Abstract This research examines the lower edge of arable land in cultivating littoral land and its effects on spring sowing Central Ostrobothnia and in the southern areas of Northern Ostrobothnia. This doctoral thesis develops methods to raise the lower edge of arable land in low littoral land. The methods are based on contribution margin, the gross profil of yield, the relocation of dry margin and the realigning of littoral land's area descriptor. In addition, outdated littoral land profil and loss evaluation criteria are renewed. The objective of the research is to decrease environmental damages and to improve cultivation. Another objective in raising the lower edge of arable land is to enhance the forming of protective noncultivated belts. Ten lakes from the hydrologic areas of the rivers Perhonjoki, Kalajoki and Pyhäjoki were chosen for the research, one half of them were in their natural state and the other half were regulated. The research consisted of comparing the sowing dates and patch yields (moisture content 14%) of the sample parcels (104 observations) chosen from littoral land around the lakes to the corresponding figures of sample parcels selected from outside the areas influenced by water level variation. The findings are from 1985–1991 and 1996–1998. The cultivated plants were barley, oats and hay. The sample area research was completed with interviews. Furthermore, the research examined the dependence of air pore space of the soil cultivation layer on the dry margin. The research result indicate that the lower edge of arable land has to be raised, for lakes in their natural state the rise would be on average 35 ± 4 cm (67 observations) and for regulated lakes on average 39 ± 4 cm (61 observations). The minimum dry margins required by soil cultivation and sowing will be 69 ± 5 cm (67 observations) and 78 ± 5 cm (61 observations). Thus, the lowest part of the waterfront will not be cultivated anymore. The contribution margin of the field is not changed. Sowing can be done earlier and air pore space and viability increase. The condensation detriment of the soil cultivation layer, the workload needed for cultivation and the nutrient load in hydrologic areas will be decreased. Measuring and locating protective non-cultivated belts becomes easier. The state of environment is improved. The evaluation of profit and loss is modernized. / Tiivistelmä Tutkimuksessa tarkastellaan rantamaiden viljelyksessä pellon alarajaa ja sen vaikutuksia kevätkylvöihin Keski-Pohjanmaalla ja Pohjois-Pohjanmaan eteläisellä osalla. Työssä kehitetään katetuottoon, sadon bruttotuottoon, kuivavaran siirtoon ja rantamaan pinta-alan kuvaajan oikaisuun perustuvat menetelmät pellon alarajan määrittämiseksi alavilla rantamailla. Samoin pyritään nykyaikaistamaan rantamaiden hyödyn- ja vahingonarviointia. Tutkimuksen tavoitteena on vähentää viljelyn aiheuttamia ympäristöhaittoja sekä parantaa samalla itse viljelyä. Pellon alarajan määrittämisen yhteydessä on tavoitteena edistää myös suojavyöhykkeiden perustamista. Kohdejärvinä oli Perhonjoen, Kalajoen ja Pyhäjoen vesistöjen kymmenen järveä, joista puolet oli luonnontilaisia ja puolet säännösteltyjä. Järvien rantatiloilta valittujen koelohkojen (104 kpl) kylvöaikoja ja ruutusatoja (kosteuspitoisuus 14 %) verrattiin vedenkorkeuksien vaihteluista riippumattomien vertailulohkojen vastaaviin arvoihin. Havaintovuodet olivat 1985–1991 sekä 1996–1998. Viljelykasveja olivat ohra ja kaura sekä heinä. Koealuetutkimuksia täydennettiin haastatteluina. Lisäksi tarkasteltiin muokkauskerroksen ilmahuokostilan riippuvuutta kuivavarasta määritettynä järven vedenkorkeudesta. Tutkimustulosten mukaan pellon alarajaa on korotettava nykyisestään luonnontilaisilla järvillä keskimäärin 35 ± 4 cm (n = 67) ja säännöstellyillä järvillä keskimäärin 39 ± 4 cm (n = 61). Kylvön vaatimat kuivavarat määritettyinä järvien vedenkorkeuksista tulevat olemaan vastaavasti 69 ± 5 cm (n = 67) ja 78 ± 5 cm (n = 61). Tällöin rantalohkon alavimmalta osalta viljely poistuu. Pellon katetuotto ei muutu. Kylvö aikaistuu, ilmahuokostila kasvaa ja kulkukelpoisuus paranee. Muokkauskerroksen tiivistymishaitta ja viljelyn työnmenekki sekä vesistöön kohdistuva ravinnekuormitus vähenevät. Suojavyöhykkeiden mitoitus ja sijoitus helpottuvat. Ympäristön tila paranee. Hyödyn ja vahingon arviointi nykyaikaistuu.

Abstract Cross-country route optimization, particularly from a pedestrian’s perspective, is a relatively uncommon research topic that has many application possibilities. In this research, route optimization is examined in the context of forest inventories. The background for the research is the change in the forest data collection practices carried out by the Finnish Forest Centre. In this new inventory procedure, targets to be inventoried in the field are often located far apart from each other. The research indicated that the collection of data from sparsely distributed targets is comparatively inefficient. In order to address this issue, a method allowing the traversability of cross-country terrain to be expressed in a numeric form was developed such that it makes cross-country route optimization possible. In addition, a method for the determination of a route inside an areal object, allowing the collection of reliable inventory data from the target, was constructed in the study. Finally, the route optimization method developed in the study was tested in actual field work. The main hypothesis for the research was that it is possible to apply the route optimization method to forest inventory, and that it would be considered useful. The result of the study was that the method is, indeed, suitable for forest data collection. However, the results also suggested that route optimization does not necessarily make the work more efficient, but its utility depends on the qualities of the field workers and the area where the targets are located. The results have both theoretical and practical significance. The route optimization system constructed in the study is the most accurate national system realized thus far which has also been tested and evaluated in actual field work. A number of ancillary GIS-based analyses for route optimization were also developed in the study, and they turned out to be suitable for the calculation of inventory routes for field workers. A new route optimization problem, coined as the Areal Inventory Problem (AIP), was defined during the research. While the route optimization procedure developed in the study can be put into operation in the forest data collection practices of the Finnish Forest Centre, many of its principles are also applicable to purposes outside the domain of forestry. Data needed in other applications can be tailored using the methods presented in this research. Several prospects and needs for further research and development were recognized. By addressing these questions, the route optimization procedure can be further improved, while also strengthening the theoretical knowledge concerning cross-country route optimization. / Tiivistelmä Reitinoptimointi maastossa, etenkin jalankulkijan näkökulmasta, on melko vähän tutkittu aihe, jolla on erilaisia sovellusmahdollisuuksia. Tässä tutkimuksessa reitinoptimointia on tarkasteltu metsäninventoinnin näkökulmasta. Tutkimuksen taustana on Suomen metsäkeskuksen metsävaratiedon keruun menetelmien uudistuminen, jonka myötä maastossa inventoidaan hajallaan sijaitsevia kohteita. Tutkimuksessa havaittiin, että hajallaan sijaitsevien kohteiden inventointi on melko tehotonta. Tämän vuoksi kehitettiin menetelmä, jossa maaston kulkukelpoisuutta voidaan kuvata numeerisessa muodossa niin, että se mahdollistaa reitinoptimoinnin. Lisäksi luotiin menetelmä, jolla voidaan tuottaa inventointireitti aluemaisen kohteen sisälle niin, että kohteelta voidaan kerätä riittävän luotettavat tiedot. Lopuksi menetelmää testattiin metsävaratiedon keruun tuotantotyössä. Hypoteesina oli, että reitinoptimointia on mahdollista soveltaa metsäninventoinnissa ja että menetelmä koettaisiin hyödylliseksi. Tutkimuksessa vahvistettiin menetelmän soveltuvuus metsäninventointiin. Samalla havaittiin, ettei reitinoptimointia voida aukottomasti todistaa työtä tehostavaksi, vaan sen hyödyllisyys riippuu maastotyöntekijän ja maastotyöalueen ominaisuuksista. Tutkimustuloksilla on sekä teoreettista että käytännöllistä merkitystä. Tutkimuksessa luotiin tähän mennessä tarkin kotimainen reitinoptimointimenetelmä, jota on myös testattu maastossa. Samalla kehitettiin reitinoptimointiin liittyviä paikkatietomenetelmiä ja havaittiin, että paikkatietojärjestelmällä on mahdollista tuottaa maastotyöntekijän apuvälineeksi sopivia inventointireittejä. Tutkimuksen aikana määriteltiin uusi reitinlaskentaongelma, aluemaisen kohteen inventoinnin ongelma (AIP). Reitinoptimointimenetelmä on otettavissa käyttöön metsävaratiedon keruussa Suomen metsäkeskuksessa, ja sitä voidaan soveltaa myös metsäalan ulkopuolella. Tutkimuksessa esitellyillä menetelmillä voidaan tuottaa sovellustarvetta vastaavat aineistot reitinlaskennan lähtötiedoiksi. Tutkimuksessa tunnistettiin monia jatkotutkimus- ja kehittämistarpeita. Näihin kysymyksiin vastaamalla voidaan luoda yhä paremmin toimiva työkalu metsävaratiedon keruun apuvälineeksi ja syventää edelleen teoreettista tietämystä reitinoptimoinnista maastossa.