Onko kuvauskopterista apua energiaranka­varastojen mittauksessa?

Rankavaraston tilavuus voidaan mitata painomitalla kuormatraktorin kuormainvaa’alla. Mittaustuloksena saatu massa muunnetaan tuoretiheysluvuilla kiintokuutiometreiksi.  

Rankapino voidaan mitata myös perinteistä pinomittausta soveltaen. Mittausmenetelmät on tarkasti kuvattu alan säädöksissä ja ohjeissa. Myös hakkuukonemittaus sopii energiapuun mittaukseen, mikäli maatilalla poltetaan esimerkiksi metsänhoitoyhdistyksen korjuupalvelun toimittamasta kuitupuusta tehtyä pienpuuhaketta. Irtohakkeen mittaukselle on olemassa omat ohjeensa. 

Jälkikäsittely tärkeää 

Tulevaisuudessa energiarankavarastojen hallinta ja nopeat mittaustavat voivat korostua esimerkiksi tilakoon ja rankavarastojen kasvaessa.  

Energianpuun mittauksessa on kokeiltu  uusia digitaalisia sovelluksia, kuten drooneja. Droonikameran optiikan ja korkeusanturin datan avulla voidaan määrittää rankapinon korkeus eri kohdissa. Kun jälkikäsittelynä lisätään joko automaattisesti tai manuaalisesti pinon pystysuora pinta-ala, tuloksena saadaan pinon kehystilavuus.  

Selvitys kolmella varastolla 

Seinäjoen ammattikorkeakoulussa tehtiin selvitys kuvauskoptereiden eli droonien käytöstä maatilojen energiarankavarastojen inventoinnissa viime vuoden toukokuussa. Selvityksessä keskityttiin karsittuun rankaan.  

Aukeilla paikoilla Etelä-Pohjanmaalla sijainneet varastot mitattiin ensin energiapuun pinomittausmenetelmällä. Varastojen kehystilavuudet olivat 259,6; 86,2 ja 427,9 kuutiometriä. Karsitun rangan varastojen kiintotilavuusprosentit olivat 40–48.  

Kuvaus vaati tarkkuutta 

Tämän jälkeen rankapinot kuvattiin drooneilla 60–70 metrin korkeudessa. Kuvauksissa oli tärkeää suodattaa pois kuvausmateriaalista häiritsevät tekijät, kuten ajoneuvot ja läheiset rakennukset. Metsän läheisyys olisi voinut vaikuttaa mittaustuloksiin. Kuvausaika per energiarankavarasto oli 2- 9 minuuttia. Varastojen kehystilavuuksiksi saatiin 352,0, 184,5 ja 596,2 kuutiometriä peruskuvausten perusteella. 

Taulukko: Rankavarastojen kehystilavuudet. 

Kehystilavuudessa vaihtelua 

Kuvauskopterilla saatiin suuremmat kehystilavuudet kuin rankapinojen manuaalisella mittauksella. Mittauserojen poikkeamat olivat kehystilavuuksien osalta 35,6, 214,0 ja 39,3 prosenttia. Erot johtuvat pinojen heterogeenisesta rakenteesta. Pinoihin syntyvät lipat ja ladonta lisäävät kasojen leveyttä, vaikka pöllit olisivat määrämittaan katkottuja. Ylipitkät, karsimattomat rangat pinon päällä vaikeuttivat kuvatulkintaa. Toisaalla turveaumoista tai maa-ainesvarastoista on voitu saada tarkempia mittaustuloksia niiden homogeenisemman rakenteen takia.  

Kuvia suurentamalla, varjoja poistamalla ja tiivistämällä saatiin kehystilavuuksiksi 254,7; 87,3 ja 407,5 kuutiometriä. Varastopinokohtaiset poikkeamat olivat siten -1,9 %, 1,3 % ja -5,0 %.  

Hakkuukonemittauksen tulos oli 171,8 kiintokuutiometriä sen rankavaraston osalta, jonka mitattu kehystilavuus oli 259,6 kuutiota. Varaston kiintotilavuus oli vastaavasti 103,8 kuutiota. Tulokset eivät ole vertailukelpoisia, kun mittausmenetelmät eivät olleet samat ja varastopino oli painunut. 

Kehityskohteita on 

Selvityksen perusteella kuvauskopterimenetelmä toimi lähtökohtaisesti karsitun rangan kohdalla. Rankavarastojen kehystilavuudet voitiin määrittää kuvakäsittelyn avulla. Karsimattomalle kokopuulle tuloksissa olisi ollut enemmän vaihtelua kokopuuvarastojen heterogeenisuuden takia. Kuvatulkinta ja pinomittaus maastossa ovat kuitenkin subjektiivisia menetelmiä. Lisäksi voidaan keskustella, onko perinteinen pinomittaus vielä nopeampi ja kustannustehokkaampi tapa toimia, jos kuvankäsittelyn tekeminen on nykyisellä droonitekniikalla välttämätön vaihe. 

Kuvatulkintaa ja –analytiikkaa on kuitenkin tarpeen kehittää. Kun kuvausten yhteydessä määritetään rankapinoista pölkkyjen keskiläpimitta ja keskipituus sekä kuvauksessa keskitytään erityisesti varastojen pituuden mittaukseen, päästään tarkempiin tuloksiin ja saadaan kiintotilavuudet selville. Jos karsittu ranka on maastossa katkottu 3-metriseksi, helpottaisi se mittausta. Droonilla ei vielä saanut mitattua pinon keskiläpimittaa. 

Soveltuu suurille toimijoille 

Yksittäisen hankintahakkaajan pieniä, 10–20 kuutiometrin varastopinoja ei kannata inventoida kuvauskoptereilla. Sen sijaan suurilla maatiloilla, energiapuuterminaaleissa ja voimalaitoksilla kuvauskoptereista on apua rankavarastojen inventointiin. Tällaiset mittakohteet voivatkin yleistyä, kun turvetta korvataan entistä enemmän metsäenergialla ja puukasat suurenevat. 

Selvityksen yhteydessä huomattiin myös, että Metsäntutkimuslaitoksen aikanaan energiarangalle määrittämät kiintotilavuusprosentit olivat alakantissa, jos rankavarastossa oli myös osin lahovikaisia tukkirunkoja. Kuitupuun pinomittausohjeen osalta havaittiin, että ohjeet on aikanaan laadittu havupuulle ja lehtipuulle erikseen eikä sekapinoille. Energiapuun määrästä ja laadusta voidaan toki sopia myös ilman mittaustoimitusta.