Management of multi-scale forest resource data over time

During the last decades there has been a global shift in forest management from a focus solely on timber management to ecosystem management that endorses all aspects of forest functions: ecological, economic and social. This has resulted in a shift in paradigm from sustained yield to sustained diversity of values, goods and benefits obtained at the same time, introducing new temporal and spatial scales into forest resource management. The purpose of the present dissertation was to develop methods that would enable spatial and temporal scales to be introduced into the storage, processing, access and utilization of forest resource data. The methods developed are based on a conceptual view of a forest as a hierarchically nested collection of objects that can have a dynamically changing set of attributes. The temporal aspect of the methods consists of lifetime management for the objects and their attributes and of a temporal succession linking the objects together. Development of the forest resource data processing method concentrated on the extensibility and configurability of the data content and model calculations, allowing for a diverse set of processing operations to be executed using the same framework. The contribution of this dissertation to the utilisation of multi-scale forest resource data lies in the development of a reference data generation method to support forest inventory methods in approaching single-tree resolution.

Perinteisesti metsävarojen hyödyntämisessä on keskitytty puuvarantoon, mutta viimeisimpinä vuosikymmeninä myös ekologiset, taloudelliset ja sosiaaliset ulottuvuudet ovat saaneet painoarvoa. Metsävarojen hallinnan kannalta tämä tarkoittaa uusien ajallisten ja tilallisten ulottuvuuksien lisäämistä osaksi toimintaa. Jotta voitaisiin arvioida, onko metsävarojen käyttö vastannut sille asetettuja tavoitteita, tulisi olla mahdollista seurata metsien muuttumista ajan myötä. Tämän tutkimuksen tavoitteena olikin kehittää tiedonhallinnallisia menetelmiä ajan ja eri mittakaavojen yhdistämiseksi osaksi metsävaratietojen hallintaa. Tutkimuksessa pyrittiin vastaamaan kysymykseen kuinka nykyhetken tiedot voitaisiin säilöä käytettävässä muodossa niiden muuttuessa historiatiedoiksi, toisin sanoen tutkimuksessa etsittiin menetelmiä säilyttää ajantasaisen puustotiedon lisäksi tieto metsän menneisyydestä. Lisäksi tutkittiin kuinka metsää voitaisiin tarkastella useammista näkökulmista samanaikaisesti, esimerkiksi puiden, puuryhmien, metsäkuvioiden tai suurempien alueiden tasolla, ja kuinka nämä aikaan ja paikkaan sidotut tiedonhallinnan tarpeet voitaisiin yhdistää. Menetelmäkehitys jakaantui neljään osaan: aika-paikkatiedon tallentamisen, laskennallisen käsittelyn, tiedonhaun ja hyödyntämisen menetelmiin. Kehitetyt tiedonhallinnan menetelmät perustuvat työssä kehitettyyn käsitteelliseen malliin, jossa metsä kuvataan joukkona hierarkisia kohteita. Toisin sanoen, kullakin kohteella voi olla joukko alikohteita, joilla taas voi olla omat alikohteensa ja niin edelleen. Esimerkkinä tästä toimii edellä mainittu suuralue-metsäkuvio-puuryhmä-puu hierarkia. Oleellista menetelmien kannalta oli mahdollistaa tietosisällön ja tiedon käsittelyyn käytettävien mallien mahdollisimman vapaa muokattavuus, sillä aika tuo väistämättä mukanaan muutoksia siinä, mitä metsästä mitataan ja miten mittaustietoa malleilla käsitellään. Monimittakaavaisen metsävaratiedon hyödyntämisen menetelmien osalta tässä väitöksessä kehitettiin menetelmä, jolla voidaan tuottaa hakkuukoneen tuottamasta mittaustiedosta kustannustehokkaasti yksittäisen puun tasoa lähestyvää maastotietoa kaukokartoitusmenetelmien käyttöön.