Satelliittikuviin liittyvä tutkimustyö VTT:ssä

Transkriptio

1 Maanmittaus 86:1 (2011) 25 Maanmittaus 86:1 (2011) Historiallinen tietoisku Satelliittikuviin liittyvä tutkimustyö VTT:ssä Eija Parmes Tiivistelmä. Satelliittikuvien hyödyntämiseen liittyvä kehitystyö VTT:ssä jatkui 1980-luvun Maankäytön laboratoriossa. Satelliittikuvien oikaisemiseen ja tulkintaan kehitettiin mahdollisimman automaattisia menetelmiä. Sovelluksina olivat metsätalous, maastokartoitus, jää ja luonnonkatastrofit, ja aineistona sekä optiset Landsat-, SPOT- ja NOAA AVHRR -satelliittikuvat että ensimmäiset ERS-1-satelliitin tutkakuvat. VTT mm. kehitti luokitusmenetelmän globaalisti ensimmäisen valtion kattavan maankäyttö- ja puustoluokituskartan tuottamiseen. Vuonna 1988 kaukokartoitus siirtyi Instrumenttitekniikan laboratorioon, missä valmistettiin mm. avaruusinstrumentteja. Tavoitteena oli synergiahyöty instrumenttitekniikan kanssa ja ensimmäiset menestykset liittyivätkin väärävärivideokameran ja hyperspektrometrin kehittämiseen. Laboratorion nimi muuttui 1994 Avaruustekniikan laboratorioksi luvun alku Vuonna 1980 satelliittikaukokartoitusta esiteltiin edelleen uutena tekniikkana, joka tuo tietoa ihmisen fyysisestä ympäristöstä, luonnonresursseista, teollisuus- ja asutusalueista, ja niissä tapahtuvista muutoksista aikana tehtyjen tutkimusten perusteella VTT oli saavuttanut korkean tason satelliittikuviin liittyvässä tutkimuksessa. Satelliittikuvien numeerisen analyysin tulokset luonnonresurssien monitoroinnissa olivat saavuttaneet merkittävää kiinnostusta ja suomalaiset kartoittivat satelliittikuvilta myös alueita Keski-Aasiassa ja Afrikassa. Satelliittikuvien hyödyntämiseen liittyvä kehitystyö VTT:ssä jatkui 1980-luvun Rakennus- ja yhdyskuntatekniikan tutkimusosaston Maankäytön laboratoriossa Kuvatulkinnan ja mittaustekniikan jaostossa Risto Kuittisen johdolla. VTT:n pääjohtaja Pekka Jauho oli kiinnostunut kaukokartoituksesta ja tuki aiheen tutkimustoimintaa VTT.llä. Menetelmä- ja algoritmikehitystä tehtiin sekä kuvamittaukseen että kuvatulkintaan. 80 metrin pikselikoon ja neljän aallonpituusalueen (sininen, vihreä, punainen ja lähi-infra) Landsat-satelliittikuvat olivat 1980-luvun alussa ainoa kaukokartoitukseen luettava satelliittikuvalähde. 2 Digitaalisen kuvainformaation tutkimusohjelma Tärkeä sysäys satelliittikuvien ja numeerisen kuva-analyysin kehitystyölle oli Pekka Raitasen johdolla valmistettu VTT:n laaja tutkimusohjelma Digitaalisen kuvainformaation tutkimusohjelma vuosina Ohjelma yhdisti VTT:llä eri osapuolia, kuten Teletekniikan laboratorio, Elektroniikkalaboratorio, Sähkö

2 26 Satelliittikuviin liittyvä tutkimustyö VTT:ssä tekniikan laboratorio, Graafinen laboratorio, Maankäytön laboratorio ja ATK-keskus. Projektissa kehitettiin mm. videokuvan kompressiota ja tiedonsiirtoa, nopeaa kuvaprosessointia, ja lääketieteellisten kuvien analyysiä. Henrik Haggrén ja Erkki Rämö olivat vetäjinä kaukokartoitukseen liittyvissä Digitaalisen kuvamittauksen ja tulkinnan menetelmät- ja Digitaalisen kuvamittauksen ja tulkinnan sovellukset -projekteissa. Niissä kehitettiin mm. automaattinen kuvan tukipistemittausohjelmisto tietopankkiin tallennettujen tukipistekuvien avulla. VTT kaukokartoittajilla oli laitteistona Data Generalin NOVA 3/12 -minitietokone, jolle kuva syötettiin magneettinauhalta, ja kuva näytettiin Comtalin CRTmonitorilla. Monitorilla olevan kuvan sävyjä ja luokitusta säädettiin painikkeilla. Jokainen operaatio jouduttiin aina aloittamaan tyhjästä kun kuva siirrettiin näyttöön. Keskusmuistiin mahtui samanaikaisesti pikselin kuva neljällä kanavalla. Väriprintterin puuttuessa värien sijasta käytettiin kirjaimia, jotka, kun tarvittiin havainnollista tulostetta luokitustulosten esittämiseen, väritettiin käsin printissä vihreäksi, siniseksi, yms. maastoluokan mukaisesti. Digitaalisen kuvaaineiston käsittelyvalmiudet paranivat merkittävästi, kun Cyber-keskustietokoneelle valmistettiin Sadie-RS-kaukokartoituskuvien kuvankäsittelyohjelma. Tehtävästä vastasi Esa Franssila. Myös NOVA 3/12 -pientietokoneen ja Comtal näyttölaitteen muodostamaan kuvankäsittelyjärjestelmään lisättiin uutta ohjelmistoa. Laitteen pienen kapasiteetin vuoksi aloitettiin valmistelut suuremman kuvankäsittelyjär Kuva 1. Kaj Andersson ja Aarne Rantala konfiguroivat vuonna 1987 Outokumpu Oy:lle satelliittikuvien hyödyntämiseen DISIMP-ohjelmiston, VAX 11/750 -järjestelmän ja Intelin näyttölaitteen Saloran näyttömuisteilla.

3 Maanmittaus 86:1 (2011) 27 jestelmän hankkimiseksi laboratorioon Tehtävästä huolehtivat DI Kaj Andersson, Eija Parmes ja Yrjö Rauste (kuva 1). Kuvankäsittelyjärjestelmäksi valittiin australialainen CSIROn DISIMP-ohjelmisto ja VAX 11/750 -tietokoneet. Kaj Andersson oli Australiassa CSIROssa vuoden 1988 tutustumassa DISIMPohjelmointiin. Työasemanäyttöinä käytettiin pieniä Saloran VPT-64-monitoreja ( bittiä), joihin tehtiin itse ohjelmat satelliittikuvien visualisoimiseksi. Maanmittauslaitos ja Outokumpu Oy päätyivät samanlaiseen kuvankäsittelyjärjestelmään. VAX-sarja jatkui myöhemmin 1980-luvulla VAX Station -työasemina ja edelleen UNIX-pohjaisina DECStation-työasemina, joiden jälkeen 1990-luvun aikana vähitellen siirryttiin PC-aikaan ja Microsoft Windows -käyttöjärjestelmään. Samassa muutoksessa C-kieli korvasi vähitellen Fortranin vallitsevana ohjelmointikielenä. 3 Useita sovellusalueita 1980-luvulla malminetsintää varten tehtiin laajaa kuvankäsittelyohjelmien kehitystyötä. Landsat-satelliitin kuvia ja geofysikaalisten matalalentomittausten digitaalista aineistoa käsiteltiin yhdessä tulkinnallisesti parhaiden kuvien valmistamiseksi. Menetelmää käytettiin hyväksi malminetsintätehtävissä. Tutkimustyöstä vastasi dipl.ins. Esa Franssila yhdessä Outokummun edustajan Jussi Aarnisalon kanssa. Lisäksi Hilkka Arkimaa ja Viljo Kuosmanen Geologian tutkimuskeskuksesta työskentelivät VTT:n tiloissa geologian sovellusten parissa. Metsätalouden alalla kehitettiin menetelmiä satelliittikuvien käyttämiseksi puuston inventoinnissa, hakkuiden paikantamiseksi ja vesoittuneiden havupuutaimikoiden havaitsemiseksi. Tutkijoina toimivat Erkki Tomppo, Tuomas Häme ja Pekka Saukkola. Vuosina VTT:llä toteutettiin laaja projekti Kuvioittainen metsäninventointi satelliittikuvilta, josta lähtien metsäsovellukset ovat olleet VTT:n kaukokartoituksen ydinaluetta. Myös tutkittiin lumen laajuuden ja vesiarvon mittaamista satelliittikuvien ja gammaspektrometrin avulla. Tavoitteena oli kehittää menetelmä operatiiviseen käyttöön, jotta kevätkauden tulvaennusteita voitiin parantaa. Tutkimuksesta vastasi Risto Kuittinen. Kartoituksen puolella kehitettiin menetelmä automaattiseen maankäytön muutosten seurantaan Landsat-satelliittikuvilta. Testiaineistona oli viisi satelliittikuvaa eri vuosilta Hyvinkään kaupunkialueesta. Kuvien silloisen heikon resoluution (pikselikoko 80 metriä) takia vain uudet soranottoalueet saatiin luotettavasti esiin muutoksina. 4 SPOT-satelliittikuvien simulointi ja kuviointimenetelmän kehittäminen Huonoon resoluution oli tiedossa parannusta lähitulevaisuudessa uuden Landsatsatelliitin (pikselikoko 30 metriä) ja ranskalais-ruotsalais-belgialaisen SPOT-satelliitin (pikselikoko 20 metriä) laukaisun myötä: Landsat 4- ja Landsat 5 -satelliitit laukaistiin radalleen vuosina 1982 ja 1984 ja SPOT-satelliitti vuonna Ranskalaisten SPOT-satelliitti oli paitsi suurin erotuskyvyltään myös edelläkävijä satelliitista tehtävissä stereokuvauksissa. Satelliitin kuvaussuunta saatiin ohjelmoitua ±27 astetta viistoon ja kuvattua näin sama alue eri radoilta.

4 28 Satelliittikuviin liittyvä tutkimustyö VTT:ssä Eija Parmes oli VTT:n vaihtotutkijana ja Emil Aaltosen säätiön stipendiaattina talvikauden Ranskan karttalaitoksessa (IGN Institut Geographique National) tutustumassa ennakolta SPOT-satelliitin kuviin. Ranskan avaruustutkimuskeskukseen CNES toimitettiin Mallinkaisen alueen ilmakuva ja korkeusmalli, joista CNES valmisti SPOT-stereo- ja nadiirikuvia suomalaisen tutkimuksen käyttöön. Kuvia käytettiin mm. SPOT-kuville sopivan kuviointimenetelmän kehittämisessä ja testaamisessa stipendiaattivierailun aikana. Kuviointiohjelma toimitettiin Ranskan avaruustutkimuskeskukseen Nadine Pourthielle (CNES), josta saimme vastavuoroisesti samaan suunnattujen puiden algoritmiin perustuvan ohjaamattoman luokituksen eli klusteroinnin menetelmän (CHCLA). Samoihin aikoihin Maanmittauslaitoksen Satelliittikuvakeskus Jussi Paavilaisen johdolla teki sopimuksen SpotImagen kanssa SPOT-kuvien tulevasta välityksestä Suomeen. Ranskassa satelliittikuvien hyödyntämiseen valmistautuivat jo silloin monet yritykset ja laitokset, kuten GDTA, IFP, CNES, Matra, INRA, BRGM, SEP ja Geofrance. 5 Kartoitus ja muutosten seuranta 1980-luvulla 1980-luvulla tehtiin laajaa yhteistyötä Maanmittauslaitoksen ja Topografikunnan kanssa satelliittikuvien soveltuvuudesta yleis- ja topografiseen kartoitukseen ja muutosten seurantaan. Esa Franssilan johdolla tehtiin kehitystyötä satelliittikuvien käyttämiseksi Suomen yleiskartan ajantasaistuksessa ja satelliittikuvamosaiikkien valmistamisessa. Työn tuloksena Maanmittaushallitus valmisti koekarttoja luvun loppupuoliskolla kehitettiin menetelmiä 1: topografisen kartan pintamaisten kohteiden tulkintaan Landsat- ja SPOT-satelliittikuvista. Tällöin Landsat-aineisto sisälsi perinteisten sinisen, vihreän, punaisen ja lähi.infran aallonpirtuusalueitten lisäksi myös kaksi keski-infra-alueen aallonpituuskanavaa. Testialueina olivat Kopsusjärven alue Lapissa edustamassa Topografikunnan intressialueita ja Lohjan ja Kirkkonummen alue Etelä-Suomessa edustamassa Maanmittaushallituksen intressialueita. Kopsusjärvellä tarkistettiin satelliittikuvista tehtyjä kuviointi- ja tulkintatuloksia sekä helikopterista että maastossa (kuva 2). Kopsusjärven maan peitteisyyden luokitusta Landsat TM -satelliittikuvasta esitetään kuvissa 3 6. Paljakka-alueiden ja rinteillä sijaitsevien pensaikko- ja taimikkoalueiden erottelussa uusi keski-infran aallonpituusalue oli hyödyllinen, kun muissa luokissa lähi-infra ja näkyvän valon alueet olivat riittäviä. Kuvien parantuneen resoluution takia kuvilla erottui selvemmin myös tekstuuria ja kuvien tulkintaan lisättiin Haralickin tekstuuriparametreja muuttujiksi. Tekstuuriparametrit laskettiin ns. co-occurrence-matriisista, joka ilmaisee miten sävyarvot sijaitsevat toistensa naapureina kuvalla. Rakenteellista tekstuuria korostettiin erikoissuodattimilla. Näin saatiin mm. rajattua kaistalehakkuut ja erotettiin rakennetut alueet paljaista pelloista, jotka muuten sekoittuivat samoihin säteilyluokkiin. Kirkkonummen alueella kehitettiin muutosten seurannan menetelmää, jossa uutta satelliittikuvaa verrattiin karttaan. Kartan kuvioiden perusteella muodostettiin karttaluokkien säteilyluokat, ja niiden perusteella luokitettiin kuva uudelleen

5 Maanmittaus 86:1 (2011) 29 Kuva 2. Maastotarkistuksissa Kopsusjärvellä vuonna 1985, kuvassa Veli-Pekka Valtonen Topografikunnasta, Eija ParmesVTT:stä ja Tapio Tuomisto Maanmittaushallituksesta karttaluokkiin. Jos muutoksia oli suhteellisen vähän verrattuna kuva-alueeseen, niin muuttuneet pikselit luokittuivat uudessa luokituksessa eri luokkaan kuin verrattaessa karttaan. Kartoitustehtäviin liittyvissä projekteissa toimivat 1980-luvulla VTT:llä Esa Franssila, Risto Kuittinen, Eija Parmes, Pekka Raitanen ja Maanmittauslaitoksessa Jaakko Peltola, Jussi Paavilainen, Raimo Lahtinen, Tapio Tuomisto ja Eija Forsvik, sekä Topografikunnassa Jukka Hakala, Juha Saarentaus, Veli-Pekka Valtonen ja Henry Kvarnström, sekä Juha Jaakkola Geodeettisesta laitoksesta. Tutkimusta rahoittivat edellä mainittujen osapuolten lisäksi Maa- ja metsätalousministeriö luvulla VTT ja Vesi- ja ympäristöhallitus kehittivät menetelmän tuottaa Landsat-satelliittikuvista maan peitteisyyttä kuvaavan kartan koko Suomen alueelta. Idea lähti Vesi- ja ympäristöhallituksesta Yrjö Sucksdorffin toimesta, koska tarvittiin tietoa valuma-alueiden maankäytöstä. Työtä veti Risto Kuittinen VTT:stä ja siihen osallistui Eija Parmes VTT:stä. Aaro Mikkola käynnisti tuotannon Maanmittaushallituksessa ja Antti Vertanen jatkoi Aaron siirryttyä muihin tehtäviin. Kartta oli ensimmäinen laatuaan kansainvälisesti ja ensimmäinen versio valmistui vuonna Pikselikoko oli 25 metriä. Kuvassa 7 ollaan tarkistamassa tuloksia maastossa.

6 30 Satelliittikuviin liittyvä tutkimustyö VTT:ssä Kuva 3. Landsat-satelliittikuvan vihreän (B), punaisen (G) ja keski-infrapunan (R) aallonpituusalueitten väärävärikuva Kopsusjärven 1: karttalehden alueelta Kuva 4. Paljakka-alueet vaaleansinisellä ja pensaikko- ja taimikkoalueet tummansinisenä. Luokitus tehtiin ohjaamattomalla suunnattujen puiden menetelmällä Landsat TM -kuvan vihreän, punaisen ja keski-infran kanavista.

7 Maanmittaus 86:1 (2011) 31 Kuva 5. Vesi sinisenä, mäntypuusto tummanvihreällä, muu havupuusto keskivihreällä, lehtipuusto vaaleanvihreänä ja harva ja kanervapohjainen männikkö, puustoinen kallio ja kivikko harmaalla. Luokitus tehtiin ohjaamattomalla suunnattujen puiden menetelmällä Landsat TM -kuvan punaisen ja lähi-infran kanavista. Kuva 6. Tiheä rakka violettina, puhdas kalliomaa harmaalla ja vaikeakulkuinen ja ylipääsemätön suo sinisenä. Luokitus tehtiin ohjaamattomalla suunnattujen puiden menetelmällä Landsat TM -kuvan punaisen ja lähi-infran kanavista.

8 32 Satelliittikuviin liittyvä tutkimustyö VTT:ssä Kuva 7. Maastotarkistusta 1980-luvun lopulla, kuvassa Hillevi Nikka, Risto Kuittinen ja Brita Veikkanen Kuva 8. Jäätyyppien luokitus NOAA-satelliittikuvalta, joka on kuvattu Vasemmalla on ohjatun luokituksen tulos ja oikealla ohjaamattoman luokituksen tulos punaisen, lähi-infran ja entropian avulla erotetuista merijäätyypeistä: kiintojää, ahtautunut jää, tiheä ajojää, harva ajojää, hyvin harva ajojää ja avovesi. Valkoiset alueet ovat pilviä.

9 Maanmittaus 86:1 (2011) 33 6 Jäätyypitystä NOAA AVHRR -satelliittikuvista ja satelliittikuvien siirtoa jäänmurtajille Kristina Ahlnäs Alaskan yliopiston geofysiikan laitokselta vieraili VTT:llä 1980-luvun lopulla ja osallistui Risto Kuittisen vetämään merijään tulkintaprojektiin. Erityisesti Kai Mäkisaran kehittämä kuvien kompressio- ja koodausmenetelmä oli siihen aikaan edistyksellinen. Projektissa kehitettiin optimaalisia kuvajohdannaisia ja tekstuurimuuttujia jäätyypin tulkintaan. Tekstuurimuuttujista entropia erotti parhaiten eri jäätyyppejä: kiintojää, ahtautunut jää, tiheä ajojää, harva ajojää, hyvin harva avojää, ja avovesi (kuva 8). Vuosina 1988 ja 1989 VTT:ssä kehitettiin satelliittikuvien kompressio- ja siirtojärjestelmä jäänmurtajille (Robin Berglund, Risto Kuittinen, Kai Mäkisara, Yrjö Rauste). Alussa siirrettiin NOAA-sääsatelliitin yhden kilometrin resoluution optisia kuvia. Vuonna 1991 asennettiin operatiivinen NOAA AVHRR -kuvien siirtojärjestelmä kaikille Suomen jäänmurtajille yhdessä VTT tietojenkäsittelytekniikan laboratorion kanssa. Seuraavana vuonna kuvavälitys laajennettiin koskemaan myös ERS-1-satelliitin tutkakuvia luvulla jäänmurtajille kehitettiin satelliittikuvatyöasema, alussa Macintosh- ja myöhemmin PC Java -pohjainen, joka liitettiin jäämurtajien liikennetietojärjestelmään. 7 Automaattinen tukipistemittaus ja kuvasovitus 1980-luvun lopulla keksittiin, että koska järvien rajaaminen onnistuu lähes 100 %:n luotettavuudella satelliittikuvan lähi-infrakanavan kuvasta myös ilman ihmisen ohjausta, niin tätä voi käyttää ainakin Suomessa, tuhansien järvien maassa, satelliittikuvien automaattiseen tukipistemittaukseen. Tämän perusteella kaukokartoitusjaostossa lähdettiin kehittämään järjestelmää, jossa satelliittikuvasta rajatuille järville etsitään vastinjärvet ja peruskartan järvistä, ja näin saadaan kuvalle geokoodauksen vaatimat tukipisteet. Mikael Holm aloitti 1980-luvun lopulla menetelmätoteutuksen piirrepohjaiseksi kuvien yhteensovitusmenetelmäksi, joka perustuu peruskartan järvien ja saarien painopisteisiin ja ylempiin momentteihin, joiden perusteella löydetään vastinsaaret ja -järvet. Maanmittaushallitus oli saanut valmiiksi peruskartan digitoinnin ja peruskartat vesialueineen olivat käytettävissä CD:llä. Niistä laskettiin VTT:llä referenssitietokantaan Suomen järvien painopisteet ja koko- ja muotoparametreja. Maanmittauslaitos käytti 1990-luvulla tätä satelliittikuvien automaattisen tukipistemittauksen ohjelmaa Landsat-, SPOT- ja myöhemmin IRS-satelliittikuvien operatiivisessa tukipistemittauksessa. VTT:llä aihe laajeni globaaliksi rekonstruoinniksi, jossa myös muut kuin geometriset tekijät otetaan huomioon kuvien yhteensovituksessa. Näistä projekteista syntyi myös erikoinen toimeksiantoprojekti. Media tahtoi selvittää Suomen järvien todellisen määrän. Tämä saatiin laskettua VTT:ssä peruskartoilta tehdyn referenssitietokannan perusteella ja tuloksena oli noin yli neljän aarin järveä ja lampea. 8 Kaukokartoitus ja avaruusinstrumentit Vuonna 1988 kaukokartoitustutkimus siirtyi avaruustekniikan laiteosaamiseen yhteyteen ensin Instrumenttitekniikan laboratorioon, joka organisoitiin vuonna

10 34 Satelliittikuviin liittyvä tutkimustyö VTT:ssä Avaruustekniikan laboratorioksi. Laboratorionjohtajana oli Väinö Kelhä, ja kaukokartoitusjaoston vetäjinä toimivat Risto Kuittisen jälkeen Tuomas Häme vuodesta 1990 ja Einar-Arne Herland vuodesta Digitaaliseen videokameraan perustuva kevyt ilmakuvauksen kokonaisjärjestelmä EnsoMosaic sai alkunsa, kun Karelsilva Oy:lle toimitettiin vuonna 1991 VTT:n patentoima väärävärivideokamera metsäkartoitukseen lentokoneesta. Kamera sai toisen sijan Finnish Junior kauppakamarin Vuoden tuote -kilpailussa. Kameran ympärille kehitettiin kuvauksen suunnittelu, navigointi, ja kuvien prosessointi- ja mosaikointijärjestelmä. Kehitystyössä olivat mukana Mikael Holm, Markku Rantasuo, ja Tuomas Häme. Tätä EnsoMosaic-järjestelmää ovat Enso Forest Consulting ja myöhemmin Stora Enso ja MosaicMill myyneet useisiin maihin luvun alussa VTT:ssä kehitettiin myös AISA-spektrometri. John Bolton NASA:sta (Goddard Space Flight Center) oli vierailevana tutkijana VTT:llä ja hän hankki vuonna 1991 rahoituksen suomalaisen spektrometrin rakentamiseksi. Ensimmäinen AISA spektrometri valmistui vuoden 1992 lopulla. Spektrometriohjelmistoa kehittivät Maankäytön laboratoriossa Kai Mäkisara, Markku Rantasuo, Tuomas Häme ja Kaj Andersson ja laitepuoli rakennettiin Oulussa Optoelektroniikan laboratoriossa. Spektrometristä kehittyi myöhemmin kaupallinen AISAhyperspektrometri, jota SPECIM myy edelleen menestyksekkäästi luvun alun sovellukset 1990 luvun alussa kaukokartoitusryhmän tutkimustyön tavoitteena olivat edelleen kehittyneet tulkintamenetelmät ja niiden siirtäminen loppukäyttäjille. Monilähteinen data, ja ympäristö, metsä- ja jääsovellukset olivat jo silloin ydinalueita. VTT kaukokartoitus osallistui vuosikymmenen vaihteessa jo useisiin Euroopan Avaruusjärjestön (ESA) ja Euroopan Unionin projekteihin. PIPOR projektissa selvitettiin Baltian meren jään kartoitusta Euroopan avaruusjärjestön ERS-1-satelliitin SAR-tutkakuvista (Synthetic Aperture Radar). Tutkimusta veti Einar-Arne Herland. Projektiin osallistui myös Merentutkimuslaitos ja TKK, sekä VTT:ltä Tietojenkäsittelytekniikan laboratorio. Metallimiehenkuja 10:n katolle Otaniemeen asennettiin antenni ERS-1-satelliitin SAR-kuvien vastaanottoon. Maanmittaushallitukselle kehitettiin SarDEM ohjelmisto, jolla SARkuvaparista voidaan laskea maaston korkeusmalli. Kuvassa 9 nähdään käänteisesti, kuinka lähellä korkeusmallista simuloitu interferenssikuviointi on saman alueen SAR-kuvaparin interferenssikuviointia. Yrjö Rauste johti tutkimusta polarimetrisen SAR-datan käytöstä metsätuhojen kartoituksessa. Aineistona oli Euroopan Avaruusjärjestön ja Euroopan Unionin tutkimuskeskuksen (JRC) järjestämän MAESTRO-1-kampanjan aineisto saksalaisen Freiburgin metsäalueelta. Filippiineillä sijaitsevan Pinatubon tulivuoren tuhoja kartoitettiin japanilaisen MOS-satelliitin kuvista. Tutkimusta johti Väinö Kelhä. Maailmanpankki rahoitti Jamuna-joen eroosion kartoittamista, ja tätä tutkimusta johti Yrjö Rauste, mukana oli myös Finnmap Oy.

11 Maanmittaus 86:1 (2011) 35 Kuva 9. Vasemmalla on interferenssikuvioitus SAR-kuvaparista ja oikealla saman alueen korkeusmallista simuloitu interferenssikuvioitus Metsäpalotyöasema sai alkunsa vuonna 1993, jolloin Yrjö Rauste kehitti prototyypin metsäpalojen havainnointiin NOAA AVHRR -kuvista. Täysin automaattinen metsäpalojen havainnointipilotti pyöri kesän 1995, ja on sen jälkeen ollut operatiivisessa käytössä. Järjestelmäkehitystä rahoitti mm. sisäasiainministeriö. Markkinoilta selvitettiin olemassa olevia kuvankäsittelyohjelmistoja VTT:n kaukokartoitusryhmän resurssien täydentämiseksi: ERDAS Imagine, EASI/Pace, GRASS, Khoros, DISIMP, Xdibias, System 600 sekä itse tehdyt IMD- ja VIPohjelmistot. Kai Mäkisaran johdolla Kaj Andersson, Juha-Petri Kärnä ja Marko Meinander ryhtyivät rakentamaan Kotikuva-kuvankäsittelykirjastoa, jota edelleen käytetään VTT:n kaukokartoituksen ohjelmistokehityksessä. Laitteistona oli DEC Unix -työasemia ja DEC Ultrix -käyttöjärjestelmä. Kansainvälinen yhteistyö laajeni kolmeen japanilaiseen tutkimuskeskukseen: FFPRI (Forestry and Forest Products Research Institute of Japan, Tsukuba), josta Yoshio Awaya oli 1993 vierailevana tutkijana VTT:n kaukokartoitusryhmässä, sekä NIAES (Agro-Environmental research center of Japan). Japanilainen Michio Shibayama National Grassland Research Institutesta oli vierailevana tutkijana VTT:llä ja osallistui projektiin Japanese experimental study in the arctic area. Vuonna 1994, ennen kuin Suomi oli vielä liittynyt Euroopan Unioniin, aloitettiin neljän vuoden projekti Suomen sadonarviointijärjestelmän yhtenäistämiseksi EU:n maiden kanssa: Application of remote sensing for estimation of agricultural crop production in Finland. Projektia veti Risto Kuittinen Geodeettisesta laitoksesta, ja siihen osallistui suuri joukko muita suomalaisia organisaatioita ja tutkijoita: Ville Keskisarja TKK:lta, Eero Ahokas ja Mika Karjalainen Geodeet

12 36 Satelliittikuviin liittyvä tutkimustyö VTT:ssä tisesta laitoksesta, ja Sami Jänne Suomen ympäristökeskuksesta. Myös Ilmatieteen laitos ja asiakkaan edustajina Maa- ja metsätalousministeriön tietokeskus ja Euroopan Unionin tutkimuskeskus osallistuivat projektiin. VTT tutki projektissa SPOT-satelliittikuvien käyttöä viljan kasvun seurannassa lehtialaindeksin perusteella. Maastomittaukset kalibroitiin satelliittikuvan päivämäärälle historiallisten kasvukäyrien perusteella, jolloin vehnän kasvun ja SPOT-kuvasta lasketun lehtialaindeksin välillä oli yli 90 %:n selitysaste. Muut viljalajit eivät tuottaneet yhtä hyvää, voisi sanoa, satoa. Sadonennustamiseen rakennettiin Suomessa järjestelmä, mutta satelliittikuvia ei siinä vaiheessa otettu operatiiviseen käyttöön. Suomen liityttyä Euroopan Unioniin vuonna 1995, VTT:llä oli jo kokemusta monista EU:n rahoittamista kaukokartoitusprojekteista: edellä mainittu sadonarviointiprojekti EUAGRIC, CEO PathFinder -satelliittikuvien käyttäjävaatimusten keruu, FIRS (Forest information from remote sensing), GLORE (kuvien globaali yhteensovitus), ja SPOTVege (kasvillisuuden kartoitus) SPOT-satelliittikuvista. 10 Henkilökunta Ainakin seuraavat henkilöt ovat VTT:ssä osallistuneet kaukokartoitustutkimukseen: Einari Kilpelä, Laina Hovi, Sipi Jaakkola, Leena Airaksinen, Elma Paulakannas, Hillevi Nikka, Hannele Kovasiipi, Lea Lehtola, Hannele Ovaska, Risto Kuittinen, Esa Franssila, Henrik Haggrén, Seppo Väätäinen, Markku Rantasuo, Kuva 10. VTT:n kaukokartoitusryhmä 1993 Otaniemen Metallimiehenkujalla, kuvassa. Brita Veikkanen, Juha-Petri Kärnä, Hillevi Nikka, Yrjö Rauste, Elma Paulakannas, Kaj Andersson, Eija Parmes, Kai Mäkisara, Tuomas Häme, Markku Rantasuo, ja Seppo Väätäinen.

13 Maanmittaus 86:1 (2011) 37 Pekka Saukkola, Tuomas Häme, Erkki Tomppo, Eija Parmes, Kaj Andersson, Yrjö Rauste, Brita Veikkanen, Einar-Arne Herland, Kai Mäkisara, George Denisoff, Anssi Lohi, Terhikki Manninen, Susanna Rautakorpi, Marcus Engdahl, Timo Pyhälahti, Timo Ikola, Arto Salli, Juha-Petri Kärnä, Istvan Heiler, Marko Meinander, Kari Lahti, Pirjo Kinanen, Väinö Kelhä, Matti Salmola, Pekka Raitanen. VTT:n kaukokartoitusryhmä 1993 on kuvassa 10. Pyydän anteeksi heiltä, joita en ole huomannut laittaa tähän listaan vaikka aihetta olisi ollut. Kiitokset. Kiitän seuraavia henkilöitä, jotka ovat tarkistaneet ja täydentäneet tekstiä: Kaj Andersson, Yrjö Rauste ja Brita Veikkanen. Kirjallisuutta Ahlnäs, K., Kuittinen, R., Parmes, E Interpretation of sea ice using NOAA-AVHRR data. VTT Tiedotteita: Espoo Franssila, E Pienikaavainen maastokartoitus digitaalisesti parannetuista Landsatkuvista. VTT Tiedotteita: 128. Espoo Herland, E.-A SAR-interferometrian loppuraportti. VTT Loppuraportti. Espoo Holm, M Towards automatic rectification of satellite images using feature based matching. IGARSS 91 International Geoscience and Remote sensing symposium, Espoo, Finland, June 3 6, IEEE catalog N:o 91CH ISBN Häme, T.; Saukkola, P Satelliittikuvat Pohjois-Suomen metsäveroluokituksessa. VTT Tutkimuksia:112. Espoo s. Häme, T.; Tomppo, E.; Parmes, E Kuvioittaisen arvioinnin ja muutosten seurannan menetelmä. Metsä ja Puu 1988, No: 10, s Häme, T Spectral interpretation of changes in forest using satellite scanner images. Acta Forestalia Fennica: 222. Tampere s. Instrument laboratory, Section for remote sensing, Annual Report, Espoo Instrument laboratory, Section for remote sensing, Annual Report, Espoo Kilpelä, E., Jaakkola, S., Kuittinen, R., Talvitie, J Automated earth resources surveys using satellite and aircraft scanner data. VTT Publication: 15. Espoo s. Kuittinen, R. ja Parmes, E Kaukokartoituksen käyttömahdollisuuksista yhdyskuntasuunnittelussa. Suomen kunnallislehti 1/81. Maankäytön laboratorion toimintakertomus Rakennus ja yhdyskuntatekniikan tutkimusosasto. VTT. Espoo Mäkisara, K., Berglund, R., Rauste, Y., Tikkanen, T., Savola, J., Kuittinen, R., Leppäranta, M., Pohjola, J Satelliittikuvan digitaalinen siirto jäänmurtajalle. VTT Tiedotteita: Espoo s.

14 38 Satelliittikuviin liittyvä tutkimustyö VTT:ssä Parmes, E SPOT-stereoparin geometrinen simulointi: simuloinnin vaiheet ja lopputuotteet. VTT Maankäytön laboratorio, työseloste, Parmes, E Segmentation as an initial step in land use interpretation from SPOT imagery. Paper presented at VISION 84 symposium, Kiruna, Sweden, Parmes, E Kaukokartoitussatelliitit kuvaavat maapalloa. Tekniikan näköalat N:o 7. Helsinki s Rauste, Y., Nieminen, M., Korhonen, O., Pohjola, J.; Enoksen, R-T Satelliitilla tarkat ja tuoreet jäätiedot. Navigator No: 9, s Rauste, Y., Lähteenmäki, J Tutkatekniikan soveltaminen kaukokartoituksessa. VTT Symposium 96. VTT:n avaruustekniikan tutkimus Espoo, Santomaa, V.& Aurinsalo, J. (toim.). VTT. Espoo 1989, Rauste, Y Methods for analyzing SAR images. VTT Research Reports: 612. Espoo s. Saukkola, P Satelliittikuviin perustuva puuston inventointi. VTT Tutkimuksia: 85. Espoo s. Saukkola, P.; Jaakkola, S Numeerinen kuvatulkinta metsäalueen ja metsikön tunnusten arvioinnissa. VTT Tutkimuksia: 151. Espoo s. VTT Esite Research in most fields of technology. Helsinki Eija Parmes (o.s. Lehto) valmistui DI:ksi vuonna 1981 TKK:n Maanmittausosastolta. Sen jälkeen hän on toiminut VTT:n kaukokartoitusryhmässä tutkijana kehittämässä menetelmiä ja ohjelmistoa satelliittikuvien kalibrointiin ja tulkintaan topografista kartoitusta ja maan peitteisyyden kartoitusta varten. Hänen erikoisalueensa ovat tekstuurimuuttujat ja kuviointi, sekä kuva-aineistojen keskinäinen geometria. Vuosina 1982, 1983 ja 1985 hän oli Ranskan karttalaitoksessa (IGN) vaihtotutkijana tutustumassa SPOT-satelliittikuviin. Hän on Matinen kaukokartoitus- ja geoinformaation jaoston jäsen vuodesta Lisäksi hän on toiminut Positio-lehden toimituskunnassa vuodesta 1995 lähtien ja vuosina 1995 ja 2010 hän oli Suomen kaukokartoituskerhon puheenjohtaja.