Laserkeilaus on mittausmenetelmä, jonka avulla voidaan mitata kohteen kolmiulotteinen rakenne tarkasti ja nopeasti. Sitä käytetään muun muassa itseajavissa autoissa, rikospaikkatutkinnassa ja maanmittauksessa.

Suomi on edelläkävijämaita lentokoneesta käsin tehdyissä laserkeilauksissa. Tähän asti vain yhtä valon aallonpituutta hyödyntävillä laserkeilaimilla on mitattu lähes kaikki Suomen metsät ja saatu tarkka kuva niiden puustosta. Menetelmän avulla on voitu korvata osittain maastosta käsin tehtävä metsävaratiedon keruu.

Monikanavainen laserkeilaus syventää tiedonkeruuta entisestään, sillä sen avulla voidaan analysoida keilattujen puiden kuntoa tarkemmin, kertoo Helsingin yliopiston tutkija Samuli Junttila. Hän tutki väitöskirjassaan sitä, miten monikanavalaserkeilausta voidaan hyödyntää heikentyneiden puiden tunnistamisessa.

Junttilan tutkimusaineistossa laserkeilain vietiin metsäpalstan keskelle kolmijalan varaan. Tulevaisuudessa laserkeilain voi sijaita vaikkapa dronessa eli pienoiskopterissa.

– Se mullistaa ennakoivan metsänhoidon mahdollisuudet, mutta käytännön sovelluksia saadaan vielä odottaa, Junttila sanoo.

Vesi on puun terveydentilan indikaattori

Laserkeilain lähettää nanosekuntien mittaisia valopulsseja, joiden heijastuksen keilain havaitsee ja laskee etäisyyden mitatun aikaeron perusteella. Tämä mittaus voi toistua laitteessa jopa miljoona kertaa sekunnissa. Tuloksena saadaan kolmiulotteinen pistepilvi ympäristöstä ja kohteen heijastusominaisuuksista.

Puiden terveydentilan määrittelyssä monikanavalaserkeilauksen teho perustuu valon aallonpituuksien kykyyn havainnoida puiden lehtien tai neulasten vesipitoisuutta. Puun vesipitoisuuden aleneminen voi viestiä esimerkiksi alkavasta kaarnakuoriaistuhosta, jota paljas silmä ei vielä pysty erottamaan.

– Vesi imee laserkeilauksen lähettämää valon pitkäaaltoista infrapunaa. Kun pitkien aallonpituuksien heijastus voimistuu, puuston vesipitoisuus on alentunut, mikä todennäköisesti johtuu taudista tai tuholaisesta, Junttila kuvailee.

Kansainvälistä pioneeritutkimusta

Junttilan mukaan monikanavaisessa laserkeilauksessa tehdään Suomessa nyt kansainvälisessä mittakaavassa pioneerityötä. Web of Sciencen tilastojen mukaan maailmassa on julkaistu vasta noin 200 tieteellistä artikkelia monikanavalaserkeilauksesta, joista lähes 15 prosenttia on tehty Suomessa. Yksikanavaisesta laserkeilauksesta tieteellisiä artikkeleita löytyy jo 75 000 kappaletta.

–Tulevaisuudessa teknologiasta on varmasti hyötyä ennakoivan metsänhoidon lisäksi myös monilla muilla aloilla, Junttila arvioi.

Laserkeilausteknologian avulla voidaan luokitella erilaisia kohteita ja seurata niiden rakenteissa tapahtuvia muutoksia. Teknologian avulla on esimerkiksi löydetty uusia maya-temppeleitä Amazonin sademetsistä ja pystytty erottelemaan pilaantuneet omenat kypsistä.

Metsätieteilevä muusikko julkaisi tutkimustulokset videona

Monikanavaisen laserkeilauksen tutkimusta Helsingin yliopiston maatalous-metsätieteellisessä tiedekunnassa jatkava Junttila väitteli kesäkuussa ja julkaisi väitöskirjansa ”Monikanavalaserkeilauksen hyödyntäminen heikentyneiden puiden tunnistamisessa” tulokset persoonallisella räppivideolla, joka on saanut runsaasti huomiota.

Kiitoksia on tullut niin Suomen metsäkeskuksen johtajalta kuin Suomen Akatemiasta. Muutama viikko sitten Brasiliassa järjestetyssä alan konferenssissa video näytettiin tapahtuman avajaisissa ja se on levinnyt Twitterin ja YouTuben kautta nopeasti ympäri maailman.

Artistinimellä Idän Proffa julkaistu ”Keilaa puita”-video‍ ei suinkaan syntynyt hetken mielijohteesta.

Junttilalla on pitkä muusikkotausta ja kerran bändinsä kanssa jammaillessaan hän sai idean videosta. Hän toteutti sen yhteistyössä ystäviensä kanssa ja oli innostunut lopputuloksesta.

– Olin jo tehnyt videoita oman yritykseni Keima Creativen nimissä metsäalan asiakkailleni. Oli kiinnostavaa päästä kertomaan omasta väitöskirjasta videon keinoin, Junttila sanoo.

Apurahoja videoon ei herunut, mutta professori Juha Hyypän johtama Laserkeilauksen huippuyksikkö antoi videon toteuttamiseen rahallista tukea.