Quality Assessment of a Forest Inventory Based on Airborne Laser Scanning

In this study, a quality assessment method based on sampling of primary laser inventory units (microsegments) was analysed. The accuracy of a laser inventory carried out in Kuhmo was analysed as a case study. Field sample plots were measured on the sampled microsegments in the Kuhmo inventory area. Two main questions were considered. Did the ALS based inventory meet the accuracy requirements set for the provider and how should a reliable, cost-efficient and independent quality assessment be undertaken. The agreement between control measurement and ALS based inventory was analysed in four ways: 1) The root mean squared errors (RMSEs) and bias were calculated. 2) Scatter plots with 95% confidence intervals were plotted and the placing of identity lines was checked. 3) Bland-Altman plots were drawn so that the mean difference of attributes between the control method and ALS-method was calculated and plotted against average value of attributes. 4) The tolerance limits were defined and combined with Bland-Altman plots. The RMSE values were compared to a reference study from which the accuracy requirements had been set to the service provider. The accuracy requirements in Kuhmo were achieved, however comparison of RMSE values proved to be difficult. Field control measurements are costly and time-consuming, but they are considered to be robust. However, control measurements might include errors, which are difficult to take into account. Using the Bland-Altman plots none of the compared methods are considered to be completely exact, so this offers a fair way to interpret results of assessment. The tolerance limits to be set on order combined with Bland-Altman plots were suggested to be taken in practise. In addition, bias should be calculated for total area. Some other approaches for quality control were briefly examined. No method was found to fulfil all the required demands of statistical reliability, cost-efficiency, time efficiency, simplicity and speed of implementation. Some benefits and shortcomings of the studied methods were discussed.

Digital elevation model error in terrain analysis

Digital elevation models (DEMs) have been an important topic in geography and surveying sciences for decades due to their geomorphological importance as the reference surface for gravita-tion-driven material flow, as well as the wide range of uses and applications. When DEM is used in terrain analysis, for example in automatic drainage basin delineation, errors of the model collect in the analysis results. Investigation of this phenomenon is known as error propagation analysis, which has a direct influence on the decision-making process based on interpretations and applications of terrain analysis. Additionally, it may have an indirect influence on data acquisition and the DEM generation. The focus of the thesis was on the fine toposcale DEMs, which are typically represented in a 5-50m grid and used in the application scale 1:10 000-1:50 000. The thesis presents a three-step framework for investigating error propagation in DEM-based terrain analysis. The framework includes methods for visualising the morphological gross errors of DEMs, exploring the statistical and spatial characteristics of the DEM error, making analytical and simulation-based error propagation analysis and interpreting the error propagation analysis results. The DEM error model was built using geostatistical methods. The results show that appropriate and exhaustive reporting of various aspects of fine toposcale DEM error is a complex task. This is due to the high number of outliers in the error distribution and morphological gross errors, which are detectable with presented visualisation methods. In ad-dition, the use of global characterisation of DEM error is a gross generalisation of reality due to the small extent of the areas in which the decision of stationarity is not violated. This was shown using exhaustive high-quality reference DEM based on airborne laser scanning and local semivariogram analysis. The error propagation analysis revealed that, as expected, an increase in the DEM vertical error will increase the error in surface derivatives. However, contrary to expectations, the spatial au-tocorrelation of the model appears to have varying effects on the error propagation analysis depend-ing on the application. The use of a spatially uncorrelated DEM error model has been considered as a 'worst-case scenario', but this opinion is now challenged because none of the DEM derivatives investigated in the study had maximum variation with spatially uncorrelated random error. Sig-nificant performance improvement was achieved in simulation-based error propagation analysis by applying process convolution in generating realisations of the DEM error model. In addition, typology of uncertainty in drainage basin delineations is presented.

Männyn neulaskadon arviointi laserkeilauksella

Leaf and needle biomasses are key factors in forest health. Insects that feed on needles cause growth losses and tree mortality. Insect outbreaks in Finnish forests have increased rapidly during the last decade and due to climate change the damages are expected to become more serious. There is a need for cost-efficient methods for inventorying these outbreaks. Remote sensing is a promising means for estimating forests and damages. The purpose of this study is to investigate the usability of airborne laser scanning in estimating Scots pine defoliation caused by the common pine sawfly (Diprion pini L.). The study area is situated in Ilomantsi district, eastern Finland. Study materials included high-pulse airborne laser scannings from July and October 2008. Reference data consisted of 90 circular field plots measured in May-June 2009. Defoliation percentage on these field plots was estimated visually. The study was made on plot-level and methods used were linear regression, unsupervised classification, Maximum likelihood method, and stepwise linear regression. Field plots were divided in defoliation classes in two different ways: When divided in two classes the defoliation percentages used were 0–20 % and 20–100 % and when divided in four classes 0–10 %, 10–20 %, 20–30 % and 30–100 %. The results varied depending on method and laser scanning. In the first laser scanning the best results were obtained with stepwise linear regression. The kappa value was 0,47 when using two classes and 0,37 when divided in four classes. In the second laser scanning the best results were obtained with Maximum likelihood. The kappa values were 0,42 and 0,37, correspondingly. The feature that explained defoliation best was vegetation index (pulses reflected from height > 2m / all pulses). There was no significant difference in the results between the two laser scannings so the seasonal change in defoliation could not be detected in this study.

Hila- ja kuviotason laskennan vaikutus kuvion kokonaistilavuuteen, tallennustilaan ja laskentaaikaan teoreettista läpimittajakaumaa ja runkolukusarjaa käyttämällä

Metsäsuunnittelussa tarvittavan metsävaratiedon keräämisessä ollaan Suomessa siirtymässä kuvioittaisesta arvioinnista laserkeilaus- ja ilmakuvapohjaiseen kaukokartoitukseen. Tämän tutkimuksen tarkoitus oli selvittää kuvion kokonaistilavuuden ja läpimittajakauman ennustamisen tarkkuus koealan metsikkö- ja puustotunnuksista MSN-, PRM-, ML- ja FMM-menetelmiä sekä Weibull-jakaumaa hyödyntäen seuraavilla tavoilla: 1. PRM-menetelmällä hilatasolla, 2. PRMmenetelmällä kuviotasolla, 3. ML-menetelmällä hilatasolla ja 4. ML-menetelmällä kuviotasolla. Lisäksi kuvion kokonaistilavuuden ennustamisen tarkkuus selvitettiin hyödyntäen kuviolle tuotettua runkolukusarjaa. Tulokset laskettiin puulajikohtaisesti männylle, kuuselle, koivulle ja muille puulajeille. Puulajien tulokset laskettiin kuviotasolla yhteen. Lisäksi selvitettiin menetelmien laskenta-ajan ja tallennustilan tarve. Tutkimuksen aineistona käytettiin Hämeen ammattikorkeakoulun Evon toimipisteen metsistä mitattuja kiinteäsäteisiä ympyräkoealoja, joita oli 249 kappaletta. Hakkuukoneella mitattiin 12kuvion, joiden pinta-alat vaihtelivat välillä 0,2 – 1,94 hehtaaria, puustotiedot. Aluepohjaisen laserkeilausaineiston pulssin tiheys oli 1,8/m2 ja ilmakuvien pikselikoko 0,5 metriä. Kuvion kokonaistilavuus ennustettiin tai estimoitiin laserkeilaus- ja ilmakuva-aineiston piirteiden avulla koealojen puustotunnuksista. Tulokset laskettiin erikseen kaikille kuvioille ja kuvioille, joiden pinta-ala oli yli 0,5 hehtaaria. Yli 0,5 hehtaarin kuvioita oli 8 kappaletta. Kuvion hilojen naapureina käytettiin 1 - 10 koealaa. Menetelmästä ja naapurien määrästä riippuen kokonaistilavuuden suhteellinen RMSE ja harha vaihtelivat välillä 20,76 – 52,86 prosenttia ja -12,04 – 46,54 prosenttia. Vastaavat luvut yli 0,5 hehtaarin kuvioilla olivat 6,74 – 59,41 prosenttia ja -8,04 – 49,59 prosenttia. Laskenta-aika vaihteli menetelmien ja käytettyjen naapurien määrän mukaan voimakkaasti. Kehittyneemmällä ohjelmoinnilla ja ohjelmistolla laskenta-ajat voivat laskea merkittävästi. Tallennustila ei testatuilla menetelmillä ole rajoittava tekijä laajassakaan mittakaavassa. Läpimittajakauman perusteella PRM-menetelmä ennustaa puulajille erittäin kapean läpimittajakauman, jos koeala koostuu vain muutamasta lähes samankokoisesta puusta. Tämä vaikutti tuloksiin erityisesti menetelmällä PRM2.

Lahopuumäärän ennustaminen ja kartoitus lentokonelaserkeilauksen avulla

Lahopuun määrästä ja sijoittumisesta ollaan kiinnostuneita paitsi elinympäristöjen monimuotoisuuden, myös ilmakehän hiilen varastoinnin kannalta. Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää aluepohjainen laserkeilausdataa hyödyntävä malli lahopuukohteiden paikantamiseksi ja lahopuun määrän estimoimiseksi. Samalla tutkittiin mallin selityskyvyn muuttumista mallinnettavan ruudun kokoa suurennettaessa. Tutkimusalue sijaitsi Itä-Suomessa Sonkajärvellä ja koostui pääasiassa nuorista hoidetuista talousmetsistä. Tutkimuksessa käytettiin harvapulssista laserkeilausdataa sekä kaistoittain mitattua maastodataa kuolleesta puuaineksesta. Aineisto jaettiin siten, että neljäsosa datasta oli käytössä mallinnusta varten ja loput varattiin valmiiden mallien testaamiseen. Lahopuun mallintamisessa käytettiin sekä parametrista että ei-parametrista mallinnusmenetelmää. Logistisen regression avulla erikokoisille (0,04, 0,20, 0,32, 0,52 ja 1,00 ha) ruuduille ennustettiin todennäköisyys lahopuun esiintymiselle. Muodostettujen mallien selittävät muuttujat valittiin 80 laserpiirteen ja näiden muunnoksien joukosta. Mallien selittävät muuttujat valittiin kolmessa vaiheessa. Aluksi muuttujia tarkasteltiin visuaalisesti kuvaamalla ne lahopuumäärän suhteen. Ensimmäisessä vaiheessa sopivimmiksi arvioitujen muuttujien selityskykyä testattiin mallinnuksen toisessa vaiheessa yhden muuttujan mallien avulla. Lopullisessa usean muuttujan mallissa selittävien muuttujien kriteerinä oli tilastollinen merkitsevyys 5 % riskitasolla. 0,20 hehtaarin ruutukoolle luotu malli parametrisoitiin muun kokoisille ruuduille. Logistisella regressiolla toteutetun parametrisen mallintamisen lisäksi, 0,04 ja 1,0 hehtaarin ruutukokojen aineistot luokiteltiin ei-parametrisen CART-mallinnuksen (Classification and Regression Trees) avulla. CARTmenetelmällä etsittiin aineistosta vaikeasti havaittavia epälineaarisia riippuvuuksia laserpiirteiden ja lahopuumäärän välillä. CART-luokittelu tehtiin sekä lahopuustoisuuden että lahopuutilavuuden suhteen. CART-luokituksella päästiin logistista regressiota parempiin tuloksiin ruutujen luokituksessa lahopuustoisuuden suhteen. Logistisella mallilla tehty luokitus parani ruutukoon suurentuessa 0,04 ha:sta(kappa 0,19) 0,32 ha:iin asti (kappa 0,38). 0,52 ha:n ruutukoolla luokituksen kappa-arvo kääntyi laskuun (kappa 0,32) ja laski edelleen hehtaarin ruutukokoon saakka (kappa 0,26). CART-luokitus parani ruutukoon kasvaessa. Luokitustulokset olivat logistista mallinnusta parempia sekä 0,04 ha:n (kappa 0,24) että 1,0 ha:n (kappa 0,52) ruutukoolla. CART-malleilla määritettyjen ruutukohtaisten lahopuutilavuuksien suhteellinen RMSE pieneni ruutukoon kasvaessa. 0,04 hehtaarin ruutukoolla koko aineiston lahopuumäärän suhteellinen RMSE oli 197,1 %, kun hehtaarin ruutukoolla vastaava luku oli 120,3 %. Tämän tutkimuksen tulosten perusteella voidaan todeta, että maastossa mitatun lahopuumäärän ja tutkimuksessa käytettyjen laserpiirteiden yhteys on pienellä ruutukoolla hyvin heikko, mutta vahvistuu hieman ruutukoon kasvaessa. Kun mallinnuksessa käytetty ruutukoko kasvaa, pienialaisten lahopuukeskittymien havaitseminen kuitenkin vaikeutuu. Tutkimuksessa kohteen lahopuustoisuus pystyttiin kartoittamaan kohtuullisesti suurella ruutukoolla, mutta pienialaisten kohteiden kartoittaminen ei onnistunut käytetyillä menetelmillä. Pienialaisten kohteiden paikantaminen laserkeilauksen avulla edellyttää jatkotutkimusta erityisesti tiheäpulssisen laserdatan käytöstä lahopuuinventoinneissa.

Alikasvoksen mittaus ja kartoitus laserkeilauksella

Tasaikäisen metsän alle muodostuvilla alikasvoksilla on merkitystä puunkorjuun, metsänuudistamisen, näkemä-ja maisema-analyysien sekä biodiversiteetin ja hiilitaseen arvioinnin kannalta. Ilma-aluksista tehtävä laserkeilaus on osoittautunut tehokkaaksi kaukokartoitusmenetelmäksi varttuneiden puustojen mittauksessa. Laserkeilauksen käyttöönotto operatiivisessa metsäsuunnittelussa mahdollistaa aiempaa tarkemman tiedon tuottamisen alikasvoksista, mikäli alikasvoksen ominaisuuksia voidaan tulkita laseraineistoista. Tässä työssä käytettiin tarkasti mitattuja maastokoealoja ja kaikulaserkeilausaineistoja (discrete return LiDAR) usealta vuodelta (1–2 km lentokorkeus, 0,9–9,7 pulssia m-2). Laserkeilausaineistot oli hankittu Optech ALTM3100 ja Leica ALS50-II sensoreilla. Koealat edustavat suomalaisia tasaikäisiä männiköitä eri kehitysvaiheissa. Tutkimuskysymykset olivat: 1) Minkälainen on alikasvoksesta saatu lasersignaali yksittäisen pulssin tasolla ja mitkä tekijät signaaliin vaikuttavat? 2) Mikä on käytännön sovelluksissa hyödynnettävien aluepohjaisten laserpiirteiden selitysvoima alikasvospuuston ominaisuuksien ennustamisessa? Erityisesti haluttiin selvittää, miten laserpulssin energiahäviöt ylempiin latvuskerroksiin vaikuttavat saatuun signaaliin, ja voidaanko laserkaikujen intensiteetille tehdä energiahäviöiden korjaus. Puulajien väliset erot laserkaiun intensiteetissä olivat pieniä ja vaihtelivat keilauksesta toiseen. Intensiteetin käyttömahdollisuudet alikasvoksen puulajin tulkinnassa ovat siten hyvin rajoittuneet. Energiahäviöt ylempiin latvuskerroksiin aiheuttivat alikasvoksesta saatuun lasersignaaliin kohinaa. Energiahäviöiden korjaus tehtiin alikasvoksesta saaduille laserpulssin 2. ja 3. kaiuille. Korjauksen avulla pystyttiin pienentämään kohteen sisäistä intensiteetin hajontaa ja parantamaan kohteiden luokittelutarkkuutta alikasvoskerroksessa. Käytettäessä 2. kaikuja oikeinluokitusprosentti luokituksessa maan ja yleisimmän puulajin välillä oli ennen korjausta 49,2–54,9 % ja korjauksen jälkeen 57,3–62,0 %. Vastaavat kappa-arvot olivat 0,03–0,13 ja 0,10–0,22. Tärkein energiahäviöitä selittävä tekijä oli pulssista saatujen aikaisempien kaikujen intensiteetti, mutta hieman merkitystä oli myös pulssin leikkausgeometrialla ylemmän latvuskerroksen puiden kanssa. Myös 3. kaiuilla luokitustarkkuus parani. Puulajien välillä havaittiin eroja siinä, kuinka herkästi ne tuottavat kaiun laserpulssin osuessa puuhun. Kuusi tuotti kaiun suuremmalla todennäköisyydellä kuin lehtipuut. Erityisen selvä tämä ero oli pulsseilla, joissa oli energiahäviöitä. Laserkaikujen korkeusjakaumapiirteet voivat siten olla riippuvaisia puulajista. Sensorien välillä havaittiin selviä eroja intensiteettijakaumissa, mikä vaikeuttaa eri sensoreilla hankittujen aineistojen yhdistämistä. Myös kaiun todennäköisyydet erosivat jonkin verran sensorien välillä, mikä aiheutti pieniä eroavaisuuksia kaikujen korkeusjakaumiin. Aluepohjaisista laserpiirteistä löydettiin alikasvoksen runkolukua ja keskipituutta hyvin selittäviä piirteitä, kun rajoitettiin tarkastelu yli 1 m pituisiin puihin. Piirteiden selitysvoima oli parempi runkoluvulle kuin keskipituudelle. Selitysvoima ei merkittävästi alentunut pulssitiheyden pienentyessä, mikä on hyvä asia käytännön sovelluksia ajatellen. Lehtipuun osuutta ei pystytty selittämään. Tulosten perusteella kaikulaserkeilausta voi olla mahdollista hyödyntää esimerkiksi ennakkoraivaustarpeen arvioinnissa. Sen sijaan alikasvoksen tarkempi luokittelu (esim. puulajitulkinta) voi olla vaikeaa. Kaikkein pienimpiä alikasvospuita ei pystytä havaitsemaan. Lisää tutkimuksia tarvitaan tulosten yleistämiseksi erilaisiin metsiköihin.

Cavity-enhanced laser spectroscopic studies of vibrational overtones of acetylene

This thesis contains five experimental spectroscopic studies that probe the vibration-rotation energy level structure of acetylene and some of its isotopologues. The emphasis is on the development of laser spectroscopic methods for high-resolution molecular spectroscopy. Three of the experiments use cavity ringdown spectroscopy. One is a standard setup that employs a non-frequency stabilised continuous wave laser as a source. In the other two experiments, the same laser is actively frequency stabilised to the ringdown cavity. This development allows for increased repetition rate of the experimental signal and thus the spectroscopic sensitivity of the method is improved. These setups are applied to the recording of several vibration-rotation overtone bands of both H(12)C(12)CH and H(13)C(13)CH. An intra-cavity laser absorption spectroscopy setup that uses a commercial continuous wave ring laser and a Fourier transform interferometer is presented. The configuration of the laser is found to be sub-optimal for high-sensitivity work but the spectroscopic results are good and show the viability of this type of approach. Several ro-vibrational bands of carbon-13 substituted acetylenes are recorded and analysed. Compared with earlier work, the signal-to-noise ratio of a laser-induced dispersed infrared fluorescence experiment is enhanced by more than one order of magnitude by exploiting the geometric characteristics of the setup. The higher sensitivity of the spectrometer leads to the observation of two new symmetric vibrational states of H(12)C(12)CH. The precision of the spectroscopic parameters of some previously published symmetric states is also improved. An interesting collisional energy transfer process is observed for the excited vibrational states and this phenomenon is explained by a simple step-down model.

Characterisation of properties of coniferous wood tracheids by x-ray diffraction, laser scattering and microscopy

In recent years there has been growing interest in selecting suitable wood raw material to increase end product quality and to increase the efficiency of industrial processes. Genetic background and growing conditions are known to affect properties of growing trees, but only a few parameters reflecting wood quality, such as volume and density can be measured on an industrial scale. Therefore research on cellular level structures of trees grown in different conditions is needed to increase understanding of the growth process of trees leading to desired wood properties. In this work the cellular and cell wall structures of wood were studied. Parameters, such as the mean microfibril angle (MFA), the spiral grain angles, the fibre length, the tracheid cell wall thickness and the cross-sectional shape of the tracheid, were determined as a function of distance from the pith towards the bark and mutual dependencies of these parameters were discussed. Samples from fast-grown trees, which belong to a same clone, grown in fertile soil and also from fertilised trees were measured. It was found that in fast-grown trees the mean MFA decreased more gradually from the pith to the bark than in reference stems. In fast-grown samples cells were shorter, more thin-walled and their cross-sections were rounder than in slower-grown reference trees. Increased growth rate was found to cause an increase in spiral grain variation both within and between annual rings. Furthermore, methods for determination of the mean MFA using x-ray diffraction were evaluated. Several experimental arrangements including the synchrotron radiation based microdiffraction were compared. For evaluation of the data analysis procedures a general form for diffraction conditions in terms of angles describing the fibre orientation and the shape of the cell was derived. The effects of these parameters on the obtained microfibril angles were discussed. The use of symmetrical transmission geometry and tangentially cut samples gave the most reliable MFA values.

Excimer laser refractive surgery : corneal wound healing and clinical results

Although the first procedure in a seeing human eye using excimer laser was reported in 1988 (McDonald et al. 1989, O'Connor et al. 2006) just three studies (Kymionis et al. 2007, O'Connor et al. 2006, Rajan et al. 2004) with a follow-up over ten years had been published when this thesis was started. The present thesis aims to investigate 1) the long-term outcomes of excimer laser refractive surgery performed for myopia and/or astigmatism by photorefractive keratectomy (PRK) and laser-in situ- keratomileusis (LASIK), 2) the possible differences in postoperative outcomes and complications when moderate-to-high astigmatism is treated with PRK or LASIK, 3) the presence of irregular astigmatism that depend exclusively on the corneal epithelium, and 4) the role of corneal nerve recovery in corneal wound healing in PRK enhancement. Our results revealed that in long-term the number of eyes that achieved uncorrected visual acuity (UCVA)≤0.0 and ≤0.5 (logMAR) was higher after PRK than after LASIK. Postoperative stability was slightly better after PRK than after LASIK. In LASIK treated eyes the incidence of myopic regression was more pronounced when the intended correction was over >6.0 D and in patients aged <30 years.Yet the intended corrections in our study were higher for LASIK than for PRK eyes. No differences were found in percentages of eyes with best corrected visual acuity (BCVA) or loss of two or more lines of visual acuity between PRK and LASIK in the long-term. The postoperative long-term outcomes of PRK with two different delivery systems broad beam and scanning laser were compared and revealed no differences. Postoperative outcomes of moderate-to-high astigmatism yielded better results in terms of UCVA and less compromise or loss of two more lines of BCVA after LASIK that after PRK.Similar stability for both procedures was revealed. Vector analysis showed that LASIK outcomes tended to be more accurate than PRK outcomes, yet no statistically differences were found. Irregular astigmatism secondary to recurrent corneal erosion due to map-dot-fingerprint was successfully treated with phototherapeutic keratectomy (PTK). Preoperative videokeratographies (VK) showed irregular astigmatism. However, postoperatively, all eyes showed a regular pattern. No correlation was found between pre- and postoperative VK patterns. Postoperative outcomes of late PRK in eyes originally subjected to LASIK showed that all (7/7) eyes achieved UCVA ≤0.5 at last follow-up (range 3 — 11 months), and no eye lost lines of BCVA. Postoperatively all eyes developed and initial mild haze (0.5 — 1) into the first month. Yet, at last follow-up 5/7 eyes showed a haze of 0.5 and this was no longer evident in 2/7 eyes. Based on these results, we demonstrated that the long-term outcomes after PRK and LASIK were safe and efficient, with similar stability for both procedures. The PRK outcomes were similar when treated by broad-beam or scanning slit laser. LASIK was better than PRK to correct moderate-to-high astigmatism, yet both procedures showed a tendency of undercorrection. Irregular astigmatism was proven to be able to depend exclusively from the corneal epithelium. If this kind of astigmatism is present in the cornea and a customized PRK/LASIK correction is done based on wavefront measurements an irregular astigmatism may be produced rather than treated. Corneal sensory nerve recovery should have an important role in the modulation of the corneal wound healing and post-operative anterior stromal scarring. PRK enhancement may be an option in eyes with previous LASIK after a sufficient time interval that in at least 2 years.

High-precision diode-laser-based temperature measurement for air refractive index compensation

We present a laser-based system to measure the refractive index of air over a long path length. In optical distance measurements it is essential to know the refractive index of air with high accuracy. Commonly, the refractive index of air is calculated from the properties of the ambient air using either Ciddor or Edlén equations, where the dominant uncertainty component is in most cases the air temperature. The method developed in this work utilises direct absorption spectroscopy of oxygen to measure the average temperature of air and of water vapor to measure relative humidity. The method allows measurement of temperature and humidity over the same beam path as in optical distance measurement, providing spatially well matching data. Indoor and outdoor measurements demonstrate the effectiveness of the method. In particular, we demonstrate an effective compensation of the refractive index of air in an interferometric length measurement at a time-variant and spatially non-homogenous temperature over a long time period. Further, we were able to demonstrate 7 mK RMS noise over a 67 m path length using 120 s sample time. To our knowledge, this is the best temperature precision reported for a spectroscopic temperature measurement.

Airborne sulphur and lake water acidification in Finland.

Tiivistelmä: Ilman rikkilaskeuma ja järvien happamoituminen Suomessa.

Monitoring Indigenous Tropical Montane Forests in the Taita Hills Using Airborne Digital Camera Imagery

The loss and degradation of forest cover is currently a globally recognised problem. The fragmentation of forests is further affecting the biodiversity and well-being of the ecosystems also in Kenya. This study focuses on two indigenous tropical montane forests in the Taita Hills in southeastern Kenya. The study is a part of the TAITA-project within the Department of Geography in the University of Helsinki. The study forests, Ngangao and Chawia, are studied by remote sensing and GIS methods. The main data includes black and white aerial photography from 1955 and true colour digital camera data from 2004. This data is used to produce aerial mosaics from the study areas. The land cover of these study areas is studied by visual interpretation, pixel-based supervised classification and object-oriented supervised classification. The change of the forest cover is studied with GIS methods using the visual interpretations from 1955 and 2004. Furthermore, the present state of the study forests is assessed with leaf area index and canopy closure parameters retrieved from hemispherical photographs as well as with additional, previously collected forest health monitoring data. The canopy parameters are also compared with textural parameters from digital aerial mosaics. This study concludes that the classification of forest areas by using true colour data is not an easy task although the digital aerial mosaics are proved to be very accurate. The best classifications are still achieved with visual interpretation methods as the accuracies of the pixel-based and object-oriented supervised classification methods are not satisfying. According to the change detection of the land cover in the study areas, the area of indigenous woodland in both forests has decreased in 1955 2004. However in Ngangao, the overall woodland area has grown mainly because of plantations of exotic species. In general, the land cover of both study areas is more fragmented in 2004 than in 1955. Although the forest area has decreased, forests seem to have a more optimistic future than before. This is due to the increasing appreciation of the forest areas.