Kaupunkien tietomallinnuksen sanasto

Transkriptio

1 Petri Kokko, Jarkko Kukkola, Juhana Rautiainen, Olli Jokinen LUONNOS

2 (14) SISÄLTÖ TYÖN TAVOITE... 2 TIETOMALLIEN TAUSTAA... 2 Lähtötietomalli... 2 Tietomallin yleinen rakenne... 3 Tietomallinnuksen mittakaavat... 4 Tietomallisanasto... 5 NYKYISIÄ TIETOMALLIJÄRJESTELMIÄ... 5 InfraBIM lähtötietomalli... 5 IM3 6 IFC 6 CityGML 6 INFRABIM LÄHTÖTIETOMALLIN TARKASTELUA... 7 A MAASTOMALLI... 8 B MAAPERÄMALLI... 8 C RAKENNETTU YMPÄRISTÖ... 9 D LUONNON YMPÄRISTÖ E KOKEMUSTIETO F MUUT PAIKKATIEDOT (ADE = APPLICATION DOMAIN EXTENSION) F VIITEAINEISTO JATKOSELVITYSTARPEET... 14

3 (14) Työn tavoite Tietomallien taustaa Tehtävänä on koota kaupunkien tietomallinnuksen sanastoa otsikkotasolla ja täydentää infasuunnittelun lähtötietomallia kaupunkisuunnittelun tarpeisiin. Työ tehdään InfraBIM-kehitystyön käyttöön ( Työ toimii lähtökohtana InfraBIM -nimikkeistön jatkosuunnittelulle. Työssä ei kerätä kattavaa kaupunkisuunnittelun sanastoa eikä määritellä virallista nimikkeistöä. Tietosisällön määrittelyssä keskitytään tiedon pääluokkiin ja -objektityyppeihin. Attribuuteista kerätään esimerkkejä. Työ on tehty miettimällä kaupunkisuunnittelun tietotarpeita ja ryhmittelemällä ne pääluokkiin. Kaupunkisuunnittelulla tarkoitetaan tässä työssä pääasiassa maankäytön suunnittelua. Maankäytön suunnittelu pitää sisällään myös liikenteen-, maiseman-, ja ympäristön suunnittelua koskevaa terminologiaa. Työssä tarkastellaan aiempaa InfraBIM tietomallimäärittelyä ja siihen esitetään täydennyksiä, jotka palvelevat kaupunkisuunnittelun eri aloja tietomallinnuksen tietotarpeiden näkökulmasta. Taustatietona on hyödynnetty aiempia tietomallimäärittelyjä. Aiemmista tietomallimäärittelyistä on kerätty esimerkkejä sanastoon. Työssä esitetään lisäksi kaupunkien tietomallinnuksen kannalta relevantti tietosisältö kaavatasoittain. Lähtötietomalli ja tietomallinnuksen prosessi Tietomalli tarkoittaa kohteen koko elinkaaren ajalta kerättyjen tietojen ja geometrian esittämistä digitaalisessa muodossa. Tietomallia voidaan hyödyntää hankkeen koko elinkaaren aikana, esim. suunnittelussa, rakentamisessa, ylläpidossa ja seurannassa. Lähtötietomalli kuvaa hankkeen suunnittelualueen nykytilaa kaksi ja kolmiulotteisessa muodossa. Lähtötietomallilla tarkoitetaan sovitunlaista tapaa koota, muokata ja dokumentoida suunnittelun lähtöaineisto formaattiin, joka tukee tietomallipohjaista suunnittelua.

4 (14) Kuva 1. Tietomallinnuksen prosessin vaiheet (InfraBIM 2014) Tietomallin yleinen rakenne Tietomalli koostuu erityyppisistä tietohierarkiatasoista, jotka voidaan määritellä esimerkiksi seuraavasti: 1 Luokka (Class) tiedon pääluokka määrittää mihin tietueet kuuluvat. Esimerkiksi Asemakaava on luokka, joka pitää sisällään tietojoukkoja eli tietueita. 2 Olio (object) = objekti Tiettyä asiaa kuvaavien tietojen kooste (tietue), jota sovelluksissa käsitellään yhtenä kokonaisuutena. Esimerkiksi kortteli on olio, joka kuuluu luokkaan Asemakaava. 3 Attribuutti (attribute) Attribuutti on olioon liitetty tieto, joka kuvaa sen ominaisuuksista. Attribuuttien avulla olioita voi aliluokitella tai teemoitella. Esimerkiksi korttelin kaavamerkintä on tieto, joka kuvaa olion kortteli ominaisuutta.

5 (14) Kuva 2 Tietomallin hierarkia ja kaupunkisuunnittelun tasot Tietomallinnuksen mittakaavat Tietomallin tarkkuustaso riippuu suunnitteluvaiheesta ja mittakaavasta. Tuotettu tiedon määrän ja sen tarkkuuden on oltava tarkoituksenmukainen suunnitteluvaiheeseen ja havainnollistustarpeeseen. Suunnittelutarkkuus myös limittyy vaiheittain riippuen suunnittelukohteesta. Suunnittelun edetessä ja tiedon karttuessa mallista voidaan aina tulostaa yleispiirteisempiä otteita. Työssä tutkitaan tarkkuustasoa visiointivaiheesta asemakaavoitukseen. Kuva 3. Tietomallin tarkkuustaso suunnitteluvaiheittain Merkittävä ero kaavoituksen ja infrastruktuurin mallintamisen välillä on, että kaavoituksessa lopputuote on 2D-muodossa oleva kaavakartta. Kaavoituksen aikana voidaan tuottaa 3D- tai 4D-aineistoa ja 2D-aineisto voidaan muuttaa 3D- tai 4Daineistoksi attribuuttitiedoilla (rakennusten kerroskorkeus, ym. tiedot), mutta lähtökohtaisesti lopputuote on 2D-muodossa.

6 (14) Tietomallisanasto Sanasto on suunnittelu- ja tieteenalakohtaista. Sanaston eroavaisuuksista huolimatta yhteisiä sanastoja voidaan myös tunnistaa. Kiinteistö- ja rakennusalalla on käynnissä Yhteentoimivuutta rakennusalalle (yhteiset käsitteet rakennusalalle) hanke, jossa määritetään nykyisten rakennettua ympäristöä, kiinteistönpitoa ja kiinteistöliiketoimintaa koskevien sanastojen pohjalta keskeinen yhteinen sanasto vastaamaan säädösja toimintaympäristössä tapahtuneita muutoksia ja uusia sanastotarpeita (Kuva 4). Keskeistä työssä on löytää rakennetun ympäristön ydintietosisältö: eri sanastojen ja tulokulmien yhteiset nimittäjät. Kuva 4 Yhteentoimivuutta rakennusalalle (yhteiset käsitteet rakennusalalle) - hankkeen sanastotyö (KIRA luonnos 06/2014) Nykyisiä tietomallijärjestelmiä InfraBIM lähtötietomalli Liikennevirasto ja muut suuret infrasuunnittelun tilaajat ovat ottaneet käyttöön PRE:n InfraFINBIM:in puitteissa valmistellun lähtötietomallirakenteen, jossa on määritelty infrahankkeen lähtötietojen jäsennys ja muoto. Malli pohjautuu InfraModel 3:n.

7 (14) Kuva 5 Esimerkki InfraBIM lähtötietomallin rakenteesta. Tietomallin rakenne on laadittu tiesuunnittelun lähtökohdista. InfraBIM -kehitystyössä on määritelty lähtökohtia tietomalliperusteiseen suunnitteluun. Määrittely on toistaiseksi tehty tiesuunnittelun lähtökohdista. Työn yhteydessä on hahmoteltu infrastruktuurin tietomallisuunnittelussa käytettävää vakioitua mallin rakennehierarkiaa ja tiedon luokitusta (Kuva 5). IM3 Inframodel on avoin formaatti infratietojen tietomallipohjaiseen siirtoon. Inframodel3 on kansallisen inframallin, Inframodel2:n InfraFINBIM-hankkeessa jatkokehitelty, XML-pohjainen tietomäärittely, joka perustuu kansainväliseen LandXML-määrittelyn versioon 1.2. IFC IFC (Industry Foundation Classes) on kansainvälinen ja jatkuvasti kehitettävä rakennusalan ISO/PAS standardi oliopohjaisen tiedon siirtoon tietokonejärjestelmästä toiseen. IFC-standardia kehittää IAI-järjestö (International Alliance for Interoperability). IFC on noussut tietomallinnuksessa yleiseksi formaatiksi. Uusin IFC-standardi versio 4 julkaistiin maaliskuussa CityGML CityGML:n pohjana on Geography Markup Language (GML), joka on XML-pohjainen ja standardimuotoinen paikkatiedon esitysmuoto. CityGML on tietomalli ja työkalu semanttisten mallien tekemiseen. Malli erittelee viisi eri yksityiskohtatasoa (LOD). Kohteet muuttuvat sitä yksityiskohtaisemmiksi, mitä korkeammalle tasolle noustaan. CityGML-tietomallia kehittää Sig3D (Special Interest Group 3D).

8 (14) InfraBIM lähtötietomallin tarkastelua InfraBIM-työssä maankäytön, liikenteen ja ympäristötiedon pääryhmä -D on nykyisin määritelty termillä kartta- ja paikkatietoaineisto. Termi on epärelevantti, koska kaikki infrabim-aineisto on paikkatietomuodossa ja se voidaan havainnollistaa karttaesityksenä. Kartta- ja paikkatietoaineisto on luokkana liian laaja eikä siten palvele riittävästi maankäytön-, liikenteen-, maiseman-, ja ympäristösuunnittelun tarpeita. Inframallinnuksen pääjako tulisi muodostaa tukemaan kaikkia suunnittelualoja, ei ainoastaan rakenne- ja tiesuunnittelua. Selkeä pääjako tulisi tehdä pohjautuen aineiston pysyvyyteen/dynaamisuuteen, suunnittelu-/tieteenalaan ja käyttötarkoitukseen. Tästä syystä InfraBIM jaottelua esitetään kehitettävän muuttamalla luokan C nimeksi Rakennettu ympäristö, D nimeksi luonnonympäristö, luomalla uusi luokka E kokemustieto ja luokka F muut sovellutukset ja uusi luokka F viiteaineisto. Rakennettu ympäristö luokka pitäisi sisällään kaiken ihmisen asuinympäristöön liittyvät ja ihmisen luomat oliotyypit. Luokka D luonnonympäristö puolestaan pitäisi sisällään luonnonympäristön, luonnonmaiseman, kulttuuri- ym. luonnonarvojen oliotyypit. Uusi luokka E pitää sisällään kokemusperäistä tietoa elinympäristöstä. Luokka F sisältäisi vielä tunnistamattomia erikoissovellutuksia, jotka eivät ole tyypiltään rakennettua tai luonnon ympäristöä (ADE = Application domain extension). Luokka G pitäisi sisällään nykyisellään määritellyn Viiteaineiston sisällön. Sanastossa on hyödynnetty taustatietona muita aiempia tietomallimäärittelyjä. Esimerkkejä on korostettu vihreällä värillä sanastossa.

9 (14) A Maastomalli 1 Pintamalli 1.1 Kolmioverkko (TIN) 1.2 Laserkeilaustiedot B Maaperämalli 2 Maankäyttö/maanpeite, CLC 2006 mukaan (myös kuntagml ja JHL 186 mukainen luokitus) 2.1 Rakennetut alueet 2.2 Maatalousalueet 2.3 Metsät sekä avoimet kankaat ja kalliomaat 2.4 Kosteikot ja avoimet suot 2.5 Vesialueet 3 Maaperä/ geologia 3.1 Geologia- / Maaperätutkimukset ja kairauspisteet 3.2 Pinnoitettu / pinnoittamaton maa-ala 3.3 Veden läpäisykerroin 4 Kallioperä 5 Taustakartat 5.1 Opaskartta 5.2 Ulkoilukartta 5.3 Osoitekartta 5.4 Maaperäkartta 5.5 Perus-/kantakartta 5.6 Kantakartta (KuntaGML mukaan) Kantakartta Pohjakartta Rakennukset Kiinteistötiedot Johtotiedot Tonttijako Liikenne

10 (14) 5.7 Orthoilma-/sateliittikuvat 5.8 Viistoilmakuvat C Rakennettu ympäristö 1 Hallinnolliset aluejaot (JHL 186) 1.1 Aluehallintovirasto 1.2 Elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus 1.3 EU:n alueluokitus NUTS 1.4 Kielisuhde 1.5 Kunta 1.6 Maakunta 1.7 Sairaanhoitopiiri 1.8 Seutukunta 1.9 Suuralue 1.10 Tilastollinen kuntaryhmä 1.11 Työssäkäyntialue 1.12 Vaalipiiri 1.13 Valtiot ja maat 2 Kiinteistöt ja rakennuskanta 2.1 Kiinteistö (Myös kuntagml mukainen luokitus) Kiinteistöraja Kiinteistötunnus Omistajalaji Kiinteistön käyttötarkoitus Tontti/tila Rakennukset Kiinteistön arvo Muut kiinetistötiedot 2.2 Rakennus (Myös kuntagml mukainen luokitus) Talotyyppi (myös JHL 186 suosituksen mukaisesti) Rakennuksen käyttötarkoitus asuinhuoneistoala toimitila-ala muu käyttötarkoitusala Rakennusvuosi Kerrosala Kerrosluku Omistajalaji Rakentamisaste ja toteutusaikataulu Rakennuslupa/ käyttöönottovuosi Lämmitystapa Lämmitysaine/ lämmönlähde Lomarakennukset valmistumisajankohdan mukaan Energialuokka Asumisväljyys Osa-alue kunnan (kunnanosanumero) Rakennuksen arvo huoneiston arvo, neliöhinta, keskihinta Muut rakennustiedot

11 (14) 3 Väestö / demografia 3.1 Väestö 3.2 Asuinhuoneistoväestö, asuntokunnan koko ja autonomistus (YKR) 3.3 Väestö sukupuolittain ja ikäryhmittäin (YKR) 3.4 Väestön tulotasotieto / ostovoima 3.5 Kielellisyys 3.6 Kansallisuudet 3.7 Muut väestötiedot 4 Aiemmat suunnitelmat 4.1 Ajantasaosayleiskaava 4.2 Ajantasa-asemakaava 4.3 Alueleikkaus 4.4 Suunniteltu maankäyttö Kaavan vaihe 4.5 Katujen/teiden esi- ja yleissuunnitelmat 4.6 Kunnallistekniset yleissuunnitelmat ja suunnitelmat Katu/-tiesuunnitelmat 4.7 Kunnan rakennusjärjestys 4.8 Poikkeamispäätös ja suunnittelutarveratkaisu (KRYSP II) Poikkeamisasia Suunnittelutarveasia 4.9 Kaavoitetut alueet / rakentamattomat ja rakennetut tontit / käyttämätön rakennusoikeus 5 Elinkeinot 5.1 Työvoima toimialoittain 5.2 Työpaikat toimialoittain 5.3 Toimitilatiedot/toimitilavarannot käyttöaste / vuokrat / koko / lkm / 5.4 Työpaikkamäärät Toimialoittain / luokittain (metsäteollisuus-, palvelu-, ICT- ) Nykyinen työpaikkamäärä toimialoittain Työpaikkamääräennuste toimialoittain 5.5 Muut elinkeinotiedot 6 Palvelut (esim. KRYSP) 6.1 Kunnan palvelu päiväkodit/varhaiskasvatus kouluverkko oppilaitokset sosiaali- ja terveyspalvelut vapaa-ajan palvelut esim. kirjastot 6.2 Muu palvelu Toimipaikat vähittäiskauppa erikoiskauppa tilaa vaativa erikoiskauppa Toiminta-alue 7 Rakenteet ja järjestelmät 7.1 Väylät Tiet

12 (14) Maantien alue (alue obj.) Maantie (obj.) Kadut Katualue Pääkatu Kokoojakatu attribuutteja Autoliikenne-, huoltoliikenne-, pyöräily-, bussikaista Pysäköintipaikka (lkm) Kadun nimi vesiväylät rahtiväylä veneväylä uittoväylä 7.2 Liikennealue Istutusalue Välikaista Erotusalue Näkemäalue 7.3 Liikenteen opastin (valot, liikennemerkit) 7.4 Infranosat Sillat tunnelit melusesteet (obj.) meluvalli (type) melumuuri (type) meluaita (type) 7.5 Energia Energiankulutus (sähkö ja lämpö erikseen) olemassa olevat rakennukset (energiankulutus) suunnitellut rakennukset (energiankulutus) sekä niiden toteutumisaikataulu Teho (sähkö ja lämpö erikseen) huipputeho Energiantuotantotiedot ja kapasiteetti (sähkö ja lämpö erikseen) nykyiset energiantuotantotavat käytössä oleva kapasiteetti ja huipputuotanto Kaukolämpö- ja jäähdytysverkko / verkosto nykyisen verkoston sijainti verkoston laajentamissuunnitelmat Energiantuotannolle varattavat paikat maapinta-alan tarve tai käytettävissä oleva pinta-ala (erityisesti uusiutuvan energian tuotanto) maa-alueiden sijainti Energiantuotannon rajoitukset millä menetelmillä energiaa saa tuottaa / ei saa tuottaa (esimerkiksi savupiiput) liikennerajoitukset energiaraaka-aineiden kuljetukseen liittyen vaarallisiin aineisiin liittyvät rajoitukset (esim. suuriin kylmäainemääriin liittyvät rajoitukset tai polttoaineiden varastointiin liittyvät rajoitukset) 7.6 Vesijohto 7.7 Viemäröinti Jätevesiviemäri Hulevesiviemäri

13 (14) 7.8 Sähköverkko ja suurjännite Kantaverkko Paikallisverkko 7.9 Maakaasuputkisto 7.10 Johtokartta 8 Liikenne Liikennetiedot ovat attribuutteja, jotka liittyvät esimerkiksi väyläobjekteihin, suuralueisiin ja pienalueisiin. 8.1 Henkilöautoliikenne Liikennemäärä (liittyy katu/tie objektiin) Laaditut liikennemallit 8.2 Joukkoliikenne Bussipysäkit Nousijatiedot Matkasuuntautuminen Bussilinjat Nousijatiedot Käyttöaste 8.3 Sähköinen/äly liikenne latauspaikat pysäköintiedut 8.4 Pyöräliikenne Reitit Liikennemäärät 8.5 Kävelyliikenne Reitit Liikennemäärät 8.6 Asiointimatkat suuntautuminen pituus suorite päästöt 8.7 Työmatkat suuntautuminen pituus asuinpaikan ja työpaikan mukaan toimialoittain (YKR) suorite päästöt 8.8 Vapaa-ajan matkat suuntautuminen pituus suorite päästöt 8.9 Saavutettavuus alueen saavutettavuus seudulta seudun saavutettavuus alueelta 8.10 Liikennesuunnitelmat aikatauluineen 8.11 Muut liikennetiedot 9 Melu- ja tärinä liikennemäärät maastomallit kovat alueet korkeustiedot

14 (14) 9.2 ilmanlaatu D Luonnon ympäristö 10 Ympäristötiedot 10.1 Ilmasto tuuliolosuhteet säätiedot 10.2 Maisema- ja kulttuuriympäristö Kulttuuriympäristö ja rakennussuojelu Kulttuuriympäristöalueet ja kohteet Valtakunnalliset, maakunnalliset, paikalliset RKY Suojellut rakennukset 10.3 Virkistys Virkistysalueet Virkistysreitit Virkistyskohteet 10.4 Luonto kasvillisuus ja maanpeitto luonnonsuojelualueet natura-alueet natura-kohteet lajitiedot ekologiset tiedot Luonnon ydinalueet ja ekologiset käytävät 10.5 Muinaisjäännökset 10.6 Vesistöt (water bodies) Vesitalous Pohjavesialueet, vedenottamoalueet tulva(ennuste)alueet sadantatiedot / lumitiedot valuma-alueet kattopinnat maanpinta kunnallistekniset järjestelmät (ml. ojat, kaivot,) maanpinnan tyyppi (esim. katto, metsä, asfaltti, sora, maa) E kokemustieto 10.7 Vastaajan taustatiedot Ikä Perhemuoto Päätoimi Sukupuoli Nimi Asuinpaikka 10.8 Asuinalueen ominaisuudet Sijainti Yhteisöllisyys Turvallisuus Palvelut Yhteydet Esteettisyys

15 (14) 10.9 Alueen käyttö Liikkumismuoto Vapaa-ajan viettäminen Palveluiden käyttö Asuinalueen kehittäminen Kehitettävät paikat/reitit Merkitykselliset paikat/reitit Turvattomat paikat/reitit Avoin palaute F muut paikkatiedot (ADE = Application domain extension) Avaruus Lähiavaruus Ulkoavaruus Turismi F Viiteaineisto Jatkoselvitystarpeet Muut aineistot, raportit, ym., jotka eivät ole tietomalleja tai laisinkaan liitettävissä olioon. Luokitusta tulisi tarkentaa suhteessa työn perustaksi sopiviin olemassa oleviin skeemoihin ja suosituksiin, esimerkiksi: CityGML ja Inspire tietomalleista ja käytetyistä pohjaskeemoista saa luokitteluja laajasti mm. koskien kaavoitusta, hallinnollisia rajoja, maa- ja kallioperää ja energiavaroja. Mallit soveltuvat kohtalaisen hyvin tarkentamisen lähtökohdaksi. KuntaGML ja KRYSP I ja II skeemasta voi saada tietoa koskien muun muassa maankäyttöä ja taustakarttoja luokitusta. Corine Land Cover 2006 sisältää maankäyttöä ja maanpeitettä koskevan luokituksen. JHS186 suositukseen on koottu tietoa mm. maankäyttöluokituksesta ja rakennusluokituksesta. Sanasto ja nimikkeistö on syytä yhtenäistää eri suunnittelualoilla niin pitkälle kuin mahdollista. Sanasto täydennetään Yhteiset käsitteet rakennusalalle (KIRA) - hankkeen yhteydessä. Työssä lähtötietomalliluonnoksessa ei ole kiinnitetty huomiota prosesseihin. Huomio tulisi kiinnittää siihen, mistä tietolähteistä (rajapinnoista) muun muassa kaavat ja taustakartat rakentuvat. Tämä on tärkeää, jotta tulosteissa ja suunnitelmissa on käytössä ajantasaiset tiedot. InfraBIM-tietomalli päivitetään kattamaan kaikki yhdyskuntasuunnittelun osaalueet.