Kansallinen maastotietokanta. KMTK Kuntien tuotantoprosessit: Loppuraportti

Transkriptio

1 Kansallinen maastotietokanta KMTK Kuntien tuotantoprosessit: Loppuraportti

2 Projektin selvitys 1 Sisältö 1 PROJEKTIN YLEISKUVAUS KÄYTETYISTÄ TERMEISTÄ JA LYHENTEISTÄ PROJEKTIRYHMÄ PROJEKTIN LÄHTÖKOHDAT PROJEKTIN TAVOITTEET PROJEKTIN TULOKSET TAVOITE (1): MOBIILIKARTOITUS- JA RPAS-MENETELMÄT JA NIIDEN SOVELTAMINEN KMTK -AINEISTON TUOTANTOPROSESSIIN TAVOITE (4): KMTK-TESTIAINEISTON TUOTTAMINEN YHTEISTYÖKUNNISTA TAVOITE (2): SELVITYS KUNTIEN NYKYISISTÄ TUOTANTOPROSESSEISTA TAVOITE (3): KUSTANNUSTEHOKKUUSANALYYSI TAVOITE (5): OHJEISTUS MOBIILIKARTOITUS- TAI RPAS-TUOTANTOPROSESSIN KÄYTTÖÖNOTOLLE VIESTINTÄ TULOSTEN ARVIOINTI JA JOHTOPÄÄTÖKSET JATKOSUOSITUKSET... 10

3 Projektin selvitys 2 1 Projektin yleiskuvaus Projektin tehtävänä oli selvittää mahdollisuuksia hyödyntää mobiilikartoitukseen (MMS, Mobile Mapping System) ja miehittämättömiin ilma-aluksiin (RPAS, Remotely Piloted Aircraft System) perustuvia ratkaisuja kantakarttojen ylläpidossa osana tulevaa Kansallista Maastotietokantaa, sekä selvittämään kuntien nykyisiä tuotantoprosesseja. 1.1 Käytetyistä termeistä ja lyhenteistä Projektissa ja sen selvityksissä käytetään kauko-ohjattavista miehittämättömistä ilma-aluksista termiä RPAS (Remotely Piloted Aircraft System), sillä nykyinen toiminta, etenkin kartoituksessa taajama-alueilla, täytyy tapahtua kauko-ohjaajan toimesta. Lyhenne RPAS täsmentää, että miehittämätöntä ilma-alusta ohjaa ihminen eli kyseessä on kauko-ohjattu ilma-alus, eikä kyseessä ole esimerkiksi autonominen miehittämätön ilma-alus. Lisäksi RPAS-termiä käytetään Liikenteen turvallisuusviraston määräyksissä. Projektin suunnitteluvaiheessa projektiryhmässä käytettiin vielä termiä UAV (Unmanned Aerial Vehicle) vanhasta tottumuksesta johtuen, mutta täsmällisempään RPAS-termiin siirryttiin projektin kuluessa. Termi UAV viittaa vain itse ilma-alukseen, eikä täsmennä siihen kuuluvaa maa-asemaa tai kauko-ohjaajaa. Termi UAV-esiintyy tämän takia kuitenkin projektin alkupään dokumentaatiossa. Liikkuvista eli mobiilikartoitusjärjestelmistä käytetään yleisesti englanninkielisestä määritelmästä tulevaa lyhennettä MMS eli Mobile Mapping System. Kun MMS:n pääkartoitussensori on laserkeilain, puhutaan myös liikkuvasta laserkeilauksesta eli Mobile Laser Scanning, lyhenne MLS. Myös RPAS-järjestelmällä tapahtuva kartoitustoiminta on tietenkin myös mobiilikartoitusta, mutta tässä projektissa mobiilikartoitusjärjestelmistä ja MMS-menetelmistä puhuttaessa tarkoitetaan maanpinnalla toimivia liikkuvia kartoitusjärjestelmiä. 1.2 Projektiryhmä Olli Nevalainen, projektipäällikkö FGI-KAUKO Tomi Rosnell, asiantuntija FGI-KAUKO Kimmo Nurminen, asiantuntija FGI-KAUKO Eija Honkavaara, tutkimuspäällikkö FGI-KAUKO Harri Kaartinen, tutkimusprofessori FGI-KAUKO Jarmo Annunen, tuotantoasiantuntija MARA Reima Ronkainen, tuotantoasiantuntija MARA Mirja Metsälä, projektipäällikkö Espoon kaupunki Timo Takanen, projektipäällikkö Laukaan kunta Usko Kettunen, projektipäällikkö Vihdin kunta Virallisen projektiryhmän lisäksi projektissa tehtyihin mittauksiin osallistui FGI-KAUKO-osastolta Teemu Hakala, Roope Näsi ja Lingli Zhun vetämä 3DVR-tutkimusryhmä. 1.3 Projektin lähtökohdat Tämän projektin tarkoituksena oli pilotoida mahdollisuuksia hyödyntää mobiilikartoitusta ja miehittämättömiin ilma-aluksiin (RPAS) perustuvia ratkaisuja kantakarttojen ylläpidossa osana tulevaa Kansallista

4 Projektin selvitys 3 Maastotietokantaa (KMTK). Lisäksi projektissa oli tarkoitus selvittää kuntien nykyiset tuotantoprosessit ja luoda parhaita käytäntöjä tehdä ajantasallapitoa kustannustehokkaasti. Alkuperäisessä suunnitelmissa kuntien kantakartta-aineistojen oli tarkoitus jatkossa korvata MML:n tekemä tiedonkeruu ja muodostaa taso KMTK-Taajama Kansallisessa Maastotietokannassa (KMTK). Tästä toimintasuunnitelmasta kuitenkin luovuttiin osittain KMTK-ohjelman edetessä. KMTK-Taajama-taso muutettiin KMTK-3D- ja 2.5D-tasojen yhdistelmäksi ja MML:n tiedonkeruuta ei mahdollisesti täysin korvata kuntien aineistolla. Kuntien aineistoilla on kuitenkin suuri rooli KMTK:ssa ja niihin on syytä kiinnittää huomiota. Tästä syystä on tärkeää, että kuntien kantakartta-aineistojen ajantasallapitoon ja kuntien tuotantoprosesseihin kiinnitetään huomiota. Ajantasallapidossa ja tuotantoprosesseissa on eroavuuksia kuntien välillä, etenkin pienten ja suurten kuntien välillä. Kuntien nykyiset tuotantoprosessit ja mahdolliset uudet kustannustehokkaat menetelmät ajantasaistukselle oli syytä selvittää. Kantakartta-aineistojen ajantasaistuksessa maastomittaukset, joita tarvitaan erityisesti täydennyskartoituksessa, ovat suhteellisen kalliita. Tässä projektissa selvitettiin mahdollistaisiko miehittämättömiin ilma-aluksiin (RPAS) ja mobiilikartoitukseen perustuvat ratkaisut maastomittauksia kustannustehokkaamman menetelmän kantakarttojen ylläpidolle ja missä tapauksessa. Lisäksi RPAS- ja mobiilikartoitus voisivat myös joillain alueilla olla kustannustehokkaampi ratkaisu kuin miehitetyillä lentokoneilla tehtävä kartoituslento. Kustannustehokkuuden lisäksi oli myös syytä arvioida RPAS- ja mobiilikartoitusmenetelmien käytettävyyttä, johon vaikuttavat etenkin Trafin miehittämättömiä ilma-aluksia koskeva lainsäädäntö. RPAS- ja mobiilikartoitustoiminta täytyy myös huomioida jatkossa MML:n maastotyöohjeissa ja maastotyöohje on huomioitava RPAS- ja mobiilikartoitustoiminnassa. 1.4 Projektin tavoitteet Projektin päätavoite oli selvitys mobiilikartoitukseen (MMS, Mobile Mapping System) ja miehittämättömiin lennokkeihin (RPAS) perustuvien ratkaisujen käytettävyydestä kantakarttojen ylläpidossa osana tulevaa Kansallista Maastotietokantaa. Päätavoite oli jaettu seuraaviin neljään osatavoitteeseen. Tavoitteissa puhutaan KMTK-Taajama-teemasta, mutta tämä jakautui KMTK-ohjelman edetessä KMTK-3D ja - 2.5D-teemoiksi. Lisäksi projektissa siirryttiin käyttämään kauko-ohjattavasta ilma-aluksesta termin UAV (Unmanned Aerial Vehicle) sijaan virallisempaa termiä RPAS (Remotely Piloted Aircraft System), jota käytetään myös Liikenteen turvallisuusviraston (Trafi) määräyksissä. Tavoitteet, kuten ne projektisuunnitelmassa asetettiin: 1) Selvitys erilaisista mobiilikartoitus- ja UAV-menetelmistä ja niiden soveltaminen KMTK-Taajama-aineiston tuotantoprosessiin. Tavoite toteutetaan kirjallisuusselvityksenä. Selvitys sisältää: Selvityksen erilaisista mobiilikartoitusmenetelmistä (mittauslaitteet ja -menetelmät) Selvityksen erilaisista UAV-menetelmistä (mittauslaitteet ja menetelmät) Eri menetelmien haasteet, hyödyt ja niiden vertailu maastotietotuotannossa. Selvityksen eri menetelmien mittaustarkkuuksista ja vaadittavista toimenpiteistä mittaustarkkuuden ja aineiston laadun varmistamiseksi. Selvityksen mitkä KMTK-Taajama-aineiston kohteet voidaan kartoittaa UAV- ja mobiilikartoitusmenetelmiä käyttäen ja miten ja millä tarkkuudella. Selvityksen aineiston prosessointimenetelmistä, joilla UAV- ja mobiilikartoitusmenetelmien tuottamasta 3D-kaukokartoitusaineistosta tuotetaan KMTK- Taajama-aineistoa.

5 Projektin selvitys 4 Kuvaus koko tuotantoprosessista lähtien mittausmenetelmän valitsemisesta ja päättyen lopulliseksi laatu- ja tarkkuusvaatimukset täyttäväksi KMTK-Taajama-aineistoksi. Selvitys Trafin määräyksistä liittyen miehittämättömiin lennokkeihin ja niiden vaikutus lennokkien operatiiviseen käyttöön kartoituksessa. Selvityksen turvallisuusmääräyksistä ja toimintatavoista, jotka täytyisi jatkossa huomioida MML:n maastotyöohjeessa ja mitkä MML:n maastotyöohjeen turvallisuusmääräykset ja toimintatavat täytyy huomioida UAV- ja mobiilikartoitustoiminnassa 2) Selvitys kuntien nykyisistä tuotantoprosesseista. Selvitys sisältää: Selvityksen maastotietokohteista, joiden ajantasallapitoa kunnissa vaaditaan. Selvityksen käytetyistä lähtöaineistoista ja menetelmistä, sekä olemassa olevien ja uusien aineistojen ja menetelmien käyttömahdollisuuksista. Kuntien nykyisten tuotantoprosessien ja ajan tasalla pidettävien maastotietokohteiden tarpeellisuuden arviointi KMTK:n näkökulmasta 3) Kustannustehokkuusanalyysi nykyisistä ja mahdollisista uusista tuotantomenetelmistä ja aineistoista. Sisältää: Arvion nykyisistä maastotietotuotannon kustannuksista kunnissa Arvion uusien aineistojen ja tuotantomenetelmien kustannuksista Arvion mobiilikartoitukseen ja UAV-menetelmiin perustuvien tuotantoprosessien kustannuksista Kustannusten vertailu Kustannusarvion tarkkuuden ja laadun arviointi 4) KMTK-Taajama testiaineiston tuottaminen yhteistyökunnista. Sisältää: Mittaukset ja testiaineiston tuottaminen UAV- ja mobiilikartoitusmenetelmillä yhteistyökuntien esimerkkialueilla, joiden avulla menetelmien käytettävyyttä ja kustannustehokkuutta voidaan testata. UAV- ja mobiilikartoitusmenetelmillä tuotetun 3D-kaukokartoitusaineiston muokkaus KMTK-Taajama-aineistoksi Mittausprosessin ja aineiston prosessoinnin vaiheiden dokumentointi UAV- ja mobiilikartoitusmenetelmien käytettävyyden arviointi Testiaineiston tarkkuuden ja laadun arviointi 5) Ohjeistus kunnille mahdollisen mobiilikartoitukseen tai UAV-menetelmiin perustuvien tuotantoprosessien käyttöönotolle omassa tuotannossaan. Sisältää ohjeistuksen mobiilikartoitukseen tai UAV-menetelmiin perustuvan kartoituksen tilaamiseen ja kilpailuttamiseen, sekä ohjeistuksen ja ehdotuksia kunnille oman mobiilikartoitus- tai UAV-järjestelmän hankintaan. 2 Projektin tulokset

6 Projektin selvitys 5 Projektin tavoitteiden tulokset on tässä järjestetty eri tavalla kuin kappaleessa 1 ja tavoitteet on nimetty selkeämmin, jotta esitystapa olisi selkeämpi. Seuraavassa on esitetty, mitkä projektin tuotokset liittyvät mihinkin tavoitteisiin ja mitä tuotokset sisältävät. 2.1 Tavoite (1): Mobiilikartoitus- ja RPAS-menetelmät ja niiden soveltaminen KMTK -aineiston tuotantoprosessiin Tuotokset ( Selvitys RPAS/UAS-laitteistoista ja -menetelmistä Selvitys mobiilikartoituslaitteistosta ja menetelmistä Selvitys Trafin RPAS-määräyksistä ja niiden vaikutus RPAS-toimintaan taajama-alueiden kartoituksessa Selvitys RPAS-lentotyötoiminnan tuotantoprosessista Selvitys MMS-tuotantoprosessista FIG-artikkeli, Unmanned Aerial Vehicles in Municipality Level 3D Topographic Data Production in Urban Areas (FIG Working Week 2017, Helsinki, FIG-kuukauden artikkeli heinäkuussa 2017) o linkki: Hankintadokumenttimallit: o RPAS-ilmakuvauksen hankinta o RPAS- ja MMS-aineistojen vektorointi Selvitys MMS- ja RPAS-aineistojen vektoroinnista RPAS- ja mobiilikartoitustyöpaja: Tähän tavoitteiseen liittyi useampi selvitys ja niiden kaikkien sisältöä ei avata tässä laajasti. Tarkempien tietojen tarpeessa lukijan kannatta lukea itse selvitykset. Tähän tavoitteiseen liittyvissä selvityksissä pyrittiin erityisesti antamaan yleiskuva: olemassa olevista RPAS- ja MMS-laitteistoista ja menetelmistä RPAS- ja MMS-tiedonkeruun prosessista RPAS- ja MMS-tiedonkeruun ja aineistojen käytettävyydestä kantakartan ja 3D-paikkatietojen tuotannossa Lisäksi RPAS-toimintaa varten selvitettiin ja tiivistettiin Trafin RPAS-määräyksen sisältö ja vaatimukset RPAStoiminnalle tiheästi asutulla alueella. Tähän liittyen tuotettiin lisäksi Paikkatietokeskuksen päivitetty RPAStoimintakäsikirja ja pohja turvallisuusarvion laatimiselle. Lisäksi aineistojen hankinnan yhteydessä syntyi hankintadokumenttimallit RPAS-ilmakuvauksen hankinnalle ja RPAS- ja MMS-aineistojen vektoroinnille. RPAStiedonkeruun prosessiin liittyen kirjoitettiin artikkeli FIG Working Week 2017-konferenssiin. Tuotosten perusteella voidaan sanoa, että RPAS- ja MMS-menetelmät soveltuvat kantakartan ylläpitoon. Joitakin rajoitteita on ja niistä on kerrottu tarkemmin selvityksissä. Menetelmien hyödyt tulevat parhaiten esiin kun niistä tuotetaan 3D-paikkatietoaineistoja. Pelkän 2D-kantakartan tuotantoon MMS-tiedonkeruu on raskas, jos tarkalle tiedolle ei ole tarpeeksi hyödyntämiskohteita. 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

7 Projektin selvitys 6 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. Aineistojen jatkokäsittelystä ja sen hyödyistä ja haasteista on kerrottu RPAS- ja MMS-aineistojen vektorointiselvityksessä. RPAS-laitteistolla on kunnissa myös muita sovelluskohteita kuin maastotiedon tuotanto. Aineistoja voidaan esimerkiksi käyttää markkinointiin ja suunnitteluun (esimerkiksi mesh-mallit ja viistokuvat). RPAS-järjestelmillä voidaan myös lisästä henkilöstön turvallisuutta, jos RPAS-tiedonkeruulla voidaan välttää henkilöstölle vaaralliset tai haastavat mittausalueet (esim. maa-aineslaskenta). MMS-aineiston etuna on tarkka pistepilvi, joka mahdollistaa maanpinnalla olevien kohteiden tarkan kartoituksen. Esimerkiksi kanttikiven reuna ja sen korkeus on mahdollista määrittää MMS-aineistosta. RPASilmakuvauksella kanttikiven korkeus vaatisi erittäin tarkan ja tasaisen aineiston. Lisäksi MMS-aineistoa mahdollistaa esimerkiksi katosten ja puiden alle jäävien kohteiden näkymisen, sekä julkisivujen mittauksen. Lisäksi MMS-tiedonkeruulla voidaan tunnistaa ovet ja mahdolliset sisäänkäynnit, etenkin kamerajärjestelmän avustuksella (toistaiseksi tällaiseen ei ole automaattisia menetelmiä paikkatieto-ohjelmistoissa). MMS-aineiston ongelmana ovat katveet, joita voi syntyä etenkin sisäpihoille tai alueille, joihin ajoneuvot eivät pääse. Koska mittaus tapahtuu maanpinnalta, ei myöskään katot ja katoilla olevat kohteet näy (ainakaan korkeiden rakennusten osalta). Mutta kun MMS-tiedonkeruulla saadaan katettua haluttu alue, tuottaa geometrisesti erittäin tarkkaa ja tiheää aineistoa. Lisäksi esimerkiksi reppujärjestelmät mahdollistavat pääsyn paikkoihin, joista RPAS-menetelmin olisi mahdoton tuottaa aineistoa. Projektin tuotokset löytyvät projektin kotisivuilta: Myös projektista tuotetut aineistot ovat pääsääntöisesti avoimesti saatavilla ja niitä voi tiedustella Olli Nevalaiselta (olli.nevalainen@maanmittauslaitos.fi). 2.2 Tavoite (4): KMTK-testiaineiston tuottaminen yhteistyökunnista Tuotokset ( Mobiililaserkeilausaineisto Espoosta, Vihdistä ja Laukaasta RPAS-aineisto Vihdistä RPAS-aineisto Laukaalta Vektoroitu Laukaan aineisto Projektissa kerättiin RPAS-ilmakuvausaineistoa Paikkatietokeskuksen omalla laitteistolla ja hankkimalla aineistoa kahdelta toimijalta. Omalla laitteistolla kerättiin aineistoa Vihdistä Nummelan keskustasta. Aineistosta muodostettiin ortokuva ja kuvapistepilvi. Laukaan kirkonkylästä keräsi aineistoa kaksi eri konsulttia hieman erilaisilla laitteistoilla ja prosessoinneilla. Hankintaan sisältyi RPAS-ilmakuvaus pystykuvauksena ja aineiston prosessointi ortokuvaksi ja kuvapistepilviksi. RPAS-kuvapistepilviaineistoa on nähtävillä PointScene-palvelussa: Laukaa (kirkonkylä): 288&look_at= , , Vihti (Nummelan keskusta): 611&look_at= , , &p_lod=High

8 Projektin selvitys 7 Projektissa kerättiin myös mobiililaserkeilausaineistoa konsultilta vuokratulla kalustolla ja ohjelmistolla. Aineistoa kerätiin Espoossa, Vihdissä ja Laukaassa. Tiedonkeruun ja aineiston prosessoinnin suoritti Paikkatietokeskuksen 3DVR-tutkimusryhmä (tutkimuspäällikkö Lingli Zhu). Laukaan kirkonkylästä kerätylle RPASja MMS-aineistolle hankittiin vektorointi yhdistettyyn kantakartan ja KMTK-3D ja- 2.5D-formaattiin. Hankinnoilla kerättyä kustannustietoa hyödynnettiin kustannusarvioselvityksessä ja aineistosta suoritettavia vektorointitestejä ja -hankintoja RPAS- ja MMS-aineistojen vektorointiselvityksessä. Projektissa hankittiin Laukaan kirkonkylästä kerätylle RPAS- ja mobiililaserkeilausaineistolle vektorointi konsultilta. Aineistoa vektoroitiin pilottiluonteisesti 3D- ja 2.5D-aineistoksi alustavien KMTK-määritysten ja muodostamisohjeistuksen mukaisesti, sekä 2D-aineistoksi JHS185:n ja KuntaGML:n mukaisesti. Itse vektoroidun aineiston lisäksi hankinnasta saatiin hyviä kehitysideoita ja palautetta KMTK-3D- ja -2.5D määritysten kehitykseen. 2.3 Tavoite (2): Selvitys kuntien nykyisistä tuotantoprosesseista Tuotokset ( Selvitys kuntien kantakartan kohteista Selvitys kuntien nykyisestä kantakartan tuotantoprosessista Selvityksessä kuntien kantakartan kohteista kuvatiin kantakartan kohteet, joiden ajan tasalla pitoa kunnissa vaaditaan. Kunnissa kantakarttaa pidetään yllä pääasiassa JHS185 -määräyksen mukaisesti. Tarkkuustasot vaihtelivat projektin kuntajäsenillä 1e ja 2-tarkkuustason välillä. 3D-suunnittelun tarpeista JHS185-suositukset jäävät nykyisin jo osittain jälkeen. Selvityksessä kuntien kantakartan nykyisestä tuotantoprosessista pyrittiin luomaan yleinen kuvaus nykyisestä kantakartan ylläpidosta ja tuotannosta. Tämä yleinen kuvaus on muodostettua eri kunnilta samaamme tietoon heidän tuotantoprosesseistaan. Lisäksi selvityksessä on tiivistetty Kuntaliiton suositukset ilmakuvaukselle ja - laserkeilaukselle kantakartan ylläpidon tarpeisiin. Kantakartan ylläpito tapahtuu uudiskartoituksen ja ajantasaisuksen kautta. Uudiskartoituksessa koko kantakartta tuotetaan uudelleen tai tuotetaan kokonaan uusi kantakartta alueelle, josta sitä ei aikaisemmin ole tai jonka olemassa oleva kantakartta ei vastaa nykyistä tilannetta. Ajantasaistuksessa on kyse jo olemassa olevan kantakartan päivityksestä. Uudiskartoitus voidaan tilata kokonaan konsultilta, jolloin lopputuotteena kunnalla on ajantasainen kantakartta tilatulta alueelta. Uudiskartoitus perustuu pääasiassa konsulttityönä tehtävään ilmakuvaukseen (stereo- ja/tai ortokuvaus) ja/tai laserkeilaukseen ja kyseisestä aineistosta tehtävään stereokartoitukseen ja vektorointiin. Stereotyöt ja niihin liittyvät maastotäydennykset voidaan tehdä itse, jos kunnalla on resursseja siihen, jolloin konsultin osuudeksi jää pelkkä ilmakuvaus ja laserkeilaus. Uudiskartoitus voi olla myös hyvin paikallinen ja pienelle alueelle tehtävä (esimerkiksi uusi kiertoliittymä), jolloin kartoitus voidaan suorittaa esimerkiksi maastotyöllä tai RPAS-ilmakuvaukseen pohjautuen. Ajantasallapito perustuu pääosin maastosta saatavaan informaatioon ja suoraan muista prosesseista tulevaan aineistoon, kuten rakennusten sijaintikatselmuksesta, osoitteiden annosta, kiinteistönmuodostuksesta, kaavoituksesta ja tonttijakojen tuottamasta tiedosta, sekä jatkossa suoraan toimijoiden tietomalleista saatavasta tiedosta esim. katujen osalta. 2.4 Tavoite (3): Kustannustehokkuusanalyysi

9 Projektin selvitys 8 Tuotokset: Selvitys RPAS- ja MMS-menetelmien ja kuntien nykyisten tuotantoprosessien kustannuksista Linkki: Tässä selvityksessä arvioitiin RPAS- ja MMS-menetelmien kustannuksia 2D- ja 3D-paikkatietoaineistojen tuotannossa. Kustannuksia pyrittiin vertailemaan yleisimmin käytettyyn miehitettyyn ilmakuvaukseen ja - laserkeilaukseen, sekä maastotyöhön. Selvityksessä nostettiin esille kustannuksia ja asioita, joita kunnan kannattaa ja täytyy huomioida harkitessaan tietyn tuotantomenetelmän käyttöönottoa. RPAS- ja MMS-menetelmien käyttökustannuksia arvioitiin 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. Kustannuksiin vaikuttaa paljon aineiston käyttötarkoitus ja laatu- ja tarkkuusvaatimukset. Jos aineiston käyttötarkoituksena on esimerkiksi 3D-kaupunkimalli, sekä vaatimukset kerättävälle aineistolle että vektoroinnin määrä kasvavat. 2.5 Tavoite (5): Ohjeistus mobiilikartoitus- tai RPAS-tuotantoprosessin käyttöönotolle Tuotokset ( Ohjeistus RPAS- MMS-menetelmien käyttöönotolle Kyseisessä selvityksessä tiivistettiin projektissa tuotettujen selvitysten sisältö ja niissä tehdyt johtopäätökset RPAS- ja MMS-menetelmien käytöstä kuntien paikkatietojen ylläpidossa (kantakartta, 3D-kaupunkimallinnus). Selvitys sisältää projektiryhmän näkemyksen kyseisten menetelmien käytettävyydestä ja antaa yleisellä tasolla ohjeistuksen siitä, kuinka kyseiset menetelmät voidaan ottaa kunnan tuotantokäyttöön ja mitä haasteita ja hyötyjä siihen liittyy. Selvityksessä on myös annettu ohjeistusta RPAS- ja MMS-tiedonkeruun hankintaan palveluna. Kummatkin menetelmät nähdään sopiviksi tuotantomenetelmiksi tietyin rajoittein. MMS-tiedonkeruun osalta oman laitteen hankinta on järkevää vain, jos laitteiston ja sen tuottamalle aineistolle nähdään suuri käyttöaste. Oman laitteiston etuna on, että aineiston keruu voidaan mahdollisesti suorittaa nopeammalla varoitusajalla ja luotettavammalla varmuudella verrattuna konsulttipalveluihin. Konsulttien palvelujen hyödyntäminen on MMStiedonkeruun osalta muuten järkevämpää. RPAS-tiedonkeruu on kustannustehokasta myös konsultin palveluna hankittuna. Jos RPAS-aineistolle on suuri tarve, niin oman laitteen ja tarvittavien ohjelmistojen hankinta on myös järkevä vaihtoehto. Kuntien välinen yhteishankinta on myös järkevä toimintapa, millä laitteen käyttöastetta voidaan kasvattaa. 2.6 Viestintä Projektissa tehtiin kaksi webinaaria ja yksi vlogi: Webinaari 1: Webinaari 2: Vlogi:

10 Projektin aihealuetta esiteltiin seuraavissa tilaisuuksissa: FIG Working Week 2017 KMTK-Seminaari Helsingissä KMTK-Seminaari Jyväskylässä Projektista kirjoitettiin artikkeli Positio lehden 1/2018 numeroon. Projektin selvitys 9 3 Tulosten arviointi ja johtopäätökset Projekti oli luonteeltaan esiselvitystyyppinen, joten asioita pyrittiin käsittelemään laajalti, mutta melko yleisellä tasolla. Monta projektissa testattua ja arvioitua asiaa voitaisiin tutkia tarkemmin. Esimerkiksi automaattisen vektroinnin geometrista tarkkuutta ja täydellisyyttä voitaisiin tutkia tarkemmin, mutta tätä varten pitäisi kerätä tai tuottaa myös laajemmin referenssiaineistoa, joka ei tämän projektin puitteissa ollut mahdollista. Laajempi ja tarkempi aineistojen vertailu kaikilla saatavilla teknologiolla vaatisi myös, että esimerkiksi yhdellä testialueella suoritettaisiin lähes samanaikaisesti mittaukset kaikilla saatavilla olevilla mittausteknologioilla. Projektin kaikki tulokset ja tuotokset pyrittiin julkaisemaan avoimesti kaikkien saataviksi. Projektin kirjalliset tuotokset on julkaistu projektin kotisivuilla ( ja projektissa kerättyjä mittausaineistoja PointScene-palvelussa. Projektin alkaessa alkuvuodesta 2016 projektin tiedossa oli vain muutamia kuntia, joilla oli RPAS-menetelmiä testattuna tuotantokäytössä. Projektin kuluessa useassa muussa kunnassa oli RPAS-menetelmien testauksia työn alla ja oman RPAS-laitteiston hankinta harkinnassa. RPAS-toiminta on yleistynyt nopeasti ja lainsäädäntö liittyen RPAS-toimintaan kehittyi projektin aikana. Projektissa pyrittiin tiedottamaan RPAS-lainsäädännön merkityksestä monessa projektin aiheeseen liittyvässä esityksessä. RPAS-lainsäädännön lisäksi ilmakuvaustoimintaan liittyy myös muita lainsäädännöllisiä asioita, kuten yksityisyydensuoja. Projektissa suoritettu oma RPAS-ilmakuvaus tuotti selkeän kuvan kaikista vaadittavista toimista, mitä tiheästi asutulla alueella toimiminen vaatii. Tämän yhteydessä syntyi Paikkatietokeskukselle mm. uusi RPAS-toimintakäsikirja ja pohja turvallisuusarvion laatimiselle. Alkuperäisenä ajatuksena oli kustannusten vertailu euroa-per-hehtaari-perusteisesti, mutta tätä ei pystytty kuitenkaan yksiselitteisesti tekemään. Hehtaariperusteista kustannusarvioita ei saatu kuntien tuotannosta erityisen kattavasti. Menetelmät sopivat eri käyttötapauksiin, joten yksiselitteistä kustannustehokkuutta on mahdoton määrittää. Lisäksi tarkkojen 3D-aineistojen arvoa verrattuna 2D-aineistoon on hankala arvioida. Tarkkojen 3D-aineistojen hyödynnettävyys kunnassa riippuu kunnan paikkatietojärjestelmästä ja siitä kuinka tehokkaasti aineisto saadaan eri kunnan toimijoiden käytettäväksi. Kustannusarvioselvityksessä päädyttiin kuvaamaan mahdollisimman tarkasti kustannusten lähteet, mitä esimerkiksi kunnat voivat käyttää arvioidessaan menetelmien käytön kustannuksia omassa tuotannossaan. Ihan kaiken tyyppistä aineistoa ei myöskään projektin aikana pystytty ja ehditty keräämään. RPAS-aineistojen osalta projektissa kerättiin ja käytettiin pelkästään pystykuva-aineistoa. Viistokuva-aineiston kerääminen olisi tuonut lisää tietoa niiden hyödyntämismahdollisuuksista ja eduista etenkin 3D-vektoroinnissa. Myös RPASlaserkeilausaineisto olisi tuottanut hyödyllistä tietoa RPAS-laserkeilauksen eduista. RPAS-pystykuvaukset ovat kuitenkin ajankohtaista aineistoa, sillä niiden käyttö on edullisinta ja se on kasvava tuotantomuoto kunnissa tällä hetkellä. Viistokuvauksia ei hankittu, koska projektiryhmän alkuperäisen arvio projektissa hankittavista palveluista ei olisi välttämättä riittänyt tähän. Hankitut palvelut osoittautuikin arvioitua paljon halvemmiksi, joten viistokuvauksiin olisi jäänyt resursseja. Projektin alkuvaiheessa toivottiin ja osittain oletettiin, että automaattisia vektorointimenetelmiä olisi enemmän tarjolla kaupallisissa ohjelmistoissa. Automaattisia menetelmiä ei kuitenkaan ollut kuin rakennusten vektorointiin. RPAS-mittaukset Espoon testialueella jäi projektissa suorittamatta, koska Paikkatietokeskuksen

11 Projektin selvitys 10 laitteisto ei ollut toimintakunnossa alun perin suunniteltuna aikana ja koska projektin tavoitteet pystyttiin saavuttamaan ilman kyseisiä mittauksia. Espoo myös hankki oman RPAS-laitteiston projektin kuluessa, joten heillä oli oman laadukas järjestelmä aineiston tuottamiseen. Projektissa tuotettua MMS-aineistoa hyödynnettiin vain pistepilviaineistona mm. konsultin palveluna tehtävässä vektoroinnissa. Käytetty järjestelmä tuotti myös kuva-aineistoa, jolla voitaisiin tuottaa MMS-pistepilvelle RGBväritietoa. Aineistoa voitaisiin hyödyntää myös mm. 3D-rakennusmallien teksturoinnissa, sekä rakennusten sisäänkäyntien tunnistamisessa. 4 Jatkosuositukset Projektissa käsitellyt teknologiat ovat nopeasti kehittyviä ja niiden käyttöön-otto, esimerkiksi kunnissa, kasvaa lähivuosina. RPAS-lainsäädännön, -lennonjohtojärjestelmien ja -laitteiden kehitys voi mahdollistaa tulevaisuudessa laajemman näköyhteyden ulkopuolella tapahtuvan mittaustoiminnan, mikä tulisi lisäämään RPAS-menetelmien kustannustehokkuutta ja mitattavien pinta-alojen laajuutta. On syytä seurata kyseisten teknologioiden kehittymistä ja mahdollisesti toteuttaa muutaman vuoden päästä projekti, jossa käsiteltäisiin mahdollisesti päivittyneitä teknologioita liittyen RPAS-lentotyöhön ja mobiilikartoitukseen. Tulevaisuuden mahdollisille projekteille kiinnostavia selvitettäviä asioita olisi mm. seuraavien aineistojen parempi hyödyntäminen maastotiedon tuotantokäytössä, sekä kunnissa että Maanmittauslaitoksen omassa tuotannossa: Viistokuvaus RPAS-laserkeilaus Multi- ja hyperspektrikuvaus MMS-kuva-aineistot MMS-reppukeilausaineistot Ilmalaserkeilausteknologiat kehittyvät myös nopeasti. Ilmalaserkeilausaineistoja tullaan tuottamaan suuremmilla pistetiheyksillä ja useilla aallonpituuksilla. Tämä on syytä huomioida myös kuntien tuotantomenetelmissä. Ilmalaserkeilaus, RPAS- ja MMS-mittausmenetelmien lisäksi lähivuosina ja lähivuosikymmeninä suuriresoluutioisten satelliittikaukokartoitusjärjestelmien ja -konstellaatioiden lukumäärä tulee kasvamaan. Satelliittikonstellaatiot, jotka koostuvat useista satelliiteista, mahdollistavat kuvausaikavälien lyhentymisen. Näiden tuottaman aineistojen hyödynnettävyys kantakartan ja kuntien tuotannossa on yksi seurattava asia.