded out earlier in practical tests because this crusher has special crushing unit. Second method is to take unwanted particles away by sieving. In the research we use two different sieving machines: Neuenhauser 2F StarScreen starscreen and Keestrack Frontier screen. Crushing and sieving together increased heating values 7,5–16,6 % and average was 11,1 %. Different handling methods effects most by decreasing moisture and ash content.
  • Suominen, Janne (Helsingfors universitet, 2016)
    In March 2013 came into effect the European Union Timber Regulation (EUTR 995/2010). The object of the Regulation is to prevent illegal trade in timber and timber harvesting inside the European Union. The Regulation will require the forest owner as well as the importer to use the system of the due diligence to ensure the legality of timber. In Finland’s case this means that in order to clarify the origin of the imported timber, the wood importer has to exercise the due diligence system. For the wood produced in Finland, the forest owner has to exercise the due diligence system including a forest use declaration and the measurement certificate of forest harvesting, in which the timber is put up for sale. The Agency for Rural affairs is the authorized public authority supervising the use of the regulation. One of the important statutory tasks of the Finnish Forest Centre is to inspect all incoming forest use declarations. The Forest Centre has not previously systematically supervised the legality of the forest harvesting made without the declaration. The objective of this research is to develop a remote sensing-based method for the Forest Centre to control the final fellings harvested without the forest use declaration. At the same time information is received about the number of missing and incorrect forest use declarations. For the objective of the research is utilized the Forest Centre’s laser scanning materials, forest resources data, aerial images, year 2012, also spatial data analysis, the classification of map objects and archives. The research result shows that in the study area, 2.6 % of all the final fellings carried out between 1.7.2006–1.7.2012 were made without the forest use declaration. In the research results there is uncertainty about the final amount of defaults, since the landowners were not consulted about the lack of declaration. For this a further research is needed. It can be seen that the method based on the remote sensing-based system is useful for controlling the final fellings harvested without the forest use declaration. The method permits to find out any violations and to take follow-up measures.
  • Mikkola, Tuomas (Helsingin yliopisto, 2020)
    Hoidettujen ja ajallaan harvennettujen metsien rooli korostuu tulevaisuudessa, kun puuta tarvitaan teollisuuden lisäksi yhä enemmän myös energiakäyttöön. Korjuujäljen tulisi olla mahdollisimman vauriotonta, jotta metsä jäisi sekä rakenteellisesti että laadullisesti hyvään kasvukuntoon. Puunkorjuuseen liittyy kausivaihtelua ja perinteisesti hakkuut on pyritty tekemään maan ollessa jäässä. Ilmastonmuutoksesta johtuva talvien lyheneminen ja lämpeneminen sekä aiempaa suuremmat sademäärät edellyttävät puunkorjuun sopeuttamista muuttuneisiin olosuhteisiin. Raskas korjuukalusto muodostaa riskin maaperän ja jäävän puuston vaurioitumiselle, sillä korjuun vaikutukset kohdistuvat puihin ja niiden kasvualustaan. Kuusikot ovat puunkorjuun näkökulmasta haastavia kohteita, sillä niiden juuret kasvavat lähellä maan pintaa. Tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää, soveltuuko kuiva loppukesä kuusikkoharvennuksiin ja millainen vaikutus tutkitulla ajankohdalla on korjuujälkeen. Tutkimuksessa seurattiin reaaliaikaisesti hakkuu- ja ajokoneen työskentelyä viidellä leimikolla eteläisessä Suomessa. Hakkuun osalta tutkittiin kahden erilaisen työmenetelmän vaikutusta tuottavuuteen, hakkuutähteen määrään ajourilla ja korjuujälkeen. Normaalilla työtavalla kauempana ajourilta sijainneet rungot käsiteltiin urien ulkopuolella. Suojaavalla työtavalla koneen kuljettaja käsitteli runkoja mahdollisimman paljon uran päällä. Työmenetelmiä vertailtiin aikatutkimuksen avulla. Korjuujäljen osalta mitattiin maasto- ja puustovaurioita. Lisäksi aineistoa käytettiin raiteistumista ennustavan mallin muodostamiseen. Työmenetelmien välinen ero hakkuun tuottavuuden osalta ei muodostunut merkittäväksi. Suojaava työtapa lisäsi hakkuukoneen ajanmenekkiä noin 6 %. Kuusikoiden korkeasta hakkuutähdepotentiaalista johtuen molemmilla työmenetelmillä saatiin tuotua 86-92 % saatavilla olevasta hakkuutähdemassasta urille. Korjuuvaurioiden määrä vaihteli leimikoiden välillä huomattavan paljon. Suurin osa puustovaurioista oli hakkuukoneiden aiheuttamia runkovaurioita. Ajokoneet muodostivat puolestaan suurimman osan ajourapainumista sekä juuristo- ja juurenniskavaurioista. Ennustettaessa ajourapainumien kehittymistä todettiin riippuvuus kumulatiiviseen ylikulkeneeseen massaan ja hakkuutähteen paksuuteen.
  • Muhonen, Olli (Helsingfors universitet, 2012)
    Forest energy harvesting has increased significantly in recent years. The extraction of forest energy is usually done with conventional forwarders. The productivity of extraction work is, however, quite poor due to a low material density, which results in a small load size. The objective of the study was to increase the productivity of forest energy extraction via solutions that increase the load size. The first method that was studied involved widening the load space hydraulically. The other solution was based on compressing the load with hydraulically tiltable stakes. The study was conducted as a development study. The field studies were carried out in the summer and autumn of 2011 on harvesting sites managed by Metsähallitus and Metsäliitto in the Jyväskylä region. The study material comprises a total of 139 loads. There was a significant difference in raw density between the logging residues and stump pieces for the widening and compressing load space solutions. For this reason, it does not make sense to compare the two load space solutions to each other. The analyses were based on the reported load scale tonnes. Both load space alternatives increased the load size by 20-30 per cent depending on the assortment. For logging residues, the increase in efficient hour productivity for extraction was 13 per cent and for stump pieces it was 30 per cent. With the compressing load space, the efficient hour productivity for full trees increased by 17 per cent. For logging residues, the increase was 5 per cent and for stump pieces it was 12 per cent. Compression was not a successful method for stump pieces and even for logging residues the benefits were mainly based on the increased load space. Compressing the load is mainly beneficial when extracting full trees. The project was carried out together with Osuuskunta Metsäliitto (now Metsä Group), Metsä-Multia Oy and Ponsse Oyj. The modelling work was done by Metsäteho Oy. This study shows results of Metsähallitus project “Maastokuljetuksen kehittäminen”. The project is part of the EffFibre (Value through Intensive and Efficient Fibre Supply) research and development programme coordinated by Forestcluster Ltd.
  • Tanhuanpää, Topi (Helsingfors universitet, 2011)
    There is an ever growing interest in coarse woody debris (CWD). This is because of its role in maintaining biodiversity and storing atmospheric carbon. The aim of this study was to create an ALS-data utilizing model for mapping CWD and estimating its volume. The effect of grid cell size change to the model's performance was also considered. The study area is located in Sonkajärvi in eastern Finland and it consisted mostly of young commercially managed forests. The study utilized low-frequency ALS-data and precise strip-wise field inventory of CWD. The data was divided into two parts: one fourth of the data was used for modeling and the remaining three fourths for validating the models that were constructed. Both parametric and non-parametric modelling practices were used for modelling the area's CWD. Logistic regression was used to predict the probability of encountering CWD in grid cells of different sizes (0.04, 0.20, 0.32, 0.52 and 1.00 ha). The explanatory variables were chosen among 80 ALS-based variables and their conversions in three stages. Firstly, the variables were plotted against CWD volumes. Secondly, the best variables plotted in the first stage were examined in single-variable variable models. Thirdly, variables to the final multivariable model were chosen using 95 % level of significance. The 0.20 ha model was parametrized to other grid cell sizes. In addition to parametric model constructed with logistic regression, 0.04 ha and 1.0 ha grid cells were also classified with CART-modelling (Classification and Regression Trees). With CARTmodelling, non-linear dependecies were sought between ALS-variables and CWD. CART-models were constructed for both CWD existence and volume. When the existence of CWD in the study grid cells was considered, CART-modelling resulted in better classification than logistic regression. With logistic model the goodness of classification was improved as the grid cell size grew from 0.04 ha (kappa 0.19) to 0.32 ha (kappa 0.38). On 0.52 ha cell size, kappa value of the classification started to diminish (kappa 0.32) and was futhermore diminished to 1.0 ha cell size (kappa 0.26). The CART classification improved as the cell size grew larger. The results of CART-modelling were better than those of the logistic model in both 0.04 ha (kappa 0.24) and 1.0 ha (kappa 0.52) cell sizes. The relative RMSE of the cellwise CWD volume predicted with CART-models diminished as the cell size was enlarged. On 0.04 ha grid cell size the RMSE of the total CWD volume of the study area was 197.1 % and it diminished to 120.3 % as the grid cell size was enlarged to 1.0 ha. On the grounds of the results of this study it can be stated that the link between CWD and ALS-variables is weak but becomes slightly stronger when cell size increases. However, when cell size increases, small-scale variation of CWD becomes more difficult to spot. In this study, the existence of CWD could be estimated somewhat accurately, but the mapping of small-scale patterns was not successful with the methods that were used. Accurate locating of small-scale CWD variation requires further research, particularly on the use of high density ALS-data in CWD inventories.
  • Kananen, Eero (Helsingfors universitet, 2017)
    Metsistä tarvitaan tarkkaa, ajantasaista ja harhatonta tietoa strategiseen suunnitteluun sekä operatiivisen metsä- ja leimikkosuunnittelun tarpeisiin. Perinteisesti tietoa on kerätty kuvioittaisella arvioinnilla, mutta tiedon tarpeen lisääntyessä ja kustannuksia karsittaessa on tullut tarvetta yhä tehokkaammille menetelmille. Tämän hetken tutkimusten valossa lupaavimmalle menetelmälle vaikuttaa lentolaserkeilaukseen (ALS) perustuva metsieninventointi ja monet suomalaiset metsäorganisaatiot ovatkin ottaneet sen käyttöön operatiivisessa metsävaratiedon tuottamisessa. Jotta menetelmän avulla saadulla tiedoilla voidaan luotettavasti tehdä päätöksiä, on sen laadusta pystyttävä varmistumaan. Tässä tutkimuksessa testattiin ja analysoitiin Tornator Oy:n laserkeilauspohjaisen metsävaratiedon laatua sekä laadun valvontamenetelmää. Tutkimusalueena oli noin 16 000 hehtaaria Tornatorin maita Etelä-Savossa. Alue oli laserkeilattu ja ilmakuvattu Blom Kartta Oy:n toimesta kesällä 2011 ja Blom Kartan tekemän tulkinnan tukena käytettiin Metsäkeskus Etelä-Savon mittaamia maastokoealoja (700 kpl). Tulosten laadun tarkastamiseksi suoritettiin kontrolli-inventoiniti kesällä 2012. Kontrolli-inventoinnissa suoritettiin alueen metsäkuviolle ositettu otanta, jolla valittiin 60 kuviota mitattaviksi. Kullekin kuviolle sijoitettiin 4-6 koealaa, joilta puustotiedot mitattiin. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää kuinka tarkkaa saavutettiinko inventoinnin suorittajalle asetetut laatuvaatimukset sekä kuinka inventoinnin laatua voidaan valvoa luotettavasti, kustannustehokkaasti ja riippumattomasti. Lisäksi tarkasteltiin kuinka inventointiaineistossa ilmenneet virheet vaikuttavat metsänhoitotoimenpiteiden määritykseen ja ajoitukseen. Tuloksia tarkasteltiin usealla eri tavalla kattavan käsityksen saamiseksi. 1) Tunnuksille laskettiin RMSE ja harha. 2) Tunnuksia tarkasteltiin visuaalisten kuvaajien avulla. 3) Muodostettiin pistekuviot 95 % luottamusväleillä ja tarkastettiin suhde 1:1 viivaan. 4) Muodostettiin Bland-Altman kuvat laskemalla kontrollimittauksen ja laserkeilauksen attribuuttien erotuksen keskiarvot ja kuvaamalla nämä vastaavien attribuuttien keskiarvoja vasten. 5) Yhdistämällä toleranssirajat Bland-Altman kuviin. Bland-Altman kuvia käytettäessä kumpaakaan menetelmää ei oleteta täysin tarkaksi ja siten ne tarjoavat oikeudenmukaista tulkintaa laadunvalvonnan tuloksille. Tulosten perusteella inventoinnin suorittajalle asetetut vaatimukset täyttyivät hyvin. Yksittäisillä kuvioilla ilmeni kuitenkin poikkeamia, joiden vaikutukset metsänhoitotoimenpiteiden ajoitukseen ovat merkittäviä. Laserkeilauspohjainen metsävaratieto toimii hyvin mestsäsuunnittelun tukena, mutta sen laadun varmistamiseksi on oltava käytössä menetelmä, jolla mahdolliset poikkeamat pystytään löytämään.
  • Kallioniemi, Paula (Helsingfors universitet, 2012)
    Tending of seedling stands and improvement of young stands are important steps in wood produc-tion, but they are often postponed or even neglected primarily due to high expenses and poor availability of labour. Machine tending of young stands requires special equipment and appropri-ately suited devices, restricting the method's feasibility to larger stands. For the present, clea-ring and thinning of young stands is mainly accomplished manually using a clearing saw due to lower cost of manual work compared with machine tending. Mechanized pre-commercial thinning further requires that strip roads must be opened, which will reduce the number of growing trees, resulting in diminished area for wood production. Trunk and root damages are a frequent phenomenon and furthermore the terrain can sustain damage. Dam-ages in standing crop and soil can reduce timber output during forest rotation time. The negative contribution of strip roads on timber output and poor forest health should be countered in devel-oping machine tending. The need for the development of machine tending and its benefits increas-es with receding availability of labour. This study focuses on the influence on timber production and trunk damages by a forestry vehicle equipped with a MenSe clearing head. The emphasis lies on examining strip roads and damages in young stands. In addition to conclusions from forest measurements, literature search was applied in studying the effects of machine tending on timber output. The corollary influence of strip roads on future timber output requires further research. The study observes a 10 % decrease in surface area resulting from laying strip roads for mechanized pre-commercial thinning. Trunk damages were present on average in 5 % of the remaining trees. Growth impeding trees surrounding growing trees amounted to 250 trees per hectare and need-lessly removed trees about 90 per hectare. The consumption of working time averaged 8,4 hours per hectare and hourly output 0,12 hectare on all sites. Nonnegligent divergencies in drivers regard-ing efficiency and procedure were observed. Attending to the education, motivation, advicement and supervision of the driver will be worthwhile in the future. Circumstances surrounding both the driver and the forest machine present a challenge in develop-ing the cost-efficiency and labour resultant of mechanized pre-commercial thinning. In the future more alternatives for wood production chain should be considered for research, for instance the possibility of entirely abandoning pre-commercial thinning after the preliminary cleaning of seed-ling stands with an uprooter, subsequently leading to energy wood thinning or first thinning.
  • Nummela, Henna (Helsingin yliopisto, 2018)
    Tarkka tieto puutavaralajeista on olennainen puukaupassa, sillä noin 75 % metsänomistajien kantorahatuloista kertyy tukista. Puunostajille on puolestaan tärkeää, että korjattu puutavara vastaa määrältään ja laadultaan toimitustavoitteita, jotta asiakkaalle voidaan toimittaa lopputuotteet ajallaan. Tarpeeksi luotettavaa ja tarkkaa tietoa puutavaralajeista ei kuitenkaan saada nykymuotoisten inventointien tiedoista, joten tarkempien tietojen saamiseksi täytyy nykyään tehdä erillinen leimikon suunnittelu maastossa. Monilähteinen puutason inventointi on leimikon ennakkomittaukseen tarkoitettu menetelmä, jossa yhdistetään lentolaserkeilausaineistoa ja puukartta. Puukartta olisi tarkoitus tuottaa edellisen metsänkäsittelytoimenpiteen yhteydessä esimerkiksi maastolaserkeilauksella. Tämän Pro gradu -työn tarkoituksena oli testata monilähteistä puutason inventoinnilla kolmella päätehakkuukypsällä leimikolla. Jokaiselle leimikolle ennustettiin monilähteisellä puutason inventoinnilla ja yksinpuintulkinnalla koko puuston tukki- ja kuitupuukertymä, keskiläpimitta sekä runkolukusarja. Lisäksi ennustettiin jokaisen leimikon pääpuulajin eli männyn (Pinus sylvestris L.) tukki- ja kuitupuukertymä, keskiläpimitta sekä runkolukusarja monilähteisellä puutason inventoinnilla ja yksinpuintulkinnalla. Runkolukusarjoille laskettiin virheindeksit. Monilähteisen puutason inventoinnin ja yksinpuintulkinnan tuloksia vertailtiin hakkuukoneaineistoon. Lisäksi monilähteisen puutason inventoinnin ja yksinpuintulkinnan tuloksia vertailtiin toisiinsa. Monilähteinen puutason inventointi yliarvioi koko puuston keskiläpimitan keskimäärin 0,5 cm:llä. Mäntyjen keskiläpimitan ennustuksessa ei ollut eroa verrattuna hakkuukoneaineistoon. Kuitupuukertymän ennustaminen monilähteisellä puutason inventoinnilla oli epätarkinta: keskimäärin 29,9 % aliarvio koko puustolla ja 19,5 % yliarvio männyillä. Tukkikertymän ennustaminen oli tarkkaa, koko puustolla monilähteinen puutason inventointi antoi keskimäärin 6,8 % yliarvion ja männyillä vain 2,8 % aliarvion. Runkolukusarjojen virheindeksi oli koko puustolla välillä 0,26 – 0,38 ja männyillä välillä 0,17 – 0,25 monilähteisellä puutason inventoinnilla. Yksinpuintulkinnalla puolestaan koko puuston keskiläpimitta oli 0,2 cm aliarvio ja männyillä vain 0,1 cm aliarvio. Kuitupuukertymä oli yksinpuintulkinnalla 1,3 % aliarvio ja männyillä 10,1 % yliarvio. Tukkikertymä oli 26,4 % yliarvio yksinpuintulkinnalla ja mäntyjen tukkikertymäkin 16,2 % yliarvio. Virheindeksi runkolukusarjoille yksinpuintulkinnalla vaihteli välillä 0,26 – 0,42 ja männyillä välillä 0,14 – 0,28. Monilähteinen puutason inventointi operatiivisessa käytössä vaatisi lisätutkimuksia mm. automaattisesta puiden ja puulajin tunnistamisesta maastolaserkeilausaineistosta sekä automaattisesta lentolaserkeilaus- ja maastolaserkeilausaineiston yhdistämisestä.
  • Joensuu, Marianna (Helsingfors universitet, 2014)
    In forest inventories, more and more detailed information about the constantly growing stock is intended to obtain both at national and at private forests level. At present, in forest planning the features describing wood quality are rarely estimated from standing trees since there are limited resources for the precise measurements of the trees due to high expenses. The principal aim of this study was to determine the precision whereby the externally reviewed predictive features of the internal quality of a log-size pine wood can be estimated manually using Terrestrial Laser Scanning (TLS). The examined features were tree height, diameter at breast height, upper diameter as well as the heights of the lowest dead and living branch. The second main objective was to determine the precision whereby the tree class can be predicted based on measured and derived tree attributes. The derived attributes were the volume of the wood, crown ratio, the relation of dead branched and branch free part of the tree to the tree height, and form factor. For forecasting the nearest neighbor method was used where the search for the nearest neighbors was performed using the Random Forest -method. The relative accuracy (RMSE %) of TLS data in relation to the reference field data was found to be 7.54% (bias -6.16%) for the tree height, 6.39% ( -2.46%) for the breast height diameter, 10.01% (0.40%) for the upper diameter, 9.21% ( -5.99%) for the height of the lowest living branch and 34.95% ( -1.47%) for the height of the lowest dead branch. On the prediction of the tree class indicating the stem quality, the TLS data reached 78 % classification accuracy (5 tree classes). With harsher three tree class categorization 87% classification accuracy was reached. Based on the results can be said that quality factors, such as the lowest branches can be measured from the TLS data with reasonably adequate accuracy. Also the prediction of the tree class turns out decently (5 classes) and with harsher categorization (3 classes) well. The forecasting method described in this study can still be improved for example by the automatic interpretation of the laser scanning data, as well as combining several laser scanning points from the examined target. The most potential near future application is that TLS data can work as reference for airborne laser scanning because for this purpose the harsher categorization accuracy seems to be already very promising.
  • Vuosalmi, Lauri (Helsingin yliopisto, 2016)
    Männylle (Pinus sylvestris L.) ja useille havupuille on ominaista, että sen sisäoissa oleva puuaines muuttuu ikääntyessä sydänpuuksi. Sydänpuun ominaisuudet poikkeavat ympäröivästä puuaineesta merkittävästi ja sisältävät puunjalostuksellista käyttöä varten arvokkaita ominaisuuksia. Sydänpuun määrää ja tilavuutta ei pystytä aukottomasti ennustamaan ilman puun kaatamista tai vahingoittamista. Männylle on laadittu sydänpuun läpimitta- ja tilavuusmalleja, mutta näiden mallien heikkoutena on, etteivät ne kykene ennustamaan sydänpuun läpimittaa ja tilavuutta riittävällä tarkkuudella puun latvaosissa. Tässä tutkimuksessa luotiin tarkentavat läpimittamallit puun suhteellisille korkeuksille. Tutkimuksen tarkoituksena oli myös selvittää, millä korkeudella sydänpuun muodostumista alkaa tapahtua. Sydänpuun läpimittojen yhtälöt seitsemälle suhteelliselle korkeudelle laadittiin lineaarisen regressioyhtälön avulla. Selittävinä muuttujina käytettiin puun pituutta ja rinnankorkeusläpimittaa, sekä läpimittaa tarkasteltavan suhteellisen korkeuden vierekkäisistä suhteellisista korkeuksista. Männyn sydänpuun tilavuutta pyrittiin mallintamaan suhteellisille korkeuksille ennustettujen sydänpuun läpimittojen avulla. Sydänpuun läpimittahavaintoja sisältävät yhtälöt kykenivät selittämään sydänpuun läpimitan vaihteluista suhteellisilla korkeuksilla 2,5 % – 70 % muuttujien määrän huomioivalla selitysasteella 0,95 – 0,995. Mallien absoluuttinen keskivirhe vaihteli 3,9–8,3 millimetrin välillä. Suhteelliselle korkeudelle 85 % laadittu malli toimi odotetusti muita huonommin. Tälle korkeudelle laadittu malli kykeni ennustamaan vain 73,5 % tarkkuudella sydänpuun läpimitan vaihtelusta. Mallin keskivirhe oli kuitenkin pieni, vain 1,6 millimetriä. Mallien korkea selitysaste osoittaa, että sydänpuun läpimitat suhteellisilla korkeuksilla ovat vahvassa lineaarisessa riippuvuussuhteessa, joten yhdellä sydänpuuhavainnolla on mahdollista ennustaa varsin luotettavasti myös muiden korkeuksien sydänpuun läpimitat. Tutkimus osoitti, että aivan latvaosien sydänpuun läpimittaa ei voida mallintaa tarkasti sydänpuutietoa sisältävien mallienkaan avulla vaan sydänpuun läpimitoissa on aina puukohtaista vaihtelua. Mantopuun lustojen lukumäärä sydänpuun päättymiskorkeudella estimoitiin koepuiden lustomittauksista. Keskimääräinen lustomäärä oli 12, keskihajonnan ollessa 4 lustoa. Suuri vaihteluväli (4–25 lustoa) osoittaa, että sydänpuun päättymiskorkeudessa on puiden välistä vaihtelua. Tutkimuksessa havaittiin, että sydänpuun päättymiskorkeus voidaan johtaa luotettavasti puun ulkoisten tunnusten avulla. Puun pituuden, latvusrajan korkeuden ja rinnankorkeusiän avulla laadittu regressioyhtälö kykeni ennustamaan sydänpuun päättymiskorkeuden muuttujien määrän huomioivalla selitysasteella 97,5 %. Männyn sydänpuun suhteelliselle muotokäyrälle laadittiin yhtälö sydänpuun päättymiskorkeuden avulla. Suhteellinen muotokäyrä onnistui selittämään sydänpuun läpimitan vaihtelua 84 %:n tarkkuudella rungon sisäosissa. Integroimalla on mahdollista laskea tämän yhtälön avulla rungon sisältämä sydänpuun tilavuus. Tutkimuksen tulokset eivät täysin ole yleistettävissä koko maata kattavaksi, sillä tämän tutkimuksen aineisto on kerätty pääosin Etelä-Suomen alueelta. Sydänpuun muodostuminen on riippuvainen kasvupaikkatekijöistä ja lämpösummasta, joten täsmällisten mallien laadinta olisi syytä tehdä alueittain. Tämä edellyttäisi kuitenkin laajemman aineiston keräämistä, jossa maantieteelliset vaihtelut olisi huomioitu.