LAATUVAATIMUKSET LASERKEILAUSAINEISTOLLE

Transkriptio

1 RISKIPUIDEN KARTOITUS Kartoitus puista, jotka ovat vaarassa kaatua myrsky- tai lumituhojen seurauksena sähkölinjalle tai junaradalle. Erityisen riskialttiita ovat esimerkiksi riukuuntuneet lehtipuut tai männyt tykkyalueilla. Kartoitusta on yritetty tehdä jonkin verran pintamalleilta (CHM), mutta nykyisen aineiston tarkkuus ei ole riittävä. Nykyisellä pistetiheydellä myöskään linjojen mallinnus ei onnistu, eikä puulajin tunnistus ole kovin luotettavaa. Käytännössä esimerkiksi sähköverkkoyhtiöt teettävät erillisiä keilauksia helikopterilla kartoittaakseen riskipaikkoja. VAIKUTUKSET Miten tilanne muuttuu nykyisestä? Mitä hyötyjä ja vaikutuksia käyttötapauksella on? Myrskyjen ja lumituhojen aiheuttamia sähkökatkoja pystytään ehkäisemään. Mahdollisten tuhojen aiheuttamat vahingot saadaan korjattua nopeammin. Kiinteistövaurioita ja liikenneongelmia voidaan estää ja ennakoida. Junaratojen ja teiden kunnossapito helpottuvat riskipuiden osalta. Erillisten keilausten tarve vähenee ja ne voidaan kohdistaa tarkemmin. Maastotyön tarve riskipuiden kartoituksessa vähenee, minkä ansiosta kustannukset alenevat. Sähkökatkojen kestot lyhenevät. Turvallisuus paranee. Verkkoyhtiöiden katkoista maksamat korvaukset alenevat. Maakaapeloinnin ja linjojen siirron tarve vähenee. Suomen metsäkeskus Verkkoyhtiöt Liikennevirasto VR Sähkönkäyttäjät Sähköyhtiöt Liikenneoperaattorit Vakuutusyhtiöt Kiinteistön omistajat Autoilijat & liikenne- ja muiden väylien käyttäjät Yksityistiekunnat Palo- ja pelastustoimi Aineiston laadun on parannuttava nykyisestä. Riittävän tarkan tiedon tuottamiseen vaaditaan nykyistä tiheämpää pistepilveä ja parempaa puulajitulkintaa. Suurempi pulssitiheys mahdollistaa linjan mallinnusta ja yksittäisten riskipuiden tunnistamista. Monikanavakeilauksella voidaan parantaa puulajitulkintaa.

2 MAANPEITTEEN TARKEMPI TULKINTA Vähäpuustoisten maanpeitetyyppien kartoitus kattaen mm. taajamat, suot, tunturit ja rannat Kartoitus perustuu nykyisellään HR (high resolution) -satelliittiaineistoihin (maastoerotuskyky m) ja olemassaoleviin, eri organisaatioiden keräämiin ja ylläpitämiin paikkatietoaineistoihin. Monikanavakeilauksen myötä mahdollistuu maanpeitteen luokittelu nykyistä laajemmin, ja aineiston temaattinen ja spatiaalinen tarkkuus parantuu. Maanpeitetieto voitaisiin tarjota jopa samalla resoluutiolla kuin korkeusmalli 2 m. Mahdollistaa taajamien maanpeitteen seurannan muun muassa kaavoituksen, hulevesien hallinnan (maanpinnan läpäisevyys) tueksi. Rantakaavoitus voidaan tehdä suoraan laserkeilausaineiston perusteella. Saadaan määritettyä maanpinnan karkeuskerroin hydraulisia mallinnuksia ja edelleen tulvakartoituksia varten. Myös alempiasteinen tieverkon kunnon tunnistamisen myötä hoitotoimenpiteitä voidaan kohdentaa ja priorisoida tehokkaammin. Muun muassa pienet metsäautotiet voidaan kartoittaa. Kansalliseen maastotietokantaan saadaan maanpeiteaineisto 100-prosenttisena. Maaston ja puuston laadun tunnistuksen myötä voidaan löytää optimaalisia kohteita ja reittejä virkistyskäytöön. Maatalousmaan tunnistaminen helpottuu. Peltolohkorekisterin ylläpidon osittainen automatisointi on kustannustehokkaampi tapa rekisterin ylläpidossa. Hitaiden ja pienimuotoisten muutosten, kuten ilmastonmuutoksen, seuranta. Arvokkaiden luontotyyppien kartoitus ja seuranta mahdollistuu. Voidaan luoda realistisempia oppimisympäristöjä ja simulaattoreita. Ympäristöhallinto MAVI Kunnat Yritykset Matkailijat Kaavoitusviranomaiset Kunnat Maakuntien liitot Metsähallitus GTK Pelastusviranomaiset Kiinteistöjen omistajat Simulaattorit Aineistossa pitää olla suuri pistetiheys, ja se pitää toteuttaa monikanavakeilauksena. Hyödyt eri aallonpituusalueiden käytöstä on ensin selvitettävä. Keilausajankohtana on kesäaika. Päivitys vähintään viiden vuoden välein (Lapissa mahdollisesti harvemmin) Ilmakuvaus samanaikaisesti?

3 TULVARISKIEN KARTOITUS Tulvavaarakarttojen perusteella nähdään, mitkä alueet ovat tulvavaarassa erisuuruisilla ja -tyyppisillä tulvilla. Tulvamallinnusta varten tarvitaan vedenkorkeustietojen lisäksi myös maanpinnan korkeusmalli tarkasteltavalta alueelta. Esimerkiksi hydraulisilla malleilla laskettuja vedenkorkeuksia ja korkeusmallia käyttäen saadaan mallinnettua tulva-alue numeerisesti syvyystietoineen vähentämällä vedenpinnan korkeusmallista maanpinnan korkeusmalli. Tulvavaarakartalla esitetään toistuvuudeltaan tietyn suuruisen tulvan vesisyvyydet tulvavaaravyöhykkeittäin eri sinisävyjä käyttäen. Vaalein sininen kuvaa matalinta tulva-aluetta ja tummin sininen syvintä tulva-aluetta tarkastellulla tulvaskenaariolla. Tulvariskien hallinta tehostuu ja tulvista aiheutuvat vahingolliset seuraukset vähentyvät. Pystytään ennakoimaan, minne tulvat nousevat ja missä ne aiheuttavat vahinkoja. Tulvariskien hallinnan toimenpiteet ja niihin liittyvät pelastustoimet voidaan suunnitella etukäteen. Tunnistetaan maan pinnoittamisen vaikutukset hulevesiin. Riskikohteet voidaan suojata tai siirtää, eikä tulvariskialueille suunnitella rakentamista. Tarkemman keilauksen ja monikanavaisuuden ansiosta pystyttäneen tunnistamaan maaperän karkeuskerrointa hydraulisiin mallinnuksiin sekä toisaalta läpäisevyyttä hulevesitulvakartoituksia varten (vrt. käyttötapaus maanpeitteen tarkempi tulkinta). Keilauksella on mahdollista saada syvyystietoa matalista vesistä hydraulista mallintamista varten. Hankala rajapinta syvemmän veden (kaikuluotaus) ja rannan välillä tulisi näin katettua (vrt. käyttötapaus matalien vesien kartoittaminen) Tulvariskiaineisto tarjoaa tietoa investointipäätösten tueksi. Kunnat Konsultit Vakuutusyhtiöt Pelastusviranomaiset Kaavoitusviranomaiset Kuntien eri toimialat Maakuntien liitot Pelastusviranomaiset Kiinteistöjen omistajat Rumpujen ja putkien luokittelu tulee tehdä erikseen, jotta ne voidaan huomioida hulevesitulvakartoituksissa (2D-pintavaluntamalli) (ks. käyttötapaus valuma-alueiden määrittäminen). Monikanavakeilaus mahdollistaa paremman kohteen ja materiaalin tunnistamisen. Aineiston tulee olla ajantasaista.

4 RAKENNUSTEN 3D-MALLINTAMINEN Rakennuksista luodaan 3D-mallit, joissa huomioidaan kattojen malli ja suunta (LOD2). Rakennuksista ei tällä hetkellä voida tuottaa 3D-mallinnusta koko maan kattavasti, koska nykyinen laserkeilausaineisto ei mahdollista sitä. Rakennusten 3D-mallintaminen hyödyttää ja helpottaa kaupunkisuunnittelua analyysejä pelillistämistä. Kiinteistöverotus voidaan saattaa ajantasalle, kun kaikista olemassa olevista rakennuksista saadaan tieto. Pohjakartat voidaan luoda tarkemmiksi ja rakennuksille saadaan korkeudet. Kunnat ja kaupungit MML Yritykset Valtio Kuntalaiset Päättäjät (esim. kansalaisvaikuttamisen parantaminen) Yritykset kuten esim. pelifirmat Pistepilven pistejakauman homogeenisuus Kohinan määrän vähentäminen Pistetiheys tarpeeksi suuri Aineiston tulee mahdollistaa rakennusten automaattinen tulkinta. Monikanavakeilaus mahdollistaa paremman kohteen / materiaalin tunnistamisen, myös latvustojen alta

5 VESIENHOIDON TOIMENPITEIDEN SUUNNITTELU Vesimuodostumien piirteiden kartoitus ja toimenpiteiden suunnittelu niin kosteikoiden kuin kalojen nousuesteiden osalta Laserkeilausaineistojen korkeustiedon avulla voidaan laskea peltojen kaltevuutta (ks. käyttötapaus valumaalueiden määrittäminen ja kaltevuusanalyysi) ja edelleen hyödyntää tietoa peltoviljelykuormituksen laskennassa sekä toimenpiteiden suunnittelussa, kuten kosteikot ja suojavyöhykkeet. Suunnittelutyö tehostuu, koska ei tarvita erillisiä maastomittauksia työn suorittaminen nopeutuu voidaan tarkastella laajoja alueita yhdellä kertaa. Monikanavaisuuden ja pistetiheyden kasvun myötä avautuu uusia mahdollisuuksia vesienhoidon suunnitteluun liittyen. Valtakunnallisen korkeusmallin myötä korkeustieto voidaan siirtää uomaverkostolle ja näin saadaan laadittua uomien pituusleikkaus, jota voidaan hyödyntää vesimuodostumien ominaispiirteiden tulkinnassa, kalojen nousuesteiden tunnistamisessa ja melontareittien suunnittelussa. Kaupungit ja kunnat Verkkoyhtiöt Luontomatkailuyritykset Maanomistajat Maanviljelijät Keilaukset on suoritettava keväällä, jolloin kasvillisuuden määrä huomioidaan paremmin. Veden korkeus keilaushetkellä tulisi olla lähellä veden keskikorkeutta. Tarvitaan nykyistä tarkempaa aineistoa. Vesistöjen kartoitus otetaan uutena kohteena mukaan.

6 VALUMA-ALUEIDEN MÄÄRITTÄMINEN JA KALTEVUUSANALYYSI Korkeusmallin käyttäminen valuma-alueiden mallintamisessa Korkeusmallia käytetään valuma-alueiden mallintamisessa. Valuma-aluemallinnuksessa käytettävän virtaussuuntamallin tarkentamiseen on kehitetty useita erilaisia metodeja, joilla on yritetty korvata tarkkojen lähtö- ja apuaineistojen puute. Virtausreittejä tarkentavien apuaineistojen käyttö yhdessä korkeusmallin (KM2) kanssa on välttämätöntä valuma-aluerajausten laadun varmistamiseksi. Korkeusmalli ei huomioi pintavalunnan pinnanalaisia virtausreittejä kuten tierumpuja, putkia tai alikulkuja. Aineistojen puutteet vääristävät korkeusmallista tuotetun virtaussuuntamallin virtaussuuntia ja edelleen valumaalueiden mallinnustulosta. VAIKUTUKSET Miten tilanne muuttuu nykyisestä? Mitä hyötyjä ja vaikutuksia käyttötapauksella on? Suunnittelutyö tehostuu, koska ei tarvita erillisiä mittauksia työ nopeutuu laajoja alueita voidaan tarkastella yhdellä kertaa. Valuma-alueiden määrittäminen ja kaltevuusanalyysi tehostaa metsä- ja maatalouden vesistövaikutusten arviointia varautumista esimerkiksi vaarallisten nesteiden leviämiseen ojitusalueiden vesiensuojelun suunnitteluun. Peltojen hulevesien vähentäminen ja hallinta helpottuu. Voidaan osaltaan vähentää eroosiota. Suomen metsäkeskus Luke Vesivoimayhtiöt Mavi Kaupungit ja kunnat Verkkoyhtiöt Pelastusviranomaiset Metsäsektori Vakuutusyhtiöt Kaupunkiympäristön suunnittelu SMK, Otso ja muut ojitushankkeiden suunnittelijat Keilaukset on suoritettava keväällä, jolloin kasvillisuuden määrä huomioidaan paremmin. Aineiston tulee olla ajantasaista. Tierumpujen paikantaminen ja luokittelu pistepilvestä edistäisi suuresti korkeusmallista tuotettavan virtaussuuntamallin ja sen avulla laadittavien valuma-aluerajausten laadukkuutta.

7 METSÄVARATIEDON TUOTTAMINEN Metsävaratietoa tuotetaan muun muassa metsätalouden ja ympäristönsuojelun käyttöön. Aineiston avulla pystytään esimerkiksi kohdentamaan hakkuut ja hoitotyöt tarkoituksenmukaisiin kohteisiin. Nykyisellä aineistolla pystytään tuottamaan puustotiedot kasvatusmetsien ja uudistuskypsien kokonaispuustolle varsin luotettavasti. Puulaji- ja puutavaralajitietojen arviointiin liittyy suurta epävarmuutta. Puulajitiedon epävarmuus aiheuttaa virheitä mm. toimenpiteiden simuloinnissa. Nykyisellä aineistolla ja menetelmällä ei saada luotettavia tietoja taimikoiden puustosta ja toimenpidetarpeesta. Taimikot inventoidaan edelleen perinteiseen tapaan maastotyönä, josta aiheutuu merkittäviä kustannuksia. VAIKUTUKSET Metsätalous Metsävaratieto on laajalla alueella tasalaatuista ja samaan aikaan hankittua. Metsätalouden kustannukset alenevat ja kustannustehokkuus paranee. Metsänhoitotöiden suunnittelu tehostuu: esimerkiksi puunhankinta ja kunnostusojitus helpottuvat, kun maastotyön tarve vähenee. Muutostulkinnalla voidaan seurata kasvua, saadaan paremmat kasvumallit ja toimenpiteiden estimointitarkkuus paranee. Taimikoiden tulkintatarkkuutta saadaan parannettua, mikä vähentää maastotyötä ja kustannuksia. Tarkempi puutavaralajiennuste mahdollistaa tarkemman puun katkonnan. Metsävaratiedon tuottaminen mahdollistaa sähköisen puukaupan ilman maastokäyntiä. Monikanavakeilauksella saadaan parempaa tietoa metsätuhoista ja tiedon perusteella voidaan ennakoida tuhojen laajeneminen sekä ennaltaehkäistä niitä. Metsävaratiedon lisäksi saadaan muita aineistoja kuten tietoa ennakkoraivaustarpeesta ja kunnostusojitustarpeesta. Muut Ympäristön- ja luonnonsuojelun toimenpiteitä voidaan kohdistaa kohteisiin, joissa niistä on eniten hyötyä: ympäristön- ja luonnonsuojeluun käytettyjen varojen kustannustehokkuus paranee. Metsävaratietoa voidaan hyödyntää myös Riistanhoidon paremmassa huomioimisessa metsätaloudessa Metsätietiedon, teiden kunnon seuranta ja tietiedon hallinnassa Palontorjuntakarttojen luomisessa Maankäytön suunnittelussa maankäyttömuotojen yhteensovittamisessa ja vaikutusten arvioinnissa Hiilensidonnan seurantaan ja hiilitaseen tarkkailuun (esim. Metsäkeskus LUKE-yhteistyössä). Kiinteistöjen arvon määrittämisessä (esim. lainojen vakuudet). Avoin metsävaratieto helpottaa metsäpalveluyrittäjäksi ryhtymistä, ja yritykset alalla saattavat lisääntyä. Suomen metsäkeskus Sähköyhtiöt Metsähallitus Metsää omistavat yritykset Yksityismetsätalous Puuta hankkivat ja korjaavat yritykset Metsäpalveluyrittäjät Maanmittauslaitos (KMTK) Metsänomistajat Muut metsätalouden organisaatiot Ympäristöhallinto Kaavoittajat Pelastusviranomaiset Pankit Kiinteistönvälittäjät Aineiston käyttäjät toivovat tiedon laadun paranevan tulevaisuudessa: Tarvitaan nykyistä suurempaa pistetiheyttä. Homogeenisempaa aineistoa Nopeampaa keilauskiertoa, jotta voidaan tehdä muutostulkintaa eri ajankohtien tiedoista. Käyttäjät toivovat myös puulaji- ja puutavaralajitulkinnan (tärkeää esimerkiksi esimerkiksi sähköiselle puukaupalle) parantamista, mikä todennäköisesti vaatisi monikanavaista laseraineistoa.

8 METSIEN KORJUUKELPOISUUSKARTAT Laserkeilauksesta saatavaa tietoa ja muita paikkatietoaineistoja yhdistämällä tuotetaan olosuhdetietoa, jonka avulla voidaan esimerkiksi ajoittaa ja suunnitella puunkorjuu niin, että siitä aiheutuu mahdollisimman vähän maastovaurioita. Nykyisellä laserkeilausaineistolla tuotettua korjuukelpoisuuskarttaa varten laserilta tulkitaan mm. ojien kuivavara, joka kertoo ojituksen toimivuudesta. Kuivavaran päättely on nykyisellä laseraineistolla epävarmaa, koska maanpinnalle ja ojanpohjiin asti menevien pulssien määrä on vähäinen. Nykyinen kartta on tarkkuudeltaan karkeahko. Puunhankinnassa ja -korjuussa voidaan huomioida maaston kantavuus. Kohteiden hakkuut ja puunkorjuu voidaan ajoittaa oikein. Vältetään turhia maastovaurioita. Voidaan vähentää korjuuvaurioista johtuvaa eroosiota ja vesistöön päätyvää kiintoaineshuuhtoumaa. Puunhuolto on tasaista, kun löydetään paremmin myös sulan maan aikaisia leimikoita. Saadaan parempia indikaattoreita luonnon monimuotoisuuden seurantaan. Suojelukohteiden ja arvokkaiden luontokohteiden etsintä helpottuu. Suomen metsäkeskus Metsähallitus Metsää omistavat yritykset Yksityismetsätalous Puuta hankkivat ja korjaavat yritykset Sähköyhtiöt Kunnat ja kaupungit Kunnat Puunkorjuuta tekevät organisaatiot Luontojärjestöt Luonto ja ympäristö Aineistossa pitää olla: Parempaa maalajitietoa Suurempi pulssitiheys Aikasarjat Tiheämpi keilauskierto Alueelliset tyypilliset olosuhteet (maaperä, rinnekaltevuus ym.) on huomioitava optimoinnissa. Mobiilikeilausta pitää hyödyntää.

9 MATALIEN VESIALUEIDEN KARTOITUS Esimerkiksi syvyyden, kasvillisuuden ja pohjanlaadun kartoitus Monikeilaus (viistokaikuluotaus) ei ylety matalille vesille, koska sitä ei pystytä tekemään rannan läheisyydessä, ja toisaalta nykyiset laserkeilausaineistotkaan eivät kata kyseistä aluetta. Matalien vesien mittaukset ovat kalliita tehdä kenttämittauksilla. Vesistöjen kuormituksen suunnittelu tehostuu. Huviveneväylät voidaan tehdä turvallisemmiksi ja paikantaa karit tarkasti. Itsestään liikkuvien laivojen kulusta tulee turvallisempaa, ja niiden reititys on tehokkaampaa ja optimoidumpaa. Maatalous- ja turvetuotannon päästöjen paikantaminen vedessä auttaa saatelähteiden löytämisessä. Saadaan tietoa: Ruoppausajankohtien määrittelyyn Ravinnevaluma-arvioiden laatimiseen Tulvariskien arvioimiseen, kun joen virtaama muuttuu Jokiprofiilin mittaukseen esimerkiksi tulva-aikana Laserkeilausaineisto tehostaa matalien vesien mittauksia ja tekee niistä kustannustehokkaampia. Matalien vesialuiden kartoitus tukee myös Kalanpoikastuotannon tutkimista (vesien syvyydet) Eläin- ja kasvilajien sekä fysikaalisten muuttujien mallinnusta Kasvillisuuden tutkimista ja indikaattorilajien seurantaa, kun kenttämittauksia voidaan kohdentaa Laserkeilausaineiston avulla voidaan validoida muita kaukokartoitusaineistoja ja yhdistellä niitä Voidaan määritellä tarkka rantaviiva ja tarkastella rantakosteikkojen, ruovikoiden ja kallion muuttumista Metsähallitus Puolustusvoimat Maanmittauslaitos Liikennevirasto Merenkurkku (UNESCO) Kaupungit (vapaa-aika- ja tekninen toimi) Maanomistajat, mökkiläiset, kiinteistönvälitysyritykset Kalastajat Hovioikeus (esim. ruoppausriidat) Aineisto tarvitaan tarkemmin, useammin, matalammalta, edullisemmin, avoimesti, virheettömästi. Vihreä aallonpituus tulee huomioida.

10 TARKEMPI KORKEUS- JA PINTAMALLI JA YMPÄRISTÖN 3D-MALLINTAMINEN Laserkeilausaineistosta luodaan tarkat korkeus- ja pintamallit, joiden avulla voidaan kolmiulotteisesti mallintaa ympäristöä myös rakennettujen alueiden ulkopuolella. Nykyisestä laseraineistosta (0,5p/m2) luodaan korkeusmalli KM2, jonka korkeustarkkuus on 0.3m. Nykyisen laseraineiston pistetiheys ei ole riittävä tarkoituksen mukaisen koko maan kattavan pintamallin luomiseen. VAIKUTUKSET Maastomittausten tarve vähenee. Maanpinnasta erotetaan pienempiä yksityiskohtia. Erilaisia suunnitelmavaihtoehtoja voidaan esittää visuaalisesti ja eri aikaväleillä (esim. ennen toimenpidettä toimenpiteen jälkeen 10 vuoden kuluttua) 3D-malleja voidaan hyödyntää osallistavassa suunnittelussa ja suunnitelmien hyväksyttävyyden lisäämisessä esimerkiksi metsähakkuisiin liittyen. Lentoesteiden kartoittaminen tehostuu. Suunnittelijat Rakentajat Ilmailuliikenne Päätöksentekijät Kunnostusojitussuunnittelijat Vesien suojelun rakenteiden tuottajat Infraomaisuuden haltijat ja ylläpitäjät Yksityinen operatiivinen toimija Korkeusmallin laskentaa varten keilaus tulee tehdä lehdettömään aikaan. Aineiston pistetiheys tulee olla 3 5 pistettä / m2. Aineiston tulee olla laadultaan ja olosuhteiltaan tasaista.