Uusia paikkatietomenetelmiä esittelevä GIS seminaari

Transkriptio

1 Uusia paikkatietomenetelmiä esittelevä GIS seminaari InnoGIS-hanke Oulun Yliopisto (GO101-sali ) Veikko Brax, Jani Hourunranta, Juha Yli-Hemminki Keski-Pohjanmaan ammattikorkeakoulu, Ylivieska Kommentit osoitteeseen : veikko.brax@centria.fi Kerttu Saalasti Säätiö

2 InnoGIS Maakunnan kokoisten GIS-hankkeiden kehittäminen maakunnan laajuisena yhteistyönä. Kolmevuotinen maakunnallinen yhteistyöhanke ( ) Osapuolet : Keski-Pohjanmaan ammattikorkeakoulu, Ylivieska Oulun Eteläisen instituutti (Oulun yliopisto),ylivieska Oulun yliopisto, Maantieteen laitos Oulun seudun ammattikorkeakoulu, LUOVA,Oulu Oulun kaupunki Ylivieskan kaupunki

3 KPAMK:n kehittämistehtävä 1: Tutkimustehtävä: Paikkaperustaisten järjestelmien innovointialusta Päävastuuorganisaatio: KPAMK, Ylivieska Tutkimuksellinen ongelma: Laajojen GIS-palveluiden kehitys prototyypistä tuotteeksi edellyttää laboratoriossa toimivaa, mutta yhteistyöverkoston laajuisesti käytettävää innovointialustaa. Tavoite: Kehitysalusta, joka mahdollistaa erillisinä kehittämistehtävinä suunniteltavien palveluiden sekä niiden käyttöliittymien suunnittelun, ohjelmoinnin ja testaamisen. Se pohjautuu KPAMK:n karttamoottoriin ja paikkatietosovelluksiin sekä yhteistyöverkoston eri osapuolten teknisiin ratkaisuihin sekä käyttökokemuksiin ja tarpeisiin.

4 KPAMK:n kehittämistehtävä 2: Tutkimustehtävä: Julkiset paikkatietopalvelut Päävastuuorganisaatio: KPAMK, Ylivieska Tutkimuksellinen ongelma: Kunnilta puuttuu Digiroad-aineiston päivityksen, kaavoituksen ja rakennusvalvonnan kehittymisen edellyttämä kolmiulotteisen maastotiedon tuotanto. Niiden ajantasaisuus edellyttää jatkuvia mittauksia, eivätkä ne siksi voi tukeutua valtakunnallisiin mittauksiin. Toisaalta kuntien tulisi kehittää omia toimintojaan ja julkisia palveluitaan alueellisiksi ja hyödyntämään sähköistä asiointia. Tavoite: Kehitettävien mittausmenetelmien ja sähköisen asioinnin menetelmiä käytetään uuden alueellisen julkisen palvelun maastotiedon tuotanto - kehittämiseksi. Tuotos on menetelmänä kopioitavissa myös muihin palveluihin ja muille alueille

5 GIS-laboratorio, osa innovointialustaa Keilaamiseen: Maalaserkeilain Leica ScanStation 2, ohjaukseen teollisuus-laptop. KPAMK:lla on käytettävissä myös: käsikeilain, teollisuuskeilain ja vartalokeilain, 3D-tulostin Mallinnukseen: Kolme työasemaa, yksi palvelin/työasema -yhdistelmä Ohjelmistoja: Leica Cyclone, Bentley: MikroStation, StellaMAP, Terra Muita ohjelmistoja: Autodesk 3ds Max, 3D AutoCAD, Unity, RealExtend, Blender Tiedostoja palvelimella: Pistepilviä: lentokone, helikopteri, maakeilain, (lennokki), (ajoneuvo) 2D- ja 3D- malleja

6 Leica ScanStation2 maalaserkeilain InnoGIS-hankkeessa käytettiin Leica ScanStation2 valon kulkuaikaa mittaavaa maalaserkeilainta (4) Sisäänrakennettu digitaalinen kamera. Keilaimen näkökenttä on vaakatasossa 360 ja pystytasossa 270. Pisteen etäisyyden mittausalue on 300 m 90 % heijastuksella ja 134 m 18 % heijastuksella. Pisteen etäisyyden keskihajonta on 4 mm mitattuna 50 m etäisyydeltä. Pistemäärä on maksimissaan vaakatasossa pistettä ja pystysuunnassa 5000 pistettä. Keilausnopeus on maksimissaan pistettä sekunnissa jatkuvassa toiminnassa (>33min) Kuva: Leica

7 Maakeilaimen keilauskohteita InnoGIS-projektissa tehtyjä keilauksia: Kalajoen golf-kenttä Ylivieska: Kirkko, Helaalan mylly, Savisilta, Helaalan kosken rannat, omakotitalon tontti, Terveyskeskuksen piha, KPAMK:n sisätiloja Teollisuushalleja: Evocatiivi, Akkuser, Maaselän Kone RautaRuukki: Silta-elemetit, TurveRuukki: Löytynnevan suo, Turveauma Iso-Syöte ja Levi; Laskettelurinne Oulu: Tori-alue, Keskustan julkisivuja, Hailuodon majakka

8 Ylivieska: Sillat, mylly, koski, alikulkutunneli

9 Oulu: Tori-alue, keskustan julkisivuja

10 Hailuodon Marjaniemen majakka-alue

11 Hailuodon majakan huippu, AutoCAD

12 Levin ja Syötteen rinteet, matkailumessuille

13 Syötteen laskettelurinne, matkailumessut

14 Gatewing X100 lennokki Taajaman julkisivujen maakeilaus tuo katveongelman, ja keilauspisteitä voi tulla liikaa... Vaihtoehto voisi olla lennokki, kuten ohessa Gatewing X100. (3) Mitta Oy kuvasi Ylivieskan keskustasta 1 km 2 alueen ja generoi siitä ortokuvan ja pistepilven. Lennokin pistepilven tarkkuutta on yritetty arvioida: 60,713m: KA: 60,435m HAJ: 0,077m; <-0,278m> 61,670m: KA: 61,205m HAJ: 0,021m; <-0,465m> 60,745m: KA: 60,326m HAJ: 0,038m; <-0,419m> Pistepilvi ei ehkä ollut kunnolla koordinaatistossa. Yllä oleva arvio ei ole oikea, ja jatkamme tutkimusta.

15 Gatewing X100: Ortokuva Ylivieskan Savari

16 Gatewing X100: Pistepilvi, yksityiskohta

17 Jatko 1. Alueellinen maastotietotuotanto Palvelun tarjoaja: KPAMK /CENTRIA Palvelu: Laserkeilausta yhteishankkeina: Lentokeilaus (lentokone, helikopteri, lennokki), Maakeilaus, Katukeilaus ajoneuvosta. Maanpinnan 3D-mallinnus Mallin ja pistepilven WWW-selaimella katselu Mallien 3D-tulostus Asiakkaat: Kuntien kartoitus, kaavoitus, tekniset palvelut Kuntien matkailu- ja markkinointipalvelut. (1,3,5,6)

18 ...esimerkkejä Kokonaisia taajamia voitaisiin keilata ja mallintaa alueellisena yhteishankkeena kaavoitusta varten. DigiRoad aineiston päivitysvelvoite voitaisiin tehdä alueellisena yhteistyönä, keilaamalla ja mallintamalla uudet tiet, kadut, pysäköintialueet, piha- ja puistoalueet jne. Tie- ja katuverkoston kuntoa voitaisiin keilata ajoneuvosta alueellisena yhteishankkeena. Tien ja kadun alittavat putkistot ja verkostot voitaisiin keilata ja mallintaa tarkan sijainnin tietämiseksi. Kokonaisia jokilaaksoja voitaisiin mallintaa alueellisena yhteishankkeena tulvasuunnittelua ja kaavoitusta varten.

19 Jatko 2. Teollisuuden keilaus- ja mallinnus Palvelun tarjoaja: KPAMK / CENTRIA Palvelu: Saneerattavan rakennuksen keilaus sisältä ja päältä: kantavat rakenteet, ikkunat, ovet Puistojen keilaus Pistepilvien 3D-mallinnus Exportointi esim. AutoCAD-tiedostoksi. Asiakkaat: Kuntien teknilliset palvelut, Suunnittelutoimistot, Arkkitehtitoimistot Peliteollisuus (1,3,5,6)

20 ...esimerkkejä Suurten siltaelementtien päätyjen pitää sopia tarkasti yhteen kokoamisvaiheessa. Mittatarkkuus on maakeilaimelle hiukan liian suuri. Maapohjan, valumuottien ja sillan tukirakenteiden mittaamiseen maakeilaimen tarkkuus riittää hyvin. Keilaamalla ja mallintamalla saisi suunnittelun lähtötietoja, rakennusvalvonnalle mittaustietoa, ja sillan asennustyön voisi simuloida ennen todelliselle alustalle asentamista. (Digital Manufacturing)

21 ...esimerkkejä Pohjois-Pohjanmaan puukirkot tulisi keilata ja mallintaa sisältä ja päältä. Arkkitehtitoimistot saisivat AutoCAD-suunnitteluun tarkan mittatiedon.

22 Jatko 3a. Alueellinen GIS-tietokanta Pistepilvet ovat arvokkaita myöhemminkin: Eri tavoin keilaamalla tai muuten saadut pistepilvet kannattaa tallentaa tiedostoina. Niitä kannattaa päivittää muutoksien osalta. Eri tyyppisistä alueista voisi olla niiden kehittämiseen sopivia pistepilviä; harvaanasuttu maaseutu, taajama, keskusta, katuverkosto, johtoverkosto,... Pistepilvistä ja 3D-malleista voisi leikata kunkin tarpeeseen sopivia leikkeitä Mallinnus ja suunnittelu voitaisiin hajauttaa moneen kuntaan, suunnittelutoimistoihin jne. Arkistointi voisi olla keskitetty palvelu. (1,3,4,5)

23 Jatko 3b. Pohjois-Pohjanmaan GIS-tietokanta

24 Lähteitä: 1. Cheng et al. Study on 3D Laser Scanning Modeling Method for Large-Scale History Building. Department of Surveying and Geoinformatics, Tongji University, Shanghai, China Gatewing X100 How it works Ingensand, Ryf, Schulz. Performances and experiences in terrestrial laserscanning. Institute of Geodesy and Photogrammetry, ETH Zürich, Leica Geosystems. Leica ScanStation 2 User Manual 4. Pu, Vosselman. Building Facade Reconstruction by Fusing Terrestrial Laser Points and Images Yinghui Xiao, Qingming Zhan. 3D Data Acquisition by Terrestrial Laser Scanning for Protection of Historical Buildings. School of Urban Design. Research Center for Digital City. Wuhan University. 2010

25 Kiitos... ja kysymyksiä? Myöhemminkin voi kysyä: tai Kuva: Ahmaoja Kerttu Saalasti Säätiö