Geologian tutkimuskeskus, Espoo Tutkimus- ja kehitysyksikkö TEKES-projekti: Hyperspektrinen malmi- ja teollisuusmineraaliviitteiden kaukotunnistus ja -kartoitus Väliraportti ajalta 1.6.1998-31.5.1999 Viljo Kuosmanen TEKES Dnro: 272/401/98 Momentti: 32.44.23.41/98 Päätös nro: 40734/98 Päätöspvm: 12.08.1998 GTK:n arkistoraportti RS/1999/1
2 Geologian tutkimuskeskus, Espoo, Tutkimus- ja kehitysyksikkö Kuosmanen, Viljo 1999. Hyperspektrinen malmi- ja teollisuusmineraaliviitteiden kaukotunnistus ja -kartoitus. TEKES-projektin väliraportti ajalta 1.6.1998-31.5.1999 Geologian tutkimuskeskuksen arkistoraportti RS/1999/1, 13 s. Tiivistelmä Projektin tarkoituksena on luoda valmiudet kaukotunnistaa ja kaukokartoittaa hyperspektrisen kuvauksen avulla mineraaleja, kivilajeja, maalajeja ja malmien ja teollisuusmineraalien indikaatioita sekä geoympäristöön liittyviä haittoja useassa eri mittakaavassa, paikallisesta kaivos- ja kenttätutkimuksesta satelliittikuvien tutkimukseen saakka. Tutkimusta valmisteltiin kuvaavalla AISA spektrometrilla. Vaikka tämän kuvaamat aallonpituudet eivät riitä esimerkiksi mineralogian tutkimiseen, kokeiluista saatiin monipuolista kokemusta: AISA auttaa maaperän ja paljastuneen kallionperän kartoituksessa. Kaukokartoitusja hyperspektrilaboratorion rakentaminen ja toiminta saatiin hyvään alkuun. Laboratoriossa näytteitä voidaan kuvata kuvaavalla spektrometrilla ja mittauksia voidaan tehdä myös kannettavalla spektrometrilla. Mittaustiedot tallennetaan projektin spektritietokantaan ja kuvatiedostoihin. Näytteiden arkistointi on järjestetty laboratoriotilaan toistaiseksi. Hankkeeseen osallistuvien kaivosfirmojen kanssa on sovittu kaivosnäytteiden valinnasta, arkistoinnista ja tutkimuksesta. Firmat ovat lähettäneet tutkimuksia varten kaivoksilta pala- ja soijanäytteitä. Näistä on tehty heijastusspektrien määrityksiä. Välitavoitteet ajalle 1.6.1999-31.5.2000 ovat seuraavat: Kenttätutkimukset näytteenottoineen aloitetaan kaivos, kallioperä- ja maaperätestialueilla. Näytteet mitataan ensin kannettavalla spektrometrilla ja mahdollisuuksien mukaan kuvaavalla spektrometrilla. Teoreettisia tutkimuksia tehdään seuraavissa asioissa: Mineraalien kirjastospektreja ja testialueilta poimittujen näytteiden heijastusspektrejä vertaillaan keskenään. Erot karakteristiikka- ja absorptiopiirteissä kartoitetaan. Hyperspektriset ilmakuvaukset ja niiden tutkimukset mallispektrien avulla aloitetaan maaperä-, kallioperä- ja kaivosympäristötestialueilla. Hyperspektrikuvaukset avolouhoksissa ja -kuvien tulkinta aloitetaan. Satelliittikuvausalueet määritetään. Aineistojen yhteisanalyysillä pyritään selvittämään mahdollisuudet hyperspektristen satelliittikuvien kanavavalintaan Hanke pyritään saattamaan EuroGeoSurveys n Euroopan-laajuiseen tutkimukseen mukaan.
3 Hyperspektrinen malmi- ja teollisuusmineraaliviitteiden kaukotunnistus ja -kartoitus. TEKES-projektin väliraportti ajalta 1.6.1998-31.5.1999 Sisällysluettelo Tiivistelmä 2 1. Projektin kokonaistavoitteet 4 2. Organisaatio 4 3. Valmistelu AISA ilmakuvauksilla 3 4. Kaukokartoitus- & hyperspektrilaboratorio 5 4.1 Laboratorion tilat ja kuvausjärjestelyt 5 4.2 Aallonpituusalue 400-2500 nm tarpeen 6 4.3 Spektritietokanta 6 4.4. Kivinäytteiden mikroskooppitutkimukset 7 4.5. Näytteiden arkistointi 7 5. Tutkimuskohteiden ilmakuvaukset 7 6. ATK-valmiuksia lisätty 8 7. Kansallinen yhteistyö 8 8. Välitavoitteet ja aikataulu 1.6.1999-31.5.2000 9 9. Kansainvälinen yhteistyö 9 10. Raportit 11 11. Kustannusten seuranta 12 Sivu
4 1. Projektin kokonaistavoitteet Tavoitteena on luoda Suomeen valmiudet kaukotunnistaa ja kaukokartoittaa hyperspektrisen kuvauksen avulla mineraaleja, kivilajeja, maalajeja ja malmien ja teollisuusmineraalien indikaatioita sekä geoympäristöön liittyviä haittoja, portaittain useassa eri mittakaavassa, paikallisesta kaivos- ja kenttätutkimuksesta aina globaaliin satelliittikuvatutkimukseen saakka. Tuloksena on menetelmän sovellusohjeet mainittuihin tehtäviin. Tulosten käyttötarkoitus on: 1) malmi- ja teollisuusmineraalien sekä kallio- ja maaperän kartoituksen ja tutkimuksen tehostaminen 2) lastauksen ja rikastuksen tehostaminen sekä raakkulaimennuksen vähentäminen kaivosten yhteydessä 3) maankamaraan liittyvien ympäristöhaittojen tunnistaminen ja rajaus. 2. Organisaatio Johtoryhmä: Vanhempi tutkimusgeologi Jussi Aarnisalo, Outokumpu Mining Oy, varapuheenjohtaja Laatujohtaja Markku Ahlava, Wihuri Aviation/Jet Flite Oy, jäsen Tutkimusjohtaja Gabor Gaál, GTK, puheenjohtaja Geologi Ritva Harinen, Oy Partek Nordkalk AB, jäsen Teknologia-asiantuntija Einar-Arne Herland, TEKES, jäsen Geologi Erkki Kuronen, Mondo minerals Oy, jäsen Geologi Ossi Leinonen, Outokumpu hrome Oy, jäsen Erikoistutkija Kai Mäkisara, METLA, jäsen Tuotepäällikkö Jukka Okkonen, Specim Oy, jäsen Prof. Erkki Tomppo, METLA, jäsen Geologi Viljo Kuosmanen, GTK, sihteeri Projektiryhmän jäsenet ja heidän vastuualueensa: FL Hilkka Arkimaa, kuvankäsittely, kaukokartoitus, geofysiikka FT Kari Kinnunen, mineralogia, mikroskooppitutkimukset DI Jukka Laitinen, laboratoriomestari, näytetiedot, ATK FT Heikki Rainio, maaperäasiantuntija Tutk ass Timo Ruohomäki, maaperäkartoitus, arkistot Tutk apul Helena Saarinen, kuvaeditointi FL Viljo Kuosmanen, kaukokartoitus, kallioperä, projektin vastuullinen johtaja 3. Valmistelu AISA ilmakuvauksilla Tutkimusta on valmisteltu tähän tutkimukseen liittyvässä aiemmassa tutkimuksessa kuvaavalla AISA spektrometrilla tehtyjen ilmakuvausten avulla. Tällöin käytetty AISA:n
rekisteröimä aallonpituusalue oli 400-930 nm ja spektrinen tarkkuus 16 kanavaa @ 8 nm. Loppuyhteenvetona tästä valmistelusta voitiin todeta: 6 maalajien erottumista otetuista AISA-kuvista kasvillisuuden välityksellä tutkittiin esimerkiksi luokittelemalla AISA-kuvien data puulajien mukaan. Luokittelun tulos vahvistaa sitä käsitystä, että eri puulajit hakeutuvat niille mieluisille maalajipohjille. Tulosta voidaan käyttää hyväksi maaperän tutkimuksessa ja kartoituksessa (Arkimaa et al. 1998a ja 1998b). 6 AISA-kuvien avulla ei voitu tehdä kivilajien mineralogista tunnistusta, mutta aineistosta voitiin lähes aina todeta oliko kyseessä felsinen eli vaaleita mineraaleja sisältävä vai mafinen eli tummia mineraaleja sisältävä kivi (Kuosmanen and Kinnunen 1998). Lisäksi pienillä (200-300 m) alueilla paikallisesti AISA-kuvia muuntelemalla, saatiin usein esille värieroja jotka toimivat huomattavana apuna etsittäessä kivilajien vaihtumiskohtaa eli kivilajikontaktia. Mainittua seikkaa ei kuitenkaan voi käyttää laajemman kuva-alueen luokitteluun, koska erottelevana tekijänä oli tavallisesti jokin paikallisesti vaihteleva sekundäärinen tekijä, kuten Fe- tai Mn-pintasaostuma, rapautumispinta, raontäyte, eroosiopinnan rakenne tai erityinen jäkälä, eikä niinkään itse kivilajin koostumus. Suomessa näitä asioita ei yleensä voida todeta perinteisesti käytettyjen, sinänsä korkealuokkaisten ilma- tai satelliittikuvien avulla. AISA:n etuna on sen keveydestä johtuva helppo liikuteltavuus ja myöskin kohtuullinen hinta kilpailijoihin verrattuna. AISA-kuvat tarjoavat oivan lisän myös geologien käyttämään kaukokartoitusvälineistöön. Koska käyttäjiä näin löytyy lisää, lähtökohdat monia tahoja hyödyttäviksi suuriksikin yhteistyöprojekteiksi ovat hyvät (Kuosmanen 1998, Arkimaa et al. 1999). Projekti osallistuu Ottawassa Kanadassa 21-24 kesäkuuta 1999 järjestettävään kaukokartoituskongressiin ja pitää siellä tästä aiheesta esitelmän (Arkimaa et al. 1999). 5 4. Kaukokartoitus- & hyperspektrilaboratorio 4.1 Laboratorion tilat ja kuvausjärjestelyt Hankkeelle on varustettu GTK:n kellarikerrokseen erityinen laboratoriotila hyperspektristä kuvausta, spektrometrimittauksia ja näytteiden arkistoimista varten. Tilaan on rakennettu 5 m x 2 m kokoiselle seinälle tiheä hyllykkö, johon näytteet voidaan sijoittaa kuvattaviksi. Jos näytteiden koko on 5 cm x 5 cm, hyllyssä on tilaa yli 1000 näytteelle. Aluksi kuitenkin käytetään suurempia näytteitä, koska on tarpeen selvittää esimerkiksi raekoon merkitystä mittaustuloksiin. Jokaisen näytteen viereen kiinnitetään pieni muovinen referenssiheijastin. Hylly on maalattu sellaisella maalilla, joka heijastaa minimaalisesti sähkömagneettista säteilyä aallonpituusvälillä 400-2500 nm.. Hyllyyn asetettuja kiinteitä näytteitä kuvataan noin 5 metrin etäisyydellä tasaisesti liikkuvan kuvauslaitteiston avulla. Näytteet valaistaan kuvauslaitteen liikkeeseen synkronoidun, näytteiden vieressä liikkuvaan vaunuun kiinnitetyn lamppusarjan avulla. Koska osa näytteistä on jauhemaisia tai muuten pienistä osasista koostuvia tai ei-kiinteitä, ne asetetaan lattialle ja kuvataan valoja liikuttavaan vaunuun kiinnitetyn (lattian kanssa 45 asteen kulmassa olevan)
peilin avulla. Kuvantavien spektrometrien pikselikoko 5 metrin etäisyydeltä on suuruusluokkaa 2-10 mm. Joukko Lahnaslammen näytteitä on kuvattu AISA:lla sekä hyllystä että lattialta. 6 4.2 Aallonpituusalue 400-2500 nm tarpeen Varsinaisten geologisten suureiden, kuten kallioperän mineralogisen koostumuksen ja maalajien tunnistamiseen tarvitaan kohteen säteilyheijastuksen rekisteröinti aallonpituusalueella 400-2500 nm. Väli kuvataan esimerkiksi 200 kaistalle 10 nm tarkkuudella. Tässä projektissa on käytetty GER IRIS Mark IV ja FieldSpecFR -nimisiä kaupallisia kannettavia spektrometreja, sekä Lambda-9:ää, joka on aallonpituusalueiltaan näitä vastaava laboratoriomittalaite. Specim in (http://www.specim.fi/) edustamia ImSpector spektometreja voidaan käyttää lähinnä spot-mittaukseen.yhdellä ImSpector kameralla/detektorilla ei kuitenkaan saada katettua koko aluetta 400-2500 nm, vaan osa-alueille 400-900 nm, 900-1700 nm ja 1400-2500 nm joudutaan kullekin käyttämään eri laitteita. Australialaisen Integrated Spectronics in (http://www.intspec.com/hymap.htm) rakentama HyMap kuvaava spektrometri kattaa koko alueen 400-2500 nm 10 nm tarkkuudella, sekä erikoisjärjestelyillä osan lämpöinfra-aluetta. Neuvottelut Integrated Spectronics in (IntSpec) kanssa HyMap in käytöstä tässä hankkeessa ovat pitkällä. IntSpec on esittänyt, että HyMap'ia käytettäisiin kesällä 1999 lentomittauksiin ja vuonna 2000 tehtäisiin laboratoriomittauksia. Projektissa valmitaudutaan siihen, että sen 2-3 tutkimusalueilla tehdään HyMap lentokuvayksia heinäkuussa 1999. 4.3 Spektritietokanta Tutkimuskohteiden tulkintaa varten on laadittu MS Access-spektritietokanta, jonka avulla mineralogiaan, maaperään, kasvillisuuteen ja ympäristöhaittoihin liittyviä kohteita voidaan tunnistaa hyperspektrikuvilta. Tietokanta koostuu seuraavista täydentyvistä kirjastoista: 1. USGS:n mineraalispektrikirjasto teoreettisia mineralogisia tarkasteluja varten, noin 400 mineraalin spektrit tallennettu 2. Kokeellinen malmipalanäytteiden spektrikirjasto, sisältää toistaiseksi Lambda-9 laboratoriomittauksia Kemin, Lahnaslammen, Horsmanahon, Paraisten ja Sipoon kaivosten näytteistä 3. Kokeellinen kairansydännäytteiden spektrikirjasto. Ei sisällä määrityksiä vielä. 4. Kokeellinen soijanäytteiden spektrikirjasto. Sisältää toistaiseksi vain muutaman FieldSpecFR määrityksen Lahnaslammen kaivoksen soijanäytteistä 5. Kokeellinen kallioperänäytteiden spektrikirjasto, sisältää toistaiseksi lentomittauksista poimittua AISA aineistoa ja spektrimittauksia FieldSpecFR:illä kivinäytteistä, Kumlingen-Enklingen testialueelta 6. Kokeellinen maalajinäytteiden spektrikirjasto, sisältää toistaiseksi lentomittauksista poimittua AISA aineistoa ja GER IRIS Mark IV koemonttumäärityksiä Mäntsälän- Ohkolan alueelta
7. Kasvillisuusnäytteiden spektrikirjasto, ei näytteitä spektreistä toistaiseksi 8. Maankamaran kontaminaatiota kuvaava kokeellinen spektrikirjasto, ei näytteitä toistaiseksi 7 4.4. Kivinäytteiden mikroskooppitutkimukset Kumlinge-Enklingen AISA tutkimusprofiilien kivinäytteitä on määritetty ja niiden pinnansaostumia ja muita pintapiirteitä on tutkittu. Merkittävä löytö ovat olleet orgaaniset peitteet näinkin puhtaina pidetyillä kalliopinnoilla. Kalliopintojen mineraalien rapautumista on selvitetty tässä tutkimusjaksossa optisin mikroskooppitutkimuksin. Niillä on voitu havaita rapautumispinnan värin johtuvan mineraalien sisäisistä vähittäisistä muutoksista. Kvartsia lukuun ottamatta kaikissa muissa tavanomaisimmissa kivilajeja muodostavissa mineraaleissa nämä muutokset ovat värin suhteen optisesti merkittäviä, mutta tapahtumien pohjalla olevat mineralogiset, mineraalien hilojen vähittäiset muutokset ovat suurelta osin kirjallisuudenkin perusteella heikosti tunnettuja. Muuttumisilmiöiden tutkimukseen on kokeiltu useita erilaisia näytteiden preparointimenetelmiä. Käyttökelpoiseksi on osoittautunut ns. rengaspöytäpreparointimenetelmä, jossa kalliopinnasta irroitettu mikroskooppinen kiven kappale kiinnitetään immersionesteellä peitinlasille. Nurinpäin käännetty peitinlasipreparaatti asetetaan rengaspöydälle, jossa sitä voidaan optisen mikroskoopin alla tarkastella isolla suuurennoksella. Menetelmä on ohuthieisiin verrattuna erittäin edullinen ja koska näytteen käsittelyn monet muut välivaiheet jäävät pois niin saadaan luotettavampi tulos. Näytteiden preparointia ja tutkimusta on suunniteltu ja valmisteltu myös uudella GeoSEM tyyppisellä elektronimikroskoopilla tapahtuvaa tarkastelua varten ilmeisesti jo vuoden 1999 aikana. Kumlingen-Enklingen tutkimusprofiilien kivistä tähän mennessä saadut tulokset on esitetty GTK:n arkistoraportissa: Kuosmanen and Kinnunen 1998. Alan kirjallisuuteen (mineraalien pintakemismitutkimukset) ja verkkotiedostoihin (digitaaliset spektrikirjastot) on myös perehdytty. Uusia sovelluksia on etsitty mm. jalokivitutkimuksen piiristä, jossa näytettä tuhoamattomien tutkimusmenetelmien kehittäminen on ensiarvoisen tärkeää. Spektritutkimus voisi myös mahdollistaa tutkimuksen monista sellaisista näytteistä, joista näytteenotto ei syystä tai toisesta ole mahdollista. 4.5. Näytteiden arkistointi Kaikki mitatut näytteet arkistoidaan laboratoriossa sijaitsevaan varastohyllyyn. Tunnistenumero, mineralogiset-, spektri- ja muut tiedot viedään projektitietokantaan. 5. Tutkimuskohteiden ilmakuvaukset Koska tieto hankkeen rahoituspyynnön hyväksymisestä saatiin vasta kesän 1998 jälkeen eli 1.9.1998, tutkimuskohteiden systemaattiset ilmakuvaukset ja näytteenotto tehdään kesien 1999 ja 2000 aikana ja vastaavat kustannukset siirtyvät näille kesille, ks. kenttätutkimussuunnitelma vuodelle 1999 (Kuosmanen et al. 1999)
8 6. ATK-valmiuksia lisätty Projektissa on panostettu myös ATK-laite- ja ohjelmistohankintoihin, aineistojen visualisointiin ja tietoverkon parantamiseen. GTK:een on hankittu raportointikauden aikana osaltaan tätä projektia varten neliprosessorinen Sun työasema, 250 GB levytilaa, kaksi ENVI P- lisenssiä, yksi ENVI unix-lisenssi, sekä kaksi ErMapper P-lisenssiä, sekä rakennettu 100 MB datalinja GTK:n tietoverkosta projektin laboratoriotilaan. Projektilla on myös Otaverkon käyttöoikeus. ERMapper-ohjelmistosta on järjestetty koulutustilaisuus, johon osallistui 4 projektiryhmän jäsentä. Ilmaisiin Windows- ja Javapohjaisia kuvaanalyysiohjelmia (Texasin yliopiston ImageTool ja Amerikan terveysviraston ImageJava) on myös imurointu verkosta, asennettu ja sovellettu mineralogisiin ongelmiin. Näillä ohjelmilla on analysoitu mm. Kumlinge-Enklingen kivinäytteistä digitoidut kuvat. ErMapperiin verrattuna näissä ohjelmissa on runsaasti pinta-alan ja muodon mittaukseen kehitettyjä toimintoja. 7. Kansallinen yhteistyö Tarkoituksena on, että kaivosyhtiöt valitsevat kaivoksiltaan sarjat sellaisia kivi-, kairansydän- ja soijanäytteitä, jotka antavat edustavan kuvan kaivosteknisesti tärkeistä kivilajeista ja mineraaliseurueista ja joiden avulla voidaan simuloida avolouhosten hyperspektrikuvausta. Erityistä huomiota kiinnitetään sellaisiin mahdollisiin mineraaliseurueisiin, joiden erottelu tuottaa vaikeuksia kaivostoiminnan eri vaiheissa eli louhinnassa, lastauksessa ja/tai rikastuksessa. Taulukko 1. Vastaanotetut palanäytteet Näytteen lähettäjä Näytteitä vastaanotettu 31. 5.1999 mennessä kpl Outokumpu Mining Oy 5 Oy Partek Nordkalk AB 108 Mondo minerals Oy 266 Outokumpu hrome Oy 14 Lisäksi Mondo Minerals Oy on lähettänyt myös 45 kpl malmikentän kairauksista saatuja poransoijanäytteitä. Osasta on tehty alustavia heijastusmäärityksiä FieldSpecFR:lla. Näytteiden valinnasta ja niiden tutkimisesta pidettiin erillinen kokous, jossa läsnä oli yhteistyössä mukana olevien kaivosyhtiöiden johtoryhmäjäsenet Jussi Aarnisalo, Ritva
Harinen, Erkki Kuronen ja Ossi Leinonen, ja lisäksi Timo Mäki, Kalevi Pelkonen, ja Heikki Puustjärvi Outokumpu Mining'ista sekä projektiryhmä. Kokouksessa esille tulleet asiat on dokumentoitu (Ruohomäki ja Kuosmanen 1999) Asiaan vaikuttaa myös se, mitkä spektrometrit saadaan GTK:een laboratoriokäyttöön ja milloin. Systemaattisia laboratoriomittauksia tehdään koko projektin keston ajan. Kesällä 1999 on tarkoitus tehdä kohteiden ilmakuvaukset ja aloittaa kuvaukset kuvaavalla spektrometrilla. VTT:n avaruustekniikan laboratorio on rakentanut kuvaavia spektrometreja varten siirtomekanismin valoineen ja peileineen projektin laboratorioon. METLA:n kanssa on tehty hyllynäytekuvauksen testausta AISA:lla. AISA-kuvien avulla testataan myös käyttöönotettua ATK järjestelmää. Specim Oy:n ImSpector laitteiden koekäytöstä hyperspektrikuvauksessa on neuvoteltu. Wihuri Aviation/Jet Flite Oy:n kanssa neuvotellaan mahdollisista kuvauslennoista. 9 8. Välitavoitteet ja aikataulu 1.6.1999-31.5.2000 Aiemmin esitettyyn aikatauluun on tehty ainoastaan pienehköjä tarkennuksia. Taulukko 2. Aikataulu koskien tulevia toimintoja ja välitavoitteita. Tehtävän ajankohta on osoitettu harmaalla ruudulla. Raportoinnin valmistumisten ja johtoryhmän kokousten ajankohdat on osoitettu mustalla ruudulla. Tämän raportin ajankohta on rengastettu. V 1999 V 2000 V 2001 Tehtävät kk 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 Teoreettisia tutkimuksia Laitehankintoja ja -rakennusta Hyperspektrilaboratorion rakentaminen Hypersp lab kuvaukset Kenttätutkimuksia Kokeellisen spektrikirjaston laadinta Projektitietokannan päivitys Mittausten tulkintaa Lentomittauskohteiden määritys Kohteiden ilmakuvaukset Kenttämittauksia kuvaavalla spektrometrilla Lentomittaukset kuvaavalla spektrometrilla Kenttä- ja lentomitaustent korrelointi Satellittikuvausalueiden määrittely Satelliittikuvaukset? Satelliittidatan korrelointi muuhun? Aineistojen yhteisevaluointi Kongressiesitys Raportointi Johtoryhmän kokous kk 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5
10 Tärkeimmät välitavoitteet toimintakauden 1.6. 1999-31.5.2000 ovat seuraavat: Työssä tarvitaan kannettava spektrometri ym laitteita. Nämä hankitaan. Kaikki kaivosnäytteet pyritään hankkimaan, tutkimaan ja arkistoimaan. Näytteet mitataan esimerkiksi kannettavalla spektrometrilla. Kenttätutkimuksia tehdään kenttäkauden 1999 aikana. Ks. kenttätutkimusuunnitelma vuodelle 1999 (Kuosmanen et al. 1999). Hyperspektriset ilmakuvaukset ja niiden tutkimukset mallispektrien avulla aloitetaan maaperä-, kallioperä- ja kaivosympäristötestialueilla. Teemallisia kuvia lasketaan erikoisohjelmilla: Tutkimusaiheet ovat kallioperä, maaperä, mineralogia, kaivosympäristön puusto, kasvillisuus ja kosteus. Teoreettisia tutkimuksia tehdään seuraavissa asioissa: Mineraalien kirjastospektreja ja testialueilta poimittujen näytteiden heijastusspektrejä vertaillaan keskenään. Erot absorptiopiirteissä kartoitetaan. Hyperspektrilaboratoriota täydennetään Näytehyllykkö täytetään sopivin osin kaivosnäytteillä ja kuvataan kuvaavalla spektrometrilla Saatujen hyperspektrikuvien avulla laaditaan esimerkiksi erottelufunktiot kaivoskivien erottelua varten. Näytelattiatila täytetään maaperänäytteillä ja kuvataan hyperspektrisesti. Suoritetaan maaperänäytteiden heijastusominaisuuksien vertailua maaperän muihin fysikaalis-kemiallisiin ominaisuuksiin. Hyperspektrikuvaukset avolouhoksissa aloitetaan. Kuvista lasketaan mineralogiset kuvat erikoisohjelmilla ja suoritetaan mineraloginen luokittelu silmälläpitäen tutkimusaiheita: louhinta, raakkulaimennus, lastaus, rikastus ja kairansydänten tutkimus, paljastumien kartoitus Satelliittikuvausalueet määritetään. Aineistojen yhteisanalyysillä pyritään selvittämään mahdollisuudet hyperspektristen satelliittikuvien kanavavalintaan. 9. Kansainvälinen yhteistyö Meneillään oleva projekti tulee suunnitelman mukaan liittymään laajempaan EUhankekokonaisuuteen: EuroGeoSurveys Remote Sensing Topic Network (ERSTN), johon kuuluu kahdeksan Euroopan maan, Suomen, Ranskan, Englannin, Saksan, Itävallan, Portugalin, Tanskan ja Norjan geologian kansalliset tutkimuslaitokset, suunnittelee laajahkoa EU-projektia. Sen tarkoituksena on laatia operatiivinen hyperspektrinen kaukokartoitus- ja tulkintamenetelmä Euroopan kaivosalueiden ympäristöongelmien kartoittamiseen ja ongelmien korjaamisen apuvälineeksi. Testialueiksi halutaan aluksi noin viisi kaivos- tai ympäristökohdetta Euroopan eri äärinurkista. Suomesta voidaan saada ilmeisesti yksi kohde mukaan. Alunperin työ oli tarkoitus tehdä australialaisen ARIES-satelliittiohjelman Application Development Program in osana ja osin australialaisella rahoituksella, mutta koska ARIES-
ohjelma ei ole edennyt suunnitelmien mukaan, ERSTN on valmistautunut tekemään työn ilman ARIES-boardia. NASA suunnittelee lähettävänsä HYPERION-nimisen hyperspektrisatelliitin joulukuussa 1999. Tämä avannee uusia mahdollisuuksia satelliittidatan käytölle. Euroopan geologian tutkimuslaitosten mielenkiinto kaivosympäristöjen hyperspektritutkimuksia kohtaan on erittäin suuri. Tästä johtuen laitokset ovat myös valmiita panostamaan uuteen tekniikkaan voimakkaasti ja edellytykset EU-projektin syntymiselle ovat olemassa. ERST n jäsenmaita on enemmän kuin suunniteltuja tutkimuskohteita. Kunkin maan edustaja on käynyt keskusteluja mallikohteiden valinnasta kansallisten sidosryhmiensä kanssa. Suomen osalta toistaiseksi kaikki suunnitelmassa luetellut kaivokset eli Parainen (kalkkikivi), Sipoo (kalkkikivi), Pyhäsalmi (kuparisinkkimalmi), Kemi (kromimalmi), Lahnaslampi ja Horsmanaho (talkki) ovat listassa mukana. Mikä näistä mahdollisesti valitaan EU-hankkeen kohteeksi, riippuu luonnollisesti yhtiön halukkuudesta tarjota kohdettaan mukaan, mahdollisen ympäristöongelman ja/tai mielenkiinnon laadusta ja laajuudesta, olemassa olevan geotieteellisen aineiston saatavuudesta alueella, sekä ERSTN työryhmän harkinnasta. 11 10. Raportit Arkimaa, H., Ruohomäki, T., Rainio, H. ja Laitinen, J., 1998. AISA-spektrometrin käyttö maalajityyppien kaukokartoitukseen Mäntsälän-Ohkolan alueella. TEKES-projektin Kaukokartoitetun heijastuneen valon ja infrasäteilyn geologinen tulkinta -raportti. Geologian tutkimuskeskus, T&K, RS/1998/2, 31 s., 2 liitettä. Arkimaa, H., Ruohomäki, T., Rainio, H. ja Laitinen, J., 1998. Application of AISA airborne imaging spectrometer to the discrimination of Quaternary soil types in the Mäntsälä-Ohkola area in Finland. Geological Survey of Finland, Report RS/1998/4, 30 p. Arkimaa, H., Bärs, R., Kinnunen, K.A., Kuosmanen, V., Laitinen, J., Pääsky, H., Rainio, H. and Ruohomäki, T., 1999. Geological applications of the AISA imaging spectrometer in Finland. In: Proceedings of the Fourth International Airborne Remote Sensing onference and Exhibition/ 21st anadian Symposium on Remote Sensing, Ottawa, Ontario, anada, 21-24 June 1999. Bärs, R. 1998. Aijalan/Metsämontun alueen kasvillisuustutkimus, loppuraportti. TEKESprojektin Kaukokartoitetun valon ja infrasäteilyn geologinen tulkinta -raportti. Geologian tutkimuskeskus, T&K, RS/1998/3, 3 s. Bärs, R. and Kuosmanen, V. 1998. orrelations between geochemistry of Quaternary till and reflectivity of Picea Abies fir in the wavelenght range 300-3100 nm (julkaisun käsikirjoitus). Kuosmanen, V. 1998. Kuvaavan AISA-spektrometrin geologisesta käytöstä. Avaruusuutiset no 5., julkaisija TEKES, sivut 14-16.
12 Kuosmanen, V. and Kinnunen, K. 1998. Applicability of AISA imaging spectrometer data for the study of outcropped bedrock in Kumlinge-Enklinge area, SW Finland. TEKES-projektin Kaukokartoitetun valon ja infrasäteilyn geologinen tulkinta -raportti. Geologian tutkimuskeskus, T&K, RS/1998/1, 33 s. Kuosmanen, V. 1998. EuroGeoSurveys Remote Sensing Topic Network ERSTN: Progress Report, 03.06.1998-30.11.1998, EGS report 20. Nov. 1998, 1 p. Kuosmanen, Viljo 1998. EuroGeoSurveys Remote Sensing Topic Network ERSTN: Progress Report, 01.12.1998-04.5.1999, EGS report 04 May 1999, 1 p. Kuosmanen, V. 1999. Hyperspektrinen malmi- ja teollisuusmineraaliviittein kaukotunnistus ja -kartoitus. Väliraportti johtoryhmälle ajalta 1.6.1998-12.2.1999. Projektin sisäinen raportti, GTK, Espoo, 9 s. + liite 3 s. Kuosmanen, V. Arkimaa, Kinnunen, K., H., Laitinen, J. Rainio, H. ja Ruohomäki, T. 1999. Lentokuvaus- ja kenttätutkimussuunnitelma vuodelle 1999. Hyperspektrinen malmi- ja teollisuusmineraaliviitteiden kaukotunnistus ja kartoitus. Projektin sisäinen raportti, GTK, Espoo, 10 s., 7liitettä. Ruohomäki, T. ja Kuosmanen, V. 1999. Kaivosnäytteiden valinta, arkistointi ja tutkimus hyperspektrimenetelmässä. Raportti suunnittelukokouksesta 25.3.1999, Hyperspektrinen malmi- ja teollisuusmineraaliviitteiden kaukotunnistus ja kartoitus. Projektin sisäinen raportti, GTK, Espoo, 10 s., 2 liitettä. 11. Kustannusten seuranta Taulukko 3. Projektin (GTK:n hanke no 2404003) suunnitellut ja toteutuneet kustannukset raportointikaudelta eriteltynä kustannuslajeittain. Kustannusselvitys Kausi 1.6.98-31.5.99 Kertymä Arvio Välittömät palkat mk 182 164 182 164 431 267 Henkilösivukustannukset Yleiskustannukset Henkilö- ja yleiskust. yhteismäärä (vaihtoehtoisesti) 338 825 338 825 800 431 Matkat 15 077 15 077 106 085 Aineet ja tarvikkeet 41 951 41 951 43 733 Laitteet 131 996 131 996 81 667 Ostetut palvelut 75 998 75 998 225 333 Muut kustannukset 0 0 11 484 Yhteensä mk 786 011 786 011 1 700 000 Johtoryhmän 10.10.1998 hyväksymässä kustannusarviossa menot on määritetty kalenterivuosittain. Koska TEKES:in ehtoihin kuitenkin kuuluu, että kustannusselvitys tehdään kuitenkin noin puolivälissä kalenterivuotta, on taulukon 3 arvio -sarakkeessa
13 käytetty lukua, joka on kustannuslajin kokonaiskustannuksen kolmasosa (= kokonaiskustannus/tutkimusvuosien lukumäärä). Ero suunnitellun ja toteutuneen välillä johtuu siitä, että kenttä-, spektrometri- ja lentotutkimuksia ei voitu aloittaa kesällä 1998, koska tieto tukihakemuksen hyväksymisestä tuli vasta 1.9.1998, eli kesän jälkeen. Siten nämä työt siirtyvät kesien 1999 ja 2000 aikana suoritettaviksi. Johtoryhmä on kokouksessaan 12.2.1999 hyväksynyt tämän eron. Taulukko 4. Rahoitussuunnitelman toteutuminen eriteltynä rahoittajien mukaan. Rahoitussuunnitelman toteutuminen Kausi 1.6.98-31.5.99 Kertymä Suunnitelma TEKES:in rahoitus, haettu osuus 377 285 377 285 816 000 Tutkimuksen suorittajan rahoitus, toteutunut osuus 330 126 330 126 714 000 Muu julkinen rahoitus, toteutunut osuus 0 0 0 Yritysrahoitus, toteutunut osuus 78 600 78 600 170 000 Rahoitus yhteensä mk 786 011 786 011 1 700 000 TEKES:ista on aiemmin laskutettu 250 000 mk, joka ei kata TEKES:in osalle syntynyttä kertymää, joka on 377 285 mk (taulukko 4), vaan raportointikaudelta jää myöhemmin katettavaksi erotus 127 285 mk. Tämän raportoinnin yhteydessä TEKES:ista laskutetaan 500 000 mk. Kaivosfirmojen maksama rahoitusosuus kattaa kertyneen osan. Taulukko 5. Rahoittajien panostus prosentteina. Rahoitusosuudet prosentteina Kausi 1.6.98-31.5.99 Kertymä Suunnitelma TEKES:in rahoitus, kertynyt osuus, % 48 48 48 Yritysrahoitus, % 10 10 10 GTK:n rahoitus, % 42 42 42 Suhdeluku: Yritykset / (Tekes+Yritykset), % 17 17 17 Kuten taulukko 5 osoittaa kustannukset on kohdennettu eri rahoittajille suunnitellussa suhteessa.