ENY/Geoinformatiikka kevät 2016

Transkriptio

1 ENY/Geoinformatiikka kevät 2016 N Aiheen otsikko Aiheen kuvailu 1 Reitinoptimointia eri toimialoille: vertailussa [jätteiden keruu, erikoiskuljetukset, jäätelöauto, taksi, ] Reitinoptimoinnissa ei aina etsitä vain nopeinta tai lyhintä reittiä. Oleellista voi olla myös ajoituksen oikeellisuus tai reitin turvallisuus, tai reitti määräytyy optimaalisesti potentiaalisten asiakkaiden sijainnin mukaan. Jos reititettäviä ajoneuvoja on enemmän kuin yksi, tehtävänä on etsiä reittejä, jotka optimoivat kokonaisuuden. Tutkielmassa perehdytään vähintään kahden erilaisen sovelluksen reitinoptimointitehtävään ja ratkaisutapoihin. 2 Ajantasaisten keli- ja tietyötietojen tuottaminen ja jakaminen autoilijoille 3 Menetelmiä tieliikenteen ruuhkatietojen tuottamiseen ja jakamiseen 4 Geoinformatiikka osana sähkönjakeluyhtiön toimintaa 5 Geoinformatiikka evakuointien suunnittelussa 6 Villieläinten liikkeiden seuranta ja seurantatietojen visualisointi Älykkään liikenteen edelletyksenä on ajantasainen tieto liikenneolosuhteista. Liikennesää on esimerkki nopeasti muuttuvasta, joskin ennustettavasta tiedosta. Tutkielmassa perehdytään keinoihin kerätä liikenteen tarvitsemaa ajantasaista tietoa ja siihen, miten tieto voidaan välittää autoilijoille. Työ voi keskittyä Suomessa käytössä oleviin ratkaisuihin tai tarkastella erilaisia maailmalla toteutettuja järjestelmiä. Alykkään liikenteen edelletyksenä on ajantasainen tieto liikenneolosuhteista. Tieto liikenteen sujuvuudesta on yksi keskeisimmistä tiedoista. Tutkielmassa perehdytään keinoihin kerätä ajantasaista tietoa liikenteen sujuvuudesta ja ruuhkista sekä siihen, miten tieto voidaan välittää autoilijoille. Työ voi keskittyä Suomessa käytössä oleviin ratkaisuihin tai tarkastella erilaisia maailmalla toteutettuja järjestelmiä. Sähkönjakeluyhtiöt tarvitsevat tietoa jakeluverkon sijainnista ja verkon ympäristöstä niin suunnittelu-, ylläpito- kuin asiakaspalvelutoiminnassaan. Tutkielmassa paneudutaan siihen, minkälainen sähköjakeluyhtiön toimintaa tukeva paikkatietojärjestelmä voi olla ja miten sitä käytetään hyödyksi. Työn voi tehdä kirjallisuustutkimuksena tai (myös) haastatellen kotimaista sähkönjakeluyhtiötä. Evakuioinnin suunnittelu on monitahoinen tehtävä, jossa on hallittava niin vaarakohteiden kuin turvallisten evakuointireittien ja evakuoitavien joukkojen määrää ja laatua koskevat tiedot. Tutkielmassa perehdytään erilaisiin menetelmiin, joita evakuoinnin suunnittelussa käytetään, sekä tekijöihin, jotka on otettava huomioon suunnittelussa riippuen siitä, minkälaisesta kriisistä on kyse. Villieläinten liikkeitä seurataan tutkimushankkeissa erilaisin paikantamismenetelmin. Kun seurantatietoa on kerätty, tarvitaan laskennallisia ja visuaalisia menetelmiä, joilla kertyneistä reiteistä (trajactory) tunnistetaan tyypillinen liikkuminen. Tutkielmassa tarkastellaan näitä menetelmiä perehtymällä tutkimuksiin, joissa eri eläimien liikkeitä on seurattu ja analysoitu.

2 7 Tulvariskin ennustaminen paikkatietoanalyysilla 8 Geoinformatiikan mahdollisuudet ympäristövaikutusten arvioinnissa (YVA) 9 Joukkoistettu ympäristötietojen keruu: levävahdista kaupunkiympäristön kunnostustarpeisiin 10 Joukko- ja kevyen liikenteen saavutettavuusanalyysit ja -visualisoinnit 11 Missä parhaat sienipaikat ja marja-apajat? Paikkatietoanalyysilla tietoa ulkoilijoille Tulvavahinkojen minimoimiseksi on tärkeää, että tulvariskit tunnetaan ja niihin voidaan varautua. Tulvien ja niihin liittyvien riskien ennustaminen perustuu monipuolisiin paikkatietoihin ja analyysimenetelmiin. Tutkielmassa perehdytään siihen, miten ennusteet laaditaan. "Ympäristövaikutusten arviointimenettelyn (YVA) avulla pyritään vähentämään tai kokonaan estämään hankkeen haitallisia ympäristövaikutuksia. Hankkeet voivat olla esimerkiksi moottoriteitä, kaatopaikkoja tai voimalaitoksia. YVAssa hankkeen vaikutukset arvioidaan suunnittelun yhteydessä ennen päätöksentekoa, jolloin tuleviin ratkaisuihin voidaan vaikuttaa." ( Tutkielmassa paneudutaan siiten, miten geoinformatiikka voi auttaa tässä arvioinnissa. Joukkoistaminen ulottuu myös ympäristötietojen keräämiseen: kansalaisia tai tiettyjä harrastajaryhmiä haastetaan keräämään tietoa ympäristöstä erityisten tutkimushankeiden käyttöön tai yhteiseksi hyödyksi. Tutkielmassa tarkastellaan esimerkkihankkeita ja niiden myötä esiin tulleita vahvuuksia ja haasteita tiedon keruun joukkoistamisessa. Tutkielmassa perehdytään menetelmiin, joilla voidaan analysoida vaikkapa liikuntapaikkojen tai kirjastopalvelujen saavutettavuutta. Saavutettavuus on erilainen riippuen siitä, liikutaanko joukkoliikenteen tai kevyen liikenteen keinoin. (Vaihtoehtoisesti työssä voi tarkastella saavutettavuutta autoillen.) Viime aikoina julkisuudessa on ollut esillä karttoja, jotka ovat esittäneet suotuisia alueita sienestäjille tai marjastajille. Alueet eivät ole kokeneiden keräilijöiden paljastuksia omista suosikkipaikoistaan, vaan ne perustuvat asiantuntemukseen lajien esiintymisestä ja metsiä monitahoisesti kuvaaviin paikkatietoihin, joiden perusteella on analysoitu todennäköiset esiintymisalueet. Tutkielmassa tarkastellaan näitä mallinnuksia. 12 Mobiilikarttojen toteutustapoja Mobiilikarttoja on monen näköisiä, moneen käyttötarkoitukseen ja eri tekniikoilla toteutettuja. Tutkielmassa selvitetään mobiilikarttojen toteutustapoja. Työ on mahdollista rajata niin, että tarkastellaan vain visualisointitapoja ja käyttöliittymää, vain teknisiä ratkaisuja, tai kokonaisvaltaisemmin muutamaa esimerkkiä mobiilikartoista. 13 Kartta vai ilmakuva? Sopiva tieto käyttötarkoituksen mukaan Monessa karttapalvelussa on valittavissa tietojen taustalle kartta tai ilmakuva. Molempi parempi, mutta mikä on näiden vaihtoehtojen ero? Tutkielmassa perehdytään kartan ja ilmakuvan luonteeseen ja selvitetään niiden vahvuuksien ja heikkouksien perusteella, minkälaisiin käyttötarkoituksiin kumpikin niistä sopii parhaiten.

3 14 Kuinka paljon tietoa karttamerkki voi kertoa? Kartassa esitettävään kohteeseen voi liittyä monta eri asiaa, jotka kaikki olisivat tärkeää tietoa kartan käyttäjälle. Kohdetta esittävällä karttamerkillä on omat ominaisuutensa, kuten muoto, koko ja väri, joista jokainen voi periaatteessa esittää yhtä kohteen ominaisuuksista. Karttamerkkejä voi muunnella monella tavalla, mutta jossain kohdassa tulee raja sille, miten ihminen pystyy hahmottamaan karttamerkin välittämää tietoa. Tutkielmassa perehdytään visuaalisten muuttujien käyttöön karttamerkeissä ja ihmisen visuaalisen havaintokyvyn rajoihin. 15 Tiedon epävarmuuden visualisointi kartoissa Paikkatiedon luonteeseen kuuluu epävarmuus: tieto on harvoin absoluuttisen luotettavaa, tarkkaa, ajantasaista. Epävarmuuden esittäminen käyttäjälle olisi tärkeää, jotta tämä voi arvoida tiedon perusteella tekemiensä johtopäätösten laatua. Tutkielmassa perehdytään siihen, miten tiedon epävarmuutta voidaan visualisoida samalla kun itse tietoa esitetään visuaalisessa muodossa. 16 Teollisuuden laadunvalvonta fotogrammetrisilla mittauksilla Teollisuuden fotogrammetriset mittausjärjestelmät mahdollistavat tosiaikaiset 3D mittaukset, joita käytetään esimerkiksi valmistuksen laadunvalvontaan. 17 Kameroiden kalibrointi Valokuvilta voidaan mitata tarkasti 3D tietoa, mutta se vaatii kameroiden sisäisen geometrian tuntemista. Tässä työssä on tarkoitus selvittää erilaiset kameran kalibrointimenetelmät. 18 3D-etäisyyskuvien tuottaminen stereovalokuvista Stereovalokuvaus mahdollistaa 3D mittaamisen ja modernit algoritmit myös automaattisen 3D-pistepilvien tai -etäisyyskuvien laskemisen 2Dkuvilta. 19 3D-mallien mittaus strukturoidun valon kuvausjärjestelmillä Strukturoidun valon kuvausjärjestelmissä kohde valaistaan projektorin heijastamalla kuvioidulla valolla. Valon aiheuttamat kuviot havaitaan kameralla (yksi tai useampi kamera), jolloin kohteen pinnanmuodot saadaan mitattua 20 Ilmakuvakartoitus Ilmakuvakartoituksella voidaan mitata lähtötietoa karttoja varten. Ilmakuvakartoitusta voidaan suorittaa lentokoneesta erityisillä kartoituskameroilla tai vaihtoehtoisesti käyttämällä lennokkeja ja tavanomaisia kameroita (matalampi lentokorkeus). 21 Rakennusten mittaus maalaserkeilaimilla Rakennettu kohde ei välttämättä vastaa täysin suunniteltua ja vanhemmista kohteista ei ole välttämättä lainkaan olemassa sunnittelumallia. Maalaserkeilain on erinomainen laite tuottamaan "asbuilt" -malleja rakennuksista. 22 Teiden mittaus laserkeilaimilla Ajoneuvopohjaiset liikkuvat laserkeilaimet tarjoavat mahdollisuuden kartoittaa nopeasti teitä ja havaita niissä olevia puutteita. 23 Kaupunkimittaukset mobiililla laserkeilainjärjestelmällä Mobiilit laserkeilainjärjestelmät ovat tehokkaita kaupunkiympäristön mittaajia. Tietoa kerätään rakennuksista, puista, kylteistä jne. 24 Ilmalaserkeilainjärjestelmät Ilmalaserkeilainjärjestelmät ovat tehokkain tapa kerätä tietoa maanpinnasta. Erityisenä etuna on, että niillä saadaan havaintoja myös puiden latvuston alapuolelta - toisin kuin millään muulla mittausmenetelmällä.

4 25 3D-pistepilvien rekisteröinti yhteiseen koordinaatistoon 26 Biomassan arviointi satelliittikaukokartoituksella 3D pistepilvet, jotka on mitattu joko fotogrammetrisesti tai laserkeilaamalla, eivät välttämättä ole tarkalleen samassa koordinaatistossa. Eri aineistoja ei voida yhdistää tai käyttää yhdessä ilman, että aineistot rekisteröidään tarkasti samaan koordinaatistoon. Maapallon vihreä biomassa tuottaa elämälle välttämättömän hapen sekä ravintoa, ja toimii myös merkittävänä energianlähteenä. Ilmastonmuutos on huomattavasti muuttamassa maapallon vihreän biomassan spatiaalista jakaumaa ja mahdollisesti myös biomassan määrää. Maailmanlaajuisia muutoksia biomassassa on mahdollista seurata vain satelliittikuvia hyödyntämällä. Tutkielmassa selvitetään millaisia kaukokartoitusmenetelmiä on kehitetty kasvillisuuden biomassan arvioimiseen ja kuinka luotettavia nämä menetelmät ovat erilaisissa olosuhteissa. Lisäksi tutkielmassa hahmotetaan biomassan globaalin kartoituksen tulevia trendejä. 27 Kuvantavan spektroskopian menetelmät kaukokartoituksessa Kuvantava spektroskopia on yksi kaukokartoituksen vahvasti kasvavista tekniikoista. Tutkielmassa selvitetään millaisia tulkintamenetelmiä on kehitetty erilaisten kohteiden tai biofysikaalisten prosessien tunnistamiselle näistä aineistoista, ja kuinka luotettavia menetelmät ovat erilaisissa olosuhteissa. Lisäksi tutkielmassa tehdään katsaus tulevista kuvantavan spektroskopian satelliittimissioista. 26 Globaalien satelliittituotteiden validointi Maailmanlaajuisia muutoksia ympäristöntilassa on mahdollista seurata säännöllisesti lähes ainoastaan hyödyntämällä satelliittikuvia. Satelliittikuvista tuotetaan säännöllisesti globaaleja karttoja mm. kasvillisuuden määrästä ja levinneisyydestä, merenpinnan lämpötilasta ja lumipeitteestä. Tutkielmassa selvitetään miten näiden karttojen luotettavuutta arvioidaan ja mitä ongelmia liittyy tuotteiden hyödyntämiseen erilaisissa sovelluksissa. Lisäksi tutkielmassa hahmotetaan millaisia kansainvälisiä standardeja on luotu satelliittituotteiden validoinnille. 29 Maapallon kasvillisuuden pitkäaikaisseuranta avaruudesta käsin Maapallon kasvillisuus muuttuu kiihkeää vauhtia niin lajikoostumukseltaan, rakenteeltaan kuin myös levinneisyydeltään. Samalla muuttuvat myös kasvillisuuden fenologiset syklit eli vuodenaikaisuutta ilmentävät vaiheet. Maapallon pinnalta käsin muutoksia voidaan seurata vain pistemäisesti, mutta satelliittikuvia hyödyntämällä päästään kiinni laaja-alaisiin trendeihin. Tutkielmassa selvitetään millaisia satelliittikuvien aikasarjoja on luotu 1970-luvulta alkaen ja millaisilla menetelmillä on niistä tulkittu maailmanlaajuisia kasvillisuuden muutoksia. Tutkielmassa pohditaan myös käytettyjen menetelmien rajoituksia ja virhelähteitä: voimmeko uskoa niihin kasvillisuuden muutoksiin, joita satelliittikuvista näyttäisi näkyvän?

5 30 Spektrikirjastojen kokoaminen ja hyödyntäminen kaukokartoituksessa Spektrikirjastot kokoavat yhteen erilaisten maanpinnalla olevien kohteiden heijastus- ja läpäisyominaisuuksia eri aallonpituuksilla. Tutkielmassa kartoitetaan millaisia spektrikirjastoja on tarjolla ja miten ne on mitattu. Tutkielmassa myös selvitetään miten spektrikirjastojen sisältämää tietoa voidaan hyödyntää erilaisten kaukokartoitusmenetelmien kehitystyössä. 31 Arkeologisten kaivausten geodesia 32 Geodesian historia: Yrjö Väisälän tähtikolmiointi 33 Väisälän komparaattori ja Nummelan perusviiva 34 Suomi siirtyy EUREF-FIN:iin ja N2000- korkeusdatumiin - katsaus nykytilanteeseen 35 Satelliittialtimetria 36 Geodesia merivirtojen tutkimuksessa 37 Kuinka tarkka on tarkka? Mittausluokat ja pistetarkkuudet 38 Skannaavan takymetrin käyttömahdollisuudet 39 Geodeettiset mittaukset fotogrammetrisen mittauksen tueksi 40 Suomen mareografiverkko ja korkeusjärjestelmä 41 Rakennusten ja infrarakenteiden deformaatioseuranta 42 Voiko GRACE-satelliitteilla havaita mannerjäätikköiden sulamista? 43 Real-time kinematic -tekniikka kiintopisteiden mittauksessa 44 Geodeettiset menetelmät tierakentamisen ohjauksessa 45 Geodesia maan alla: tunneli- ja kaivosmittaukset