KMTK Kuntien tuotantoprosessit: Selvitys RPAS- ja MMS-menetelmien ja kuntien nykyisten tuotantoprosessien kustannuksista

Transkriptio

1 Kansallinen maastotietokanta KMTK Kuntien tuotantoprosessit: Selvitys RPAS- ja MMS-menetelmien ja kuntien nykyisten tuotantoprosessien kustannuksista

2 Sisältö Projektin selvitys 1 1 JOHDANTO NYKYISET KANTAKARTAN YLLÄPITOKUSTANNUKSET RPAS- JA MMS-TIEDONKERUUN KUSTANNUKSET RPAS-KUSTANNUKSET RPAS-tiedonkeruu ulkoistamalla RPAS-tiedonkeruu omalla laitteistolla MMS-TIEDONKERUUN KUSTANNUKSET MMS-tiedonkeruu ulkoistamalla MMS-tiedonkeruu omalla laitteistolla RPAS- JA MMS-AINEISTOJEN JATKOKÄSITTELYN KUSTANNUKSET JOHTOPÄÄTÖKSET... 8

3 Projektin selvitys 2 1 Johdanto Tämä selvitys on osa Kansallinen Maastotietokanta-ohjelmaan (KMTK) kuuluvaa KMTK-Kuntien tuotantoprosessit-projektia. Tässä selvityksen arvioidaan RPAS- ja MMS-menetelmien kustannuksia 2D- ja 3Dpaikkatietoaineistojen tuotannossa. Kustannuksia pyritään vertailema yleisimmin käytettyyn miehitettyyn ilmakuvaukseen ja -laserkeilaukseen, sekä maastotyöhön. Selvityksessä kustannuksia arvioidaan kantakartan ja KMTK3D ja -2.5D-teeman kohteiden ylläpidon näkökulmasta. Tarkoituksena on nostaa esille kustannuksia, joita kunnan kannattaa ja täytyy huomioida harkitessaan tietyn tuotantomenetelmän käyttöönottoa. Lähtökohtana on, että RPAS- ja MMS-menetelmiä ei nähdä kilpailevana teknologiaratkaisuna verrattuna miehitettyyn ilmakuvaukseen ja -laserkeilaukseen, vaan niitä täydentävinä tiedonkeruumenetelminä. RPAStiedonkeruun soveltuu etenkin alueille, joiden mittauslaajuus (pinta-ala ja kohteiden lukumäärä) jää ilmalaserkeilauksen ja -kuvauksen ja maastotyön väliin. RPAS- ja MMS-menetelmien käyttökustannuksia on arvioitu tapauksissa, jossa menetelmiä hyödynnetään tuotantokäytössä joko tiedonkeruun hankintana konsultilta tai oman laitteiston ja ohjelmistojen hankintana oman maastotuotannon käyttöön. Eri tuotantomenetelmien kustannustehokkuus on hyvin tapauskohtaista ja täysin yksiselitteistä kustannustehokkuusarviota on mahdoton tehdä. Laitetasoisen tarkan kustannusarvion tekeminen ei ole mahdollista nopean markkinahinnan vaihtelevuuden takia uusien teknologioiden osalta. Tulevaisuudessa laitteiden hinnat tulevat laskemaan ja osittain pysymään samoina, mutta mittaustarkkuus ja/tai -tiheys voivat olla huomattavasti suurempia. Kustannuksiin vaikuttaa paljon aineiston käyttötarkoitus ja laatu- ja tarkkuusvaatimukset. Jos aineiston käyttötarkoituksena on esimerkiksi 3D-kaupunkimalli, sekä vaatimukset kerättävälle aineistolle että vektoroinnin määrä kasvavat. Kommentit ja kyselyt selvitykseen liittyen KMTK-Kuntien tuotantoprosessit-projektin projektipäällikölle: Olli Nevalainen (olli.nevalainen@maanmittauslaitos.fi) 2 Nykyiset kantakartan ylläpitokustannukset Seuraavissa kappaleissa on esitetty joitain arvioita kuntien nykyisistä kantakartan ylläpitokustannuksista. Luvut ovat suuntaa antavia. Koska laajaa yhtenäistä kyselyä ei lähdetty tekemään, saatu tieto ei myöskään ollut yhtenäisessä formaatissa ja vertailua ei voitu kattavasti ja luotettavasti tekemään. Kantakartan ylläpitoprosessista on kerrottu tarkemmin selvityksessä Selvitys kuntien nykyisestä kantakartan tuotantoprosessista. Kustannukset ovat projekti- ja tapauskohtaisia, joten selkeää euroa per hehtaari kustannusta kaikelle ei pystytä antamaan. Lisäksi hehtaarikohtainen kustannus riippuu koko mitattavan ja kartoitettavan alueen laajuudesta. Laajempaa kyselytutkimusta ei lähdetty tekemään. Oletettavasti eroja kustannuksissa on myös etenkin eri kokoisten kuntien välillä riippuen paljon oman paikkatietohenkilöstön määrästä. Tässä keskitytään vain 2D kantakartan tuotantokustannuksiin. Monessa kunnassa tuotetaan jo 3Dpaikkatietoaineistoa 2D-kantakartan ohella. Kantakartan ylläpidon kustannukset koostuvat suunnittelusta ilmakuvauksesta ja -laserkeilauksesta signaloinnista aineiston vektoroinnista

4 Projektin selvitys 3 Ilmakuvaus- ja laserkeilaus on käytännössä aina konsultilta hankittavaa aineistoa. Riippuen kunnasta, kartoitus ilmakuva- ja laserkeilausaineistosta tehdään joko omalla henkilöstöllä tai konsultin toimesta. Maastotäydennykset kuuluvat usein kunnan omalle henkilöstölle. Seuraavassa on jotain esimerkkikustannuksia, jonka tarkoitus on vain antaa yleiskäsityksen hintaluokista. Ilmakuvauksen ja laserkeilauksen kustannukset riippuvat koko kartoitettavan alueen pinta-alasta ja mm. onko ilmakuvaustoimijalla muita kuvauksia samassa yhteydessä ja tarvitseeko kalustoa kuljettaa jostain Suomeen. Yleensä mitattavat alueet ovat kymmenistä satoihin neliökilometreihin. ilmakuvaus: 2 /ha laserkeilaus: 8.5 /ha Kantakartta-aineistoon vaadittava stereotyö ilmakuvausaineistosta 7-11 /ha Täydennyskartoituskustannukset täydennettävältä alueelta 230 /ha Yksittäisen ilmakuvauksen (esim. kaupunki) kustannus on yleensä n riippuen halutusta tarkkuudesta. Kunnan oman henkilöstön työaikaa kuluu myös hankinnan ja signaloinnin valmisteluun ja signaalien mittauksiin. Oman henkilöstön työaika kustannukset ovat kunnista ja palkoista riippuva. 3 RPAS- ja MMS-tiedonkeruun kustannukset Mahdollisuutena RPAS- ja MMS-menetelmien käyttöönotossa on oman laitteiston ja ohjelmistojen hankinta ja henkilöstön koulutus tai hyödyntämällä konsulttien palveluja eri tuotantoprosessin vaiheisessa. Konsulttien palveluita voidaan hyödyntää esimerkiksi: hankkimalla koko tiedonkeruu ja aineiston jatkokäsittely (vektorointi) hankkimalla pelkkä tiedon keruu hankkimalla pelkkä jatkokäsittely vuokraamalla mittauslaitteistoja ja mittausaineiston prosessointia varten tarvittavat ohjelmistot ostamalla koulutusta Kustannusten koostuminen riippuu erittäin paljon kunnan jo olemassa olevan oman paikkatietohenkilöstön määrästä ja osaamisesta, sekä olemassa olevasta laitteistosta ja tuotantoprosessista. Kustannukset koostuvat työajasta, mittauslaitteistosta, ohjelmistoista, koulutuksesta ja tietoteknisistä hankinnoista (tietokoneet, aineiston tallennus). Paikkatietoaineiston tuotanto voidaan jakaa esimerkiksi seuraavasti (RPAS- ja MMS-menetelmien osalta mittaussuunnitelmaan kuuluvista asioista on kerrottu selvityksissä Selvitys RPAS-lentotyötoiminnan tuotantoprosessista ja Selvitys MMS-tuotantoprosessista ): 1. Suunnittelu ja valmistelu (työaika) 2. Tiedonkeruu ja aineiston prosessointi (työaika, laitteisto, ohjelmistot) 3. Jatkokäsittely (työaika, ohjelmistot) 4. Aineiston varastointi (tiedontallennusjärjestelmä) Suunnitteluvaiheessa kohdealueelle suunnitellaan tiedonkeruu. Tiedonkeruu voidaan suunnitella oman tuotannon tai konsultin toteutettavaksi. Oman tuotannon tapauksessa tämä vaihe on siis pääasiassa mittaussuunnitelman laatimista. Oman tuotannon mittaussuunnitelma voidaan tehdä myös vuokrattavalla laitteistolle. Jos tiedonkeruu ja/tai jatkokäsittely ulkoistetaan konsultille, suunnitteluvaihe on käytännössä hankinnan valmistelua ja toteutusta. Suunnitteluvaiheen kustannukset syntyvät pääasiassa työajasta, mutta joitakin kuluja syntyy suunnitteluvaiheessa käytettävistä ohjelmistoista.

5 Projektin selvitys 4 Tiedonkeruuvaiheeseen kuuluu itse mittausten suorittaminen ja mitatun aineiston prosessointi käsiteltävään muotoon, esimerkiksi pistepilviksi, mesh-malleiksi tai ortokuviksi. Tämän vaiheen kustannukset syntyvät työajasta, sekä laitteistosta, joita tarvitaan mittausten suorittamiseen ja ohjelmistoista, joita tarvitaan aineiston prosessointiin. Lisäkustannuksia syntyy, jos kerätty aineisto Jatkokäsittelyvaiheessa tuotetusta aineistosta tuotetaan useimmiten vektorimuotoista paikkatietoaineistoa 2D, 2.5D tai 3D-formaatissa. Tämä vaihe vaatii nykyisin eniten työaikaa, etenkin siirryttäessä 2D-aineistosta 3Dainestoon. Tämä vaihe yleensä myös vaatii vektorimuotoisen aineiston tuottamiseen soveltuvat ohjelmistot, jotka tuovat myös kustannuksia tähän vaiheeseen. Etenkin pistepilvien ja 3D-vektoriaineiston käsittelyyn ei löydy kattavasti ominaisuuksia ja toiminnollisuuksia kaikista paikkatieto-ohjelmista, joten näitä varten täytyy yleensä olla asiaan soveltuvat ohjelmistot. Aineiston prosessointi ja jatkokäsittelyvaihe vaativat myös paljon laskentatehoa ja tehokkaan tietokoneen, joka aiheuttaa myös lisäkustannuksia, jos jo olemassa olevat tietokoneet eivät riitä. Etenkin fotogrammetrinen laskenta RPAS-ilmakuva-aineistolle vaatii tehokkaan tietokoneen riittävän nopealla prosessori, näytönohjaimella ja paljon keskusmuistia. Aineiston varastoinnista syntyvät kustannukset täytyy huomioida RPAS- ja MMS-tiedonkeruumenetelmien osalta, sillä näissä syntyy suuria määriä kuva- ja pistepilviaineistoa, jonka tallentamiseen ja varastointiin vaaditaan luotettavat varastointi ratkaisu. 3.1 RPAS-kustannukset RPAS-tiedonkeruun kustannukset perustuvat asiantuntijoiden tietämykseen nykyisistä markkinahinnoista. Kustannustietoja pyrittiin projektissa myös saamaan avoimilla tarjouspyynnöillä ja kilpailutuksella, mutta näiden tapauksessa ei saatu täysin luotettavasti markkinahintaisia tarjouksia. RPAS-tiedonkeruussa kustannuksiin vaikuttaa eniten kartoitettavan alueen laajuus, aineiston tarkkuusvaatimukset ja käytettävä sensori. Sensori voi joko olla kamera tai laserkeilain-kamera-yhdistelmä, jonka laite- ja aineiston hankintakustannukset ovat huomattavasti suuremmat. RPAS-laserkeilausjärjestelmien hinnat ovat korkeammat, mutta aineiston tarkkuus (etenkin korkeustarkkuus) ja kattavuus on parhaimmillaan parempaa kuin RPAS-ilmakuvauksella ja fotogrammetrisesti lasketuilla kuvapistepilvillä. Lisäkustannuksia RPAS-toimintaan tuo suuret datamäärät, joiden tallennukseen täytyy olla toimivat ja luotettavat järjestelmät RPAS-tiedonkeruu ulkoistamalla RPAS-tiedonkeruussa on mahdollista hyödyntää konsulttien palveluja ilman oman laitteiston hankintaa: Kuvauksen ja/tai keilauksen ulkoistamalla Kuvauksen ja/tai keilauksen ja prosessoinnin ulkoistamalla Kuvauksen, prosessoinnin ja jatkokäsittelyn ulkoistamalla Vuokraamalla laitteiston ja tarvittavat ohjelmistot käyttöönsä Projektissa hankittiin Laukaan kirkonkylän alueelle (n. 1km 2 ) RPAS-ilmakuvaus ja aineiston fotogrammetrinen prosessointi kuvapistepilveksi ja ortokuvaksi (tarkemmat hankinnan vaatimukset on nähtävissä selvityksen Selvitys MMS- ja RPAS-aineistojen vektoroinnista Liitteet-kappaleessa). Tarjouksia saatiin 14 kpl, joiden hinnat vaihtelivat välillä Toimijoiden laitteistossa (ilma-alus ja kamera) oli jonkin verran vaihtelua. Fotogrammetrisena ohjelmistona toimijoilla oli joko Agisoft PhotoScan tai Pix4D. Hintoihin vaikutti luultavasti projektin kuuluminen suurempaan Maanmittauslaitoksen kehitysohjelmaan ja referenssit, joten täysin luotettavaa tietoa ei saatu markkinahinnoista.

6 Projektin selvitys 5 RPAS-laserkeilausta suorittavia konsultteja on Suomessa toistaiseksi vähemmän. RPAS-laserkeilausaineistoa ei hankittu projektissa, mutta niiden hintoja kyseltiin Suomessa toimivalta konsultilta. Kesällä 2017 karkea arvio RPAS-laserkeilausmittaukselle ja siitä prosessoitavalle väripistepilvelle oli n yhden neliökilometrin alueelle (järjestelmässä mukana kamerat, joilla tuotetaan väritieto) RPAS-tiedonkeruu omalla laitteistolla Jos RPAS-järjestelmälle nähdään suuri käyttöaste, oman laitteen hankinta on kannattavaa. Seuraavassa on esitetty eri komponentit, joista RPAS-järjestelmän hinta koostuu ja riippuu. RPAS-järjestelmän hinta koostuu: ilma-aluksesta (runko, moottorit, potkurit, autopilotti, akut) kauko-ohjaimesta maa-asemasta (tietokone ja datalinkki) sensorista (kamera ja/tai laserkeilain) mahdollisesti erillisestä IMU-GNSS-yhdistelmästä (tarvitaan laserkeilaukseen) alustat laitteistolle, esim. viistokuvausta varten (gimbal) vakuutus (ks. Trafi) On myös syytä harkita tarkkaan tarvitaanko roottoripohjainen vai kiinteä siipinen ilma-alus. Tiheästi asutuilla alueilla roottoripohjainen järjestelmä on yleisesti toimivampi ratkaisu sen ominaisuuksien takia. Tärkeät ominaisuudet ilma-alukselle on vakaa lento, lentoonlähtömassa. RPAS-järjestelmä on myös mahdollista kasata itse, mutta tällöin tarvitaan osaava henkilö ja hänen työaika laitteen kasaamiseen. Valmiin paketin ostamisen etuna on, että laitteiston huolto, koulutus ja tuki kuuluvat usein hintaan. RPAS-ilmakuvausaineiston prosessointia varten tarvitaan fotogrammetrinen ohjelmisto, jolla voidaan tuottaa kuvapistepilvet, ortomosaiikit ja mesh-mallit. RPAS-kuvapistepilviä voidaan käsitellä samoilla ohjelmistoilla kuin kaikkia muitakin pistepilviä. Kustannuksia syntyy myös henkilöstön koulutuksesta lentämiseen ja aineiston käsittelyyn. RPAS-lentotyön kustannukset jakautuvat suunnittelu-, tiedonkeruu-, prosessointi- ja jatkokäsittelyvaiheisiin. Suunnittelun määrä riippuu mittausalueesta, sen laajuudesta ja tarkkuusvaatimuksista. Jos alueella on ilmatilatai muita rajoituksia, jotka vaativat poikkeuslupahakemusten laatimista, työmäärä kasvaa. Suunnittelu hoituu minimissään alle yhdessä työpäivässä. Suunnittelussa vaadittavat tehtävät (minimissään): turvallisuusarvio (tiheästi asutulla alueella tapahtuva toiminta) lentosuunnitelma tukipisteistön suunnitelma Alueen laajuudesta ja tarvittavien lentojen määrästä riippuen tiedonkeruu hoituu yleensä yhdessä työpäivässä. Yhdellä lennolla voidaan maksimissaan kattaa n. 1km^2 alue (yleensä vähemmän, tämä riippuu myös paljon käytettävästä järjestelmästä). Yksi lento kestää keskimäärin nykyjärjestelmillä n min (tämä riippuu paljon käytettävästä järjestelmästä). Tiedonkeruu vaiheeseen kuuluu: tukipisteiden signalointi ja mittaus lentotyön suorittaminen

7 Projektin selvitys 6 Aineiston prosessointi ei vaadi nykyisillä fotogrammetrisilla ohjelmistoilla paljon interaktiivista työaikaa, jos prosessoinnin parametrit osataan valita hyvin. Muuten prosessointi vaatii pääasiassa tietokoneen prosessointiaikaa. Prosessoinnin lisäksi työaikaa kuluu aineiston tarkkuuden ja laadun tarkastamiseen. Suurin osa työaikakustannuksista syntyy nykyisin vasta, kun pistepilvi ja/tai kuva-aineistoa lähdetään jatkokäsittelemään esimerkiksi kantakartaksi tai 3D-kaupunkimalliksi. Tämän vaatima aika riippuu täysin alueen laajuudesta ja lopputuotteiden vaatimuksista. RPAS-laitteistolla on kunnissa myös muitakin sovelluskohteita kuin maastotiedon tuotanto. Aineistoa voidaan esimerkiksi käyttää tuottamaan markkinointiin ja suunnitteluun (esimerkiksi mesh-mallit ja viistokuvat). Perinteiseen maastomittauksiin verrattuna RPAS-järjestelmän tuottama tieto sisältää huomattavasti kattavammin 3D-mittaustietoa. RPAS-järjestelmillä voidaan myös lisästä henkilöstön turvallisuutta, jos RPAS-tiedonkeruulla voidaan välttää henkilöstölle vaaralliset tai haastavat mittausalueet (esim. maa-aineslaskenta). Seuraavassa on esitelty joitain arviota RPAS-järjestelmien kustannuksista. Nämä ovat suuntaa antavia, sillä kehittyvän teknologian kustannuksissa tapahtuu nopeita hintojen muutoksia. Kokonaiskustannukseksi RPASjärjestelmästä hyvällä kameralla tulee noin , jos sen kasaa itse komponenttitasolla. Lisäksi kustannuksiin tulee päälle laitteen kokoonpanoon kulunut työaika. Esimerkkikustannuksia ammattikäyttöisestä RPASilmakuvausjärjestelmästä komponenttitasolla: ilma-alus yhteensä n o runko 2000 o moottorit 1000 o potkurit 600 o moottoriohjaimet 400 o autopilotti 300 o +pikkuosia ja rahteja akut noin 400 yhdelle lennolle (yleensä kannattaa olla useampi setti) akkulaturi 400 ohjain tarkka GNSS-IMU-järjestelmä 3000 tai RTK-GNSS n. 200 kamera riippuen objektiivista Tarkempi kaksitaajuus-gnss-järjestelmä, jolla voi mahdollisesti suorittaa suoran georeferoinnin ilman maastotukipisteitä, maksaa jo yli Valmiit ammattikäyttöiset RPAS-ilmakuvauspaketit maksavat n riippuen järjestelmästä. RPAS-laserkeilainjärjestelmät maksavat yli RPAS-ilmakuvaus aineistojen prosessointiin tarkoitetut ohjelmistot, jotka pystyvät tuottamaan kuvapistepilviä maksavavat n riippuen haluttavista ominaisuuksista. 3.2 MMS-tiedonkeruun kustannukset MMS-tiedonkeruussa kustannuksiin vaikuttaa eniten kartoitettavan alueen laajuus, aineiston tarkkuusvaatimuksen, etenkin aineiston tiheys ja kattavuus. Lisäkustannuksia syntyy, jos halutaan laserpistepilvi RGB-väritiedolla. Lisäkustannuksia MMS-toimintaan tuo suuret datamäärät, joiden tallennukseen täytyy olla toimivat ja luotettavat järjestelmät Tieympäristössä käytettynä järjestelmän haasteena on katveiden syntyminen, mutta kun mittauksilla saadaan katettua hyvin koko alue, tuottaa se huomattavan geometrisesti tarkkaa ja tiheää aineistoa. Katveiden paikkaaminen voi tuoda lisäkustannuksia. Maanpinnalla toimiva järjestelmä tarjoaa kuitenkin hyötyjä verrattuna ilmasta tehtävään mittaukseen. Tieympäristön tarkkaan tiedon tuottamiseen MMS-menetelmät ovat erinomaisia. Niistä saadaan myös huomattavasti kattavammin tietoa esimerkiksi rakennusten julkisivuista ja

8 Projektin selvitys 7 katosten alla olevista kohteista tai alueista verrattuna ilmasta tehtävään mittaukseen. Lisäksi esimerkiksi reppujärjestelmät mahdollistavat pääsyn paikkoihin, joista RPAS-menetelmin olisi mahdoton tuottaa aineistoa MMS-tiedonkeruu ulkoistamalla MMS-tiedonkeruussa on mahdollista hyödyntää konsulttien palveluja ilman oman laitteiston hankintaa: Tiedonkeruun ja prosessoinnin ulkoistamalla Tiedonkeruun ja jatkokäsittelyn ulkoistamalla Vuokraamalla laitteiston ja tarvittavat ohjelmistot käyttöönsä Tarvittava tiedonkeruutapa ja mittausalusta riippuvat kartoituksen kohteena olevasta alueesta ja sen ominaisuuksista. Tiedonkeruu ulkoistamalla on siksikin hyvä tapa MMS-järjestelmien osalta, että esimerkiksi pelkkään autoon rajoittunutta järjestelmää ei voida hyödyntää kaikkiin tapauksiin. Konsultilta voidaankin saada kartoitettavaan alueeseen sopiva mittausjärjestelmä (esim. auto, mönkijä, reppu). Työaikaa ulkoistamisessa kuluu tietenkin vuokrauksen valmisteluun ja mahdolliseen koulutukseen vuokraamisen tapauksessa. Projektissa suoritettiin tiedonkeruu ja aineiston prosessointi vuokraamalla laitteisto konsultilta. Kyseiseen pakettiin (keväällä 2015) kuului kahden päivän koulutus, järjestelmä käyttöön kolmeksi päiväksi ja ohjelmistot käyttöön kuukaudeksi. Hinnat ovat todennäköisesti tästä muuttuneet MMS-tiedonkeruu omalla laitteistolla MMS-järjestelmän hinta koostuu: laserkeilaimesta kamerajärjestelmästä inertiasensoreista (IMU) satelliittipaikannusjärjestelmästä mittaustietokoneesta kehikosta akuista kulkuneuvosta/alustasta aineiston mittaus- ja prosessointiohjelmistoista tarvittavasta koulutuksesta MMS-järjestelmä on myös mahdollista kasata itse, mutta tällöin tarvitaan osaava henkilö ja hänen työaika laitteen kasaamiseen. MMS-tiedonkeruuseen vaadittavat laitteistot ovat toistaiseksi kalliimpia kuin esimerkiksi RPASilmakuvausjärjestelmät. Nykyjärjestelmillä tuotettavat pistepilvet ovat tiheitä ja tarkkoja ja paikannus (satelliitti ja IMU) toimivat luotettavasti haastavissakin olosuhteissakin. MMS-järjestelmät ovat kehittyneet viime vuosina paljon ja kehitys on tällä hetkellä nopeaa. Kehityksen myötä laitteiden käytettävyys tulee paranemaan ja hinnat laskemaan. MMS-laitteisto vaatii myös kuljetusalustan, esimerkiksi auton, johon järjestelmä voidaan kiinnittää. Järjestelmät voidaan kiinnittää kuluttuja käyttöisiin kattotelineisiin. Muita kulkuneuvovaihtoehtoja on esimerkiksi mönkijä. Kaupalliset järjestelmät ovat usein tiettyyn kulkuneuvoon suunniteltuja. Esimerkiksi autoon kiinnitettävät järjestelmät eivät ole usein siirrettävissä reppuversioksi. Hankittavan järjestelmän olisi hyvä olla sovellettavissa erilaisiin mittaustapoihin. Oman laitteiston hankinta on järkevää, jos sille nähdään tarpeeksi suuri käyttöaste. Käyttöastetta MMS-järjestelmien osalta voidaan myös

9 Projektin selvitys 8 lisätä yhteishankinnalla. MMS-aineisto täytyykin saada laajasti käyttöön kunnan eri toiminnoille, jotta siitä saadaan paras hyöty irti. Kerätyt mittausaineistot prosessoidaan yleensä laitetarjoajan ohjelmistoilla, joten ne sisältyvät usein vuokra- tai hankintahintaan. MMS-tiedonkeruun kustannukset jakautuvat suunnittelu-, tiedonkeruu-, prosessointi- ja jatkokäsittelyvaiheisiin. MMS-tiedonkeruun prosessista on kerrottu tarkemmin selvityksessä Selvitys MMS-tuotantoprosessista. Prosessin vaiheet ja siinä syntyvät kustannukset jakautuvat seuraavasti. Suunnittelu hoituu minimissään alle yhdessä työpäivässä. Suunnittelussa vaadittavat tehtävät (minimissään): mittaussuunnitelma laitteiston valmistelu Tiedonkeruuseen kuluva aika riippuu täysin kartoitettavan alueen laajuudesta ja tarvittavien mittausten määrästä, joka voi riippua esimerkiksi tieverkoston kattavuudesta. Aineiston prosessointi ja jatkokäsittelyn riippuu mitatun aineiston määrästä ja kartoitettavan alueen laajuudesta. Valmiiden MMS-järjestelmien hinnat riippuvat paljon sisältyvästä laserkeilaimesta, paikannuslaitteistosta ja kamerajärjestelmistä. Halvimmillaan mobiililaserkeilain järjestelmä Tämän hetken tarkimmat laitteistot useammalla laserkeilaimella, kamerajärjestelmällä ja tarkalla paikannusratkaisulla saattaa maksaa Halvimmillaan yhden keilaimen järjestelmät edullisella laserkeilaimella ilman kamera järjestelmää voi maksaa alle (etenkin itse rakennettuna). Yleisesti käytetyt järjestelmät maksavat yleensä yli RPAS- ja MMS-aineistojen jatkokäsittelyn kustannukset Projektissa hankittiin myös vektorointi konsultilta, jossa RPAS- ja MMS-aineistoa vektoroitiin seuraavilla geometrioilla ja tiedostoformaateilla Laukaalta kerätylle aineistolle (alue n. 0,8 km 2 ): 3D (Rakennukset) o formaatti: CityGML Building LOD2 o muodostamisohje: SIG 3D Modeling Guide for 3D Objects - Part 2: Modeling of Buildings 2.5D (muut rakennukset ja rakenteet) o formaatti: CityGML Generic City Object LOD0 o muodostamisohje: alustava KMTK 2.5D-Muodostamisohje 2D (muut kohdeluokat, ei sisällä kaikkia kantakartan kohdeluokkia) o formaatti: KuntaGML o muodostamisohje: JHS 185 Hankinnan tarkemmat vaatimukset geometrioiden muodostamiselle ja formaateilla on nähtävissä selvityksen Selvitys MMS- ja RPAS-aineistojen vektoroinnista liitteenä. Konsultin työ perustui pääasiassa manuaaliseen vektorointiin puoliautomaattisia toimintoja hyödyntäen. Hankinta suoritettiin avoimena kilpailutuksena. Hankinnan kiireellisyydestä ja yritysten osallistumiskiinnostuksen johdosta täysin realistista ja luotettavaa kustannusarviota ei pystytty tekemään. Markkinahintainen kustannusarvio kyseisillä geometriatasoilla 0.8 km 2 alueelle oli noin Pelkän kantakartan vektorointi olisi ollut halvempaa. 4 Johtopäätökset RPAS- ja MMS-tiedonkeruun kustannustehokkuus riippuu: tarpeet 3D aineistolla nykyisen henkilöstön osaamisesta

10 Projektin selvitys 9 kunnan nykyisistä paikkatieto-ohjelmistoista resursseista henkilöstön kouluttamiseen kunnan tai kaupungin rakennuskannasta ja sen asutus- ja rakennuskeskuksista kartoitettavien alueiden pinta-aloista RPAS- ja MMS-menetelmiä ei nähdä kilpailevana teknologiaratkaisuna verrattuna miehitettyyn ilmakuvaukseen ja -laserkeilaukseen, vaan niitä täydentävinä tiedonkeruumenetelminä. RPAS- ja MMSmenetelmät ovat kustannustehokkaita tuotantomenetelmiä, jos haluttava lopputuote vaatii 2.5D- tai 3Dgeometriat ja mitattava alue on pinta-alaltaan pieni miehitetyllä ilma-aluksella tehtävälle mittaukselle. Ainakaan toistaiseksi RPAS-tiedonkeruu ei ole kustannustehokasta pinta-alaltaan laajojen alueiden ilmakuvaamisessa tai - laserkeilaamisessa, vaan tämä on kannattavampaa miehitetyillä ilma-aluksilla tehtävänä työnä. Kuntien väliset yhteishankinnat, sekä RPAS- ja MMS-järjestelmien osalta nähdään järkevänä vaihtoehtona. Menetelmät sopivat eri käyttötapauksiin, joten yksiselitteistä kustannustehokkuutta on mahdoton määrittää. Lisäksi tarkkojen 3D-aineistojen arvoa 2D-aineistoon on hankala arvioida. Tarkkojen 3D-aineistojen hyödynnettävyys kunnassa riippuu kunnan paikkatietojärjestelmästä ja siitä kuinka tehokkaasti aineisto saadaan eri kunnan toimijoiden käytettäväksi. Jos aineisto päätyy vain yhden henkilön pöydälle ulkoiselle kovalevylle, ei siitä saada täyttä hyötyä irti. Lisäksi osaaminen 3D-aineistojen käytössä voi olla puutteellista, jolloin henkilöstö täytyy kouluttaa aineiston käsittelyyn, jotta se saadaan laajasti käyttöön. Yhtenäisesti toimivassa paikkatietojärjestelmässä voitaisiin nähdä kaikki tietyn alueen paikkatietoaineistot (esimerkiksi tarkat ilmakuvat, laserpistepilvet, kuvapistepilvet) samassa järjestelmässä. Tuotantokäyttöisten RPAS-järjestelmien hinnat ovat nykyisin kohtuulliset ja oman laitteen tai yhteiskäyttöiseen laitteen hankinta on kannattava vaihtoehto, jos niiden tuottamalle ilmakuva ja 3D-aineistoille on jatkuvaa käyttöä ja kunnalla on resursseja kouluttaa toimintaan oma henkilö. RPAS-mittaus palveluja on myös Suomessa hyvin tarjolla ympäri maan ja palveluiden hinnat eivät ole nykyisin suuria. Tällä hetkellä RPAS-järjestelmät soveltuvat etenkin pienien alueiden tiedonkeruuseen. Tiedonkeruun noin kahden neliökilometrin alueelle pystyy normaalisti suorittamaan helposti yhden työpäivän aikana (tämä on todella riippuvainen alueesta ja käyttäjän kokemuksesta, enemmänkin ehtii). RPAS-tiedonkeruu on kustannustehokas tuotantomenetelmä etenkin, jos haluttava lopputuote vaatii 2.5D- tai 3D-geometriat ja mitattava alue on pinta-alaltaan liian pieni miehitetyllä ilma-aluksella tehtävälle mittaukselle. GNSS-laitteilla tai takymetrillä tehtäviin maastomittauksiin verrattuna RPAS-järjestelmällä pystytään tuottamaan huomattavasti kattavammin 3D-mittaustietoa. Korkeustarkkuuksissa RPAS-järjestelmällä ei päästä alle sentin luokkaan, joten tarkkavaaituksen korvaajaksi siitä ei ole. RPAS-järjestelmien tuotantokäyttö lisääntyy nopeata vauhtia. Niiden kustannustehokkuus tulee kasvamaan tulevaisuudessa paikannus-, sensori- ja akkuteknologioiden kehittyessä. RPAS-tiedonkeruun kustannustehokkuus tulee mahdollisesti myös parantumaan, jos edellytykset näköyhteyden ulkopuolella tapahtuvaan toiminaan (BVLOS) tulee parantumaan. Tämä tulee vaatimaan muutoksia lainsäädännössä ja teknisiä toteutuksia kuten autopilottijärjestelmät, jotka olisivat jatkuvassa yhteydessä RPASlennonjohtojärjestelmän. EU-tasoista RPAS-lennonjohtojärjestelmää ollaankin jo kehittämässä. MMS-aineiston osalta koko tiedonkeruun ja prosessoinnin hankinta tai laitteiston ja ohjelmistojen vuokraus koulutuksella on nykyisillä hinnoilla järkevä vaihtoehto, jos MMS-aineiston tiedonkeruu ei ole jatkuvaa. Oman laitteiston ja tarvittavien ohjelmistojen ja koulutuksen hankinta on kannattavaa, jos laitteiston odotettu käyttöaste ja kerättävän aineiston tarve on tarpeeksi suurta. Kuntien välinen yhteistyö ja yhteisten laitteiden hankinta on myös erittäin kannatettava vaihtoehto, jolloin käyttöastetta saadaan nostettua ja yksittäisen taloudellinen taakka ei olisi niin suuri. RPAS- ja MMS-kykenevät tuottamaan tiheätä 3D pistepilviaineistoa tarkalla resoluutiolla, joka on oma etunsa yhtä tarkempien ja yksityiskohtaisen aineistojen tarpeiden kasvaessa. Suurin osa kustannuksista syntyykin vasta, kun pistepilvi ja/tai kuva-aineistoa lähdetään jatkokäsittelemään esimerkiksi kantakartaksi tai 3Dkaupunkimalliksi. Jatkokäsittelyyn vaadittavan henkilötyömäärän vähentämiselle olisikin suuri tarve. Henkilötyömäärä tulee vähenemään paikkatieto-ohjelmistojen automatisoitujen menetelmien kehitys ja

11 Projektin selvitys 10 tehostuneet työkalut. Pistepilvien käsittelyn tehostamisessa on syytä myös harkita 3D-työasemien hankittaa ja käyttöä, jolloin aineiston pistepilvien ja kolmiulotteisuuden hahmottaminen parantuu. Lisääntyvät 3Dpaikketietoaineistot saadaan myös tehokkaimmin käyttöön, jos käytettävät tiedostoformaatit ja aineiston muodostamisen ohjeistus ovat yhtenäistä eri toimijoiden välillä. Pistepilviä ja niistä johdettavia aineistoja, kuten mesh-malleja, voidaan kuitenkin jo sellaisenaan hyödyntää esimerkiksi suunnittelussa visuaalisena apuna. Pistepilviaineistot olisikin hyvä jo saada sellaiseen hyötykäyttöön ja jatkokäsitellä niistä vektorimuotoista paikkatietoaineistoa tarvittaessa. Pistepilviaineistojen tuottamia taloudellisia hyötyjä saadaan kasvatettua, jos kunnan paikkatietojärjestelmät mahdollistavat aineistojen jakamisen ja käsittelyn kaikille käyttäjille.