AALTO-YLIOPISTO TEKNILLINEN KORKEAKOULU Informaatio- ja luonnontieteiden tiedekunta Tietotekniikan tutkinto-ohjelma Mobiilit paikannus- ja karttapalvelut luontomatkailussa Kandidaatintyö Olli Rinne Tietotekniikan laitos Espoo 2010
AALTO-YLIOPISTO TEKNILLINEN KORKEAKOULU Informaatio- ja luonnontieteiden tiedekunta Tietotekniikan tutkinto-ohjelma Tekijä: Työn nimi: KANDIDAATINTYÖN TIIVISTELMÄ Olli Rinne Mobiilit paikannus- ja karttapalvelut luontomatkailussa Päiväys: 2. joulukuuta 2010 Sivumäärä: 12 + 28 Pääaine: Ohjelmistotuotanto ja -liiketoiminta Vastuuopettaja: prof. Ilkka Niemelä Työn ohjaaja: TkL Sirpa Riihiaho Tämän kandidaatintyön tavoitteena on tutkia luontomatkailussa hyödynnettäviä mobiililaitteilla käytettäviä paikannus- ja karttapalveluita ja etsiä mahdollisia uusia luontomatkailua tukevia mobiilipalveluita tai -sovelluksia. Työ perustuu pääosin kirjallisuustutkimukseen, jota on täydennetty kahdella haastattelulla. Tässä tutkimuksessa tarkastellaan matkapuhelimien paikannusominaisuuksia ja sitä miten sijaintitietoa voidaan hyödyntää mobiilisovelluksissa. Luonnossaliikkujan mobiilipalveluiden kehittäminen edellyttää, että käytettävissä on kohtuullisin kustannuksin riittävän laadukasta karttaaineistoa. Tässä työssä tarkastellaan karttojen tuottamista yhteisöllisesti ja näin syntyneiden karttojen mahdollista hyödyntämistä luontomatkailua tukevien sovellusten osana. Työssä tarkastellaan sovelluksiin liittyviä käyttäjätarpeita ja todetaan, että vaikka mobiilikarttoihin liittyvää tutkimus- ja kehitystyötä on tehty runsaasti, ei luonnossaliikkujan mobiilisovellusten käyttäjätarpeita ole tutkittu kovinkaan laajalti. Tutkimuksessa todetaan, että luontomatkailua tukevaa sähköistä paikkatietoaineistoa, kuten reittien ja taukopaikkojen sijaintitietoa, on olemassa useissa paikoissa. Vaikka matkapuhelimilla toimivia karttasovelluksia on jo saatavilla ja niiden kehitystyö on voimakasta, ei edellä mainittua aineistoa ole kuitenkaan helposti saatavissa näihin mobiilisovelluksiin. Työssä ehdotetaan jatkotutkimuksen tekemistä siitä, miten olemassa olevaa paikkatietoaineistoa voitaisiin hyödyntää luontomatkailua ja yleensä luonnossa liikkumista tukevissa verkko- ja mobiilipalveluissa. Avainsanat: luontomatkailu, mobiiliteknologia, mobiilikartta, paikannus, yhteisöllinen kartoitus Kieli: Suomi
Käytetyt lyhenteet 2D-viivakoodi kaksiulotteinen viivakoodi A-GPS Assisted GPS; avustettu GPS-paikannus DGPS Differential Global Positioning System; differentiaalinen GPS DMO Destination Marketing Organisation; aluemarkkinointiorganisaatio GIS Geographic Information System; paikkatietojärjestelmä GNSS Global Navigation Satellite Systems; koko maailman kattava satelliittipaikannusjärjestelmä GPS Global Positioning System; Yhdysvaltain puolustusministeriön kehittämä ja rahoittama satelliittipaikannusjärjestelmä GPX GPS exchange Format; reittipisteiden tallennusmuoto INS Inertial Navigation System; inertiasuunnistus LBS Location Based Service; sijaintiin perustuva palvelu LSN Location-based Social Network; paikkatietoa hyödyntävä yhteisöpalvelu NFC Near Field Communication; radiotaajuinen etätunnistetekniikka OSM OpenStreetMap; yhteisöllinen kartoitushanke SDK Software Development Kit; ohjelmistokehitysympäristö VGI Volunteered Geographic Information; yhteisöllinen kartoitus
Sisältö 1 Johdanto 1 2 Paikannuksen ja paikkatiedon teknologia 3 2.1 Paikannusteknologia......................... 3 2.1.1 Matkapuhelinverkkoon perustuva paikannus........ 3 2.1.2 Satelliittipaikannus...................... 4 2.1.3 Muita paikannusteknologioita................ 4 2.2 Koneluettavat tunnisteet....................... 5 2.3 Teknisiä ja taloudellisia edellytyksiä................. 5 3 Paikkatiedon tuottaminen 7 3.1 Kartoitusorganisaatiot........................ 7 3.2 OpenStreetMap-kartoitusyhteisö................... 8 4 Palveluiden käyttäjätarpeet 10 4.1 Retken suunnittelu ja kohteen löytäminen............. 11 4.2 Sijaintitieto ja turvallisuus...................... 11 4.3 Olosuhteiden seuraaminen...................... 12 4.4 Kokemusten tallentaminen ja jakaminen.............. 12 5 Luontomatkailussa hyödynnettäviä sovelluksia 14 5.1 Mobiilikarttasovellukset....................... 14 5.1.1 MenoMaps........................... 14 5.1.2 OsmAnd avoimen lähdekoodin navigointisovellus.... 15 3
5.1.3 Karttaselain-mobiilikartta.................. 16 5.2 Hätälähettimet............................ 16 5.3 Paikkatiedon yhteisöllinen jakaminen................ 17 5.3.1 Urheilusuorituksen seuranta ja jakaminen.......... 17 5.3.2 Paikkatietoa hyödyntävät yhteisöpalvelut.......... 17 6 Pohdinta ja johtopäätökset 19 6.1 Käyttäjään liittyviä haasteita.................... 19 6.2 Teknologiaan ja aineistoon liittyviä haasteita............ 20 6.3 Kaupallistaminen ja yhteistyökumppanit.............. 22 6.4 Toimenpide-ehdotuksia........................ 23 Lähteet 25
1 Johdanto Luontomatkailu on matkailua, jonka vetovoimaisuus perustuu oleellisesti luonnonympäristöön, esimerkiksi maisemaan, ja siellä toteutettavaan toimintaan (Koivula, 2010). Tässä työssä luontomatkailulla tarkoitetaan sekä opastettua että omatoimista retkeilyä, luontoliikuntaa ja luonnossa tapahtuvia aktiviteettejä. Luonto poikkeaa matkailuympäristönä rakennetusta kulttuuriympäristöstä, mikä osaltaan rajoittaa teknologiaan perustuvien sovellusten käyttökelpoisuutta luonnonympäristössä. Toisaalta uusiin teknologisiin ratkaisuihin perustuvat sovellukset voivat luoda uusia tapoja liikkua luonnossa sekä syventää luonnossakävijän kokemusta. Esimerkkinä uusista tavoista harrastaa luonnonympäristössä on geokätköily (engl. geocaching), joka perustuu suurelta osalta satelliittipaikannuslaitteiden käyttöön. Mobiilisovellus voi myös syventää luontokokemusta tarjoamalla luontoretken aikana alueen luontoon ja ympäristöön liittyvää tietoa ja tarinoita. Mobiiliteknologia voi myös osaltaan lisätä luonnossa liikkumisen turvallisuutta ennaltaehkäisemällä poikkeustilanteita, kuten eksymistä, ja toisaalta toimia apuvälineenä luonnossakulkijan hätä- tai ongelmatilanteissa. Lisääntynyt turvallisuus ja kävijän kokema subjektiivinen turvallisuudentunne voivat osaltaan laskea kynnystä lähteä luontoon. Voimakas tukeutuminen teknologisiin ratkaisuihin luonnossa liikuttaessa voi kuitenkin myös aiheuttaa uusia riskitilanteita, mikäli käyttäjä luottaa retkellään liikaa haavoittuvaan teknologiseen ratkaisuun. Toisaalta teknisesti toimivastakaan sovelluksesta ei ole hyötyä, mikäli käyttäjä ei osaa sitä käyttää joko sovelluksen huonon suunnittelun tai vajavaisen perehtymisensä takia. Suomessa merkittävä osa luontomatkailusta tapahtuu kansallispuistoissa tai niiden välittömässä läheisyydessä. Osoituksena lisääntyvästä kiinnostuksesta luontomatkailuun ja luonnossa liikkumiseen yleensä on Suomen kansallispuistojen kävijämäärien kasvu viime vuosikymmeneltä lähtien. Luonnossa tapahtuvien vapaa-ajan toimintojen uskotaan kasvavan edelleen myös 1
LUKU 1. JOHDANTO 2 tulevaisuudessa. Korkeat kävijämäärät perustuvat runsaaseen palvelutarjontaan niin kansallispuistojen sisällä kuin ympäröivillä alueillakin. (Puhakka, 2007) Uudet internet- ja mobiiliteknologiaan perustuvat sovellukset ja palvelut voivat olla oleellinen osa luontomatkailua tukevaa ja edistävää tarjontaa. Työssä painotutaan luontomatkailussa hyödynnettävissä oleviin paikannukseen ja paikkatietoihin liittyviin mobiililaitteilla käytettäviin sovelluksiin, kuten mobiilikarttoihin, sekä paikkatiedon tuottamiseen yhteisöllisin menetelmin. Nämä aihealueet on valittu, koska ensinnäkin paikannusominaisuuksilla varustetut matkapuhelimet ovat yleistymässä voimakkaasti, mikä kasvattaa samalla paikkaan perustuvien palveluiden (engl. Location Based Services, LBS) käyttäjäpotentiaalia. Yhteisöllisessä kartoituksessa (engl. Volunteered Geographic Information, VGI) käyttäjät tuottavat korvauksetta jaettavaa karttojen pohjana olevaa paikkatietoa vapaaehtoistyönä (Goodchild, 2007). Yhteisöllinen kartoitus ja siihen liittyvät avoimeen lähdekoodiin perustuvat tietojärjestelmät mahdollistavat vapaan paikkatietoaineiston tuottamisen uusien mobiilipalveluiden tueksi. Työn tavoitteena on löytää teknisiä malleja ja sovelluksia, joita voidaan käyttää tukemaan yksittäisen matkailijan luontoretkeä tai osana laajempaa luontomatkailupalvelua. Tässä työssä ei tutkita mobiililaitteilla käytettäviä opassovelluksia, joiden avulla syvennetään kävijän kokemusta antamalla hänelle tietoa tai kertomalla tarinoita esimerkiksi kohdealueen historiasta ja luonnosta. Tämän työn näkökulmasta edellä mainitut sovellukset ovat paikkasidonnaisen luontomatkailusovelluksen lisäpalveluita, joista on saatavissa runsaasti tutkimustuloksia viimeisen kymmenen vuoden ajalta. Hahmontunnistukseen perustuvat eläin-, kasvi- tai sienilajien tunnistussovellukset voivat tunnistusmenetelmien kehittyessä olla myös osana luonnossakulkijan mobiilipalvelua, mutta tällä hetkellä ne eivät ole riittävän kehittyneitä liitettäväksi osaksi käytännön mobiilisovelluksia. Myöskään geokätköilyyn liittyvät sovellukset eivät kuulu tämän tutkimuksen piiriin. Toisessa luvussa käsitellään mobiiliteknologiaa, joka mahdollistaa tutkimuskohteena olevien sovellusten ja palveluiden kehittämisen. Seuraavassa luvussa tutustutaan sovellusten vaatiman paikkatiedon tuottamiseen ja siihen käytettävään ohjelmistoarkkitehtuuriin. Neljännessä luvussa käydään läpi sovelluksien perustana olevia käyttäjätarpeita. Viidennessä luvussa tarkastellaan sovelluksia joita käytetään luontomatkailussa tai joiden ominaisuuksia voitaisiin hyödyntää uusissa luontomatkailua tukevissa sovelluksissa. Viimeisessä luvussa arvioidaan tutkimuksen havaintoja, tarkastellaan luontomatkailua tukevien sovellusten tarvetta ja haasteita sekä pohditaan mahdollisen jatkotutkimuksen suuntaamista.
2 Paikannuksen ja paikkatiedon teknologia Tässä luvussa käsitellään mobiililaitteissa, erityisesti matkapuhelimissa, olevia teknisiä ominaisuuksia, jotka mahdollistavat käyttäjälähtöisten sovellusten kehittämisen erityisesti luontomatkailijan tarpeisiin. Tällaisia ominaisuuksia ovat erityisesti paikannukseen, koneluettaviin tunnisteisiin ja mobiliilaitteiden käyttöliittymään liittyvät teknologiset ratkaisut. 2.1 Paikannusteknologia Mobiililaitteen käyttäjä voi paikallistaa itsensä ulkotiloissa suhteellisen tarkasti satelliitteihin perustuvan paikannuksen avulla. Matkapuhelinverkon tukiasemiin perustuva paikannus täydennettynä alueen muista radioverkoista saatavalla paikannustiedolla mahdollistaa paikannuksen etenkin tiheämmin asutuilla alueilla. 2.1.1 Matkapuhelinverkkoon perustuva paikannus Matkapuhelinverkon operaattori voi paikantaa matkapuhelimen sen yhteyksistä matkapuhelinverkon tukiasemiin. Puhelimen summittainen sijainti saadaan selvittämällä, mihin tukiasemaan puhelin on sillä hetkellä yhteydessä. Jos puhelimesta on samanaikainen radioyhteys useisiin tukiasemiin, voidaan sijaintitiedon saamiseksi laskea mobiililaitteen etäisyys kantavuusalueella oleviin tukiasemiin. Kaupunkialueilla tukiasemaperusteisessa paikannuksessa voidaan päästä noin 50 metrin tarkkuuteen. Harvaanasutuilla alueilla, joissa verkon tukiasematiheys on pienempi, paikannuksen epätarkkuus voi olla useita kilometrejä. Tukiasemapaikannuksen etuna on se, että se ei vaadi matkapuhelimelta mitään erityisominaisuuksia, vaan sama paikannustarkkuus on saavutettavissa kaikilla matkapuhelimilla. (Kaasinen, 2003) 3
LUKU 2. PAIKANNUKSEN JA PAIKKATIEDON TEKNOLOGIA 4 2.1.2 Satelliittipaikannus Tunnetuin ja ainoa maailmanlaajuisesti kattava satelliittipaikannusjärjestelmä (engl. Global Navigation Satellite System, GNSS) on Yhdysvaltain kehittämä ja ylläpitämä GPS-järjestelmä (engl. Global Navigation System), joka otettiin operatiiviseen käyttöön vuonna 1995. Muita GNSS-hankkeita ovat venäläinen GLONASS sekä eurooppalainen GALILEO, joista GLONASS:in kattavuus on GPS-järjestelmää rajoitetumpi ja GALILEO on vasta käyttöönottovaiheessa. (Cojocaru et al., 2009) GPS-järjestelmä perustuu 24:ään maata kiertävään radiosignaalia lähettävään satelliittiin, joista vähintään viiteen on suora yhteys avoimelta paikalta mistä tahansa kohtaa maapalloa. Laskeakseen sijaintitiedon paikannuslaitteen pitää pystyä vastaanottamaan signaalia vähintään neljästä satelliitista. Pelkästään radiosignaalin kulkunopeuksiin perustuvassa paikannuksessa on useita virhelähteitä ja sen tarkkuus vaihtelee 20 100 m välillä. Paikannuksen tarkkuutta ja luotettavuutta voidaan kuitenkin parantaa useilla menetelmillä. Differentiaalinen GPS (engl. Differential Global Positioning System, DGPS) on menetelmä, jossa etenkin ilmakehän ominaisuuksien paikallisista vaihteluista aiheutunutta virhettä voidaan vähentää alueellisilta tukiasemilta saatavilla korjaustiedoilla (Bajaj et al., 2002). Avustetussa GPS-paikannuksessa (engl. Assisted GPS, A-GPS) parannetaan paikannuksen tarkkuutta ja nopeutta yhdistämällä satelliittiperustainen paikannustieto yleensä matkapuhelinverkosta saatavaan sijainti- ja korjausdataan (Bajaj et al., 2002). Matkapuhelimen kiihtyvyysantureiden ja kompassin antaman liike- ja suuntatiedon perusteella (engl. Inertial Navigation System, INS) voidaan laskea sijainnin muutos, vaikka yhteys satelliitteihin olisi hetkellisesti menetettykin rakennusten tai kasvillisuuden aiheuttaman katveen takia (Gao ja Lachapelle, 2007). 2.1.3 Muita paikannusteknologioita Asutuilla alueilla paikannustarkkuutta voidaan parantaa hyödyntämällä tietoa mobiililaitteen kantavuusalueella olevista langattomista lähiverkoista ja Bluetooth-laitteista (LaMarca et al., 2005). Luonnossa liikuttaessa näitä lyhyen kantaman radioverkkoja on kuitenkin harvoin riittävän lähellä, joten näiden merkitys paikannuksessa on tämän työn aihealueella marginaalinen.
LUKU 2. PAIKANNUKSEN JA PAIKKATIEDON TEKNOLOGIA 5 2.2 Koneluettavat tunnisteet Matkailija voi hakea tiettyyn kohteeseen liittyvää tietoa hakemalla tietoa maastoon sijoitettujen tunnisteiden avulla. Tunnisteiden itsessään sisältämä tietomäärä on hyvin pieni, mutta niiden avulla haettavalla tiedolla voidaan laajentaa esimerkiksi maastossa olevien opasteiden sisältöä. Matkapuhelimella luettu tunniste voi sisältää esimerkiksi internetosoitteen, josta käyttäjä saa lisätietoa kohteesta. Geodeettisen laitoksen johtamassa MenoMaps-projektissa on tutkittu kaksiulotteisten viivakoodien (2D-viivakoodi) käyttöä. 2D-viivakoodi oli osana maastossa olevaa kohde-esitettä ja viivakoodin lukemassa käyttäjä sai näkyviinsä alueen säätiedotuksen. (Sarjakoski et al., 2010) 2D-viivakoodin tulkinta perustuu optiseen hahmontunnistukseen, jossa puhelimen kameralla kuvattu viivakoodielementti muunnetaan sähköiseksi merkkisarjaksi. Radiotaajuisessa etätunnistetekniikassa (engl. Near Field Communication, NFC) käyttäjän pitää viedä lukijalaite, yleensä matkapuhelin, hyvin lähelle tunniste-elementtiä (engl. tag). Matkapuhelimelta 2D-viivakoodin lukeminen edellyttää lukijaohjelman lisäksi kameraa, joka on ainakin Suomessa useimmissa käytössä olevissa puhelimissa (Riikonen, 2010). NFC-tunnisteen käyttö sen sijaan vaatii puhelimelta erillistä laitetukea, joka on toistaiseksi vain harvassa puhelinmallissa. Mobiilimaksuissa käytettävän NFC-ominaisuuden uskotaan tulevan laajemmin tuetuksi vuonna 2011 julkaistavissa uusissa matkapuhelinmalleissa. (Clark, S., 2010). 2.3 Teknisiä ja taloudellisia edellytyksiä GPS-paikannusominaisuus on yleistynyt Suomessa myydyissä matkapuhelimissa vuodesta 2007 alkaen. Vaikka yhä suurempi osa myydyistä puhelimista kykenee satelliittiperustaiseen paikannuksen, oli näiden laitteiden osuus kaikista käytössä olevista puhelimista vuonna 2009 vain vähän yli 10 prosenttia. (Riikonen, 2010) Viime vuosina kosketusnäytöt ovat yleistyneet matkapuhelimien käyttöliittymäteknologiana. Ne sopivat hyvin sovelluksiin karttatietoa näyttäviin mobiilisovelluksiin. Useimmat sovelluksen toiminnot voidaan käynnistää suoraan näyttöä koskettamalla, joten erillisiä laitteiston näppäimiä ei tarvita, vaan laitteen koosta suurin osa voidaan varata näytölle. Toiseksi kosketusnäytöt sopivat hyvin suorien komentojen antamiseen, joten varsinaista näyttötilaa ei tarvitse varata näytöllä oleviin valikoihin tai komentonappeihin. Näin koko näytön tila voidaan varata karttatiedon näyttämiseen. (Vaittinen et al., 2008) Käytettäessä mobiililaitteen sovelluksia sähkönkulutus on suurempi kuin
LUKU 2. PAIKANNUKSEN JA PAIKKATIEDON TEKNOLOGIA 6 puhelimen ollessa valmiustilassa. Sovellusten aktivoimat toiminnot, kuten tiedonsiirto, GPS-paikannus, näytön ja äänen käyttö sekä laitteessa tapahtuvan laskennan vaatima prosessoriteho voivat käyttää nopeasti akussa olevan varauksen loppuun. Tämän takia tyypillinen matkapuhelin ei ilman päivittäistä akun uudelleenlatausta lisävirtalähteistä sovellu esimerkiksi monipäiväisen vaelluksen jatkuvakäyttöiseksi navigointityökaluksi. Myös ympäristön lämpötila vaikuttaa akun kykyyn antaa virtaa mobiililaitteelle. Etenkin kylmissä talviolosuhteissa käyttöaika voi olla huomattavasti lyhyempi kuin kesällä. Kaikkia kuluttajakäyttöön tarkoitettuja matkapuhelimia ei ole suunniteltu kestämään ulkoaktiviteetteihin liittyviä olosuhteita. Esimerkiksi Nokian antamissa laitteiden takuuehdoissa valmistajan antama takuu purkautuu mikäli "Tuote on altistunut kosteudelle tai äärimmäisille lämpötila- tai ympäristöolosuhteille tai näiden nopeille muutoksille..."(nokia Oyj, 2010).
3 Paikkatiedon tuottaminen Useat eri organisaatiot tuottavat karttojen pohjana olevaa paikkatietoaineistoa. Perinteisesti alueelliset ja kansalliset kartoituksesta vastaavat viranomaiset ovat tuottaneet paikkatietoaineistoa vastuualueeltaan. OpenStreetMap on vapaaehtoistyöhön perustuva kartoitushanke, jonka tavoitteena on tarjota koko maailman kattavaa kartta-aineistoa. Paikkatietojärjestelmän (engl. Geographic Information System, GIS) tietokannassa todellisten kohteiden (engl. object) kuvauksessa käytetään tietomallia, joka sisältää identiteetin, geometrian, ominaisuudet ja suhteet muihin kohteisiin. Paikkatiedon geometrian kuvaamiseen on erotettavissa kaksi erilaista tietorakennetta: vektori- ja rasterimuoto. Vektorimuodossa kohteet kuvataan pisteiden, viivojen ja alueiden avulla. Ominaisuustieto kuvataan usein erillisessä tietokannassa tai tiedostossa, jolloin ominaisuustieto ja sijaintitieto linkitetään yhteisten tunnusten avulla toisiinsa. Rasterimuotoisessa kuvauksessa alue kuvataan matriisin avulla, jolloin ominaisuustiedot talletetaan matriisiin.(tokola, 2002) Johtuen kartoitustyön ja karttadatan tiedonjaon kustannuksista kartta-aineistojen tuottaminen on tähän saakka ollut miltei yksinomaan julkisten maanmittausviranomaisten ja kaupallisten yritysten vastuulla. GPS-paikannukseen käytettyjen laitteiden hintojen voimakas lasku sekä käytettävyyden paraneminen ovat yhdessä internetin osallistuvien "web 2.0"palveluiden kehittymisen kanssa mahdollistaneet myös yhteisöllisten kartoituspalveluiden kehittymisen. (Amelunxen, 2010) 3.1 Kartoitusorganisaatiot Maanmittauslaitoksella on laaja paikkatietoaineisto Suomen maa- ja sisävesialueista. Laitoksen aineiston kopiointi omaan käyttöön on tällä hetkellä luvanvaraista ja viranomaiskäyttöä lukuun ottamatta maksullista. Maanmittauslaitos ylläpitää yksityiskäyttäjille tarkoitettua Kansalaisen 7
LUKU 3. PAIKKATIEDON TUOTTAMINEN 8 karttapaikka -internetpalvelua, jonka käyttö on ilmaista (Maanmittauslaitos, 2010a). Esimerkiksi polkujen osalta Maanmittauslaitoksen aineisto ei kuitenkaan ole suoraan soveltuvaa maastonavigointiin, koska kaikkia polkuja ei ole kuvattu vektorimuotoisessa paikkatietoaineistossa maastonavigoinnin tarpeita vastaavalla tavalla (Sarjakoski et al., 2010). Metsähallituksella on paikkatietorekisterissään muun muassa kansallispuistojen ja muiden suojelualueiden rajoihin ja palvelurakenteeseen, kuten merkittyihin reitteihin ja taukopaikkoihin liittyvät tiedot. Nämä tiedot julkaistaan Metsähallituksen vuonna 2007 avaamassa käyttäjille ilmaisessa Retkikartta.fi-verkkopalvelussa, jonka pohjakarttana käytetään Maanmittauslaitoksen maastokartta-aineistoa. Retkikartta.fi-palvelussa ei ole mobiililaitteille optimoitua käyttöliittymää. (Mikkola, 2010) Valtion ympäristöhallinto on koonnut ympäristön tilaan ja sen käyttöön liittyviä paikkatietoaineistoja Oiva-verkkopalveluun. Palveluun on siirretty tietoa eri viranomaisten, kuten kaupunkien ja kuntien sekä Metsähallituksen järjestelmistä. Siinä on muun muassa valtion luonnonsuojelualueet, kuten kansallispuistot, sekä muita virkistysalueita, ulkoilureittejä ja virkistyspalveluita. (Valtion ympäristöhallinto, 2010) Maailmanlaajuisesti kartta-aineistoa tuottavat yritykset, kuten TeleATLAS ja NavTEQ, koostavat esimerkiksi navigointisovelluksiin ja internetkarttoihin käytettävät aineistonsa useista eri lähteistä. 3.2 OpenStreetMap-kartoitusyhteisö OpenStreetMap on tällä hetkellä todennäköisesti merkittävin yhteisöllinen kartoitushanke. Steve Coatin Isossa-Britanniassa vuonna 2004 alulle paneman projektin tavoitteena on tarjota ilmaiseksi digitaalista paikkatietoa kaikkialta maailmasta. OSM-hankkeen ympärille on perustettu monia sen paikkatietoaineistoa hyödyntäviä palveluita, kuten OpenRouteServicereitityspalvelu ja kartta-aineiston laaduntarkkailuun kehitetty OpenStreetBugs-palvelu. (Heipke, 2010) Kirjoitushetkellä, marraskuussa 2010, projektilla oli n. 310 000 rekisteröitynyttä kartoittajaa, joista noin 10 % arvioidaan tekevän päivityksiä kuukausittain. (OpenStreetMap-yhteisö, 2010). Tällä hetkellä suomalainen OSM-aineisto perustuu valtaosin käyttäjien maastosta keräämään aineistoon sekä vapaasti käytettävään tai hankkeelle lahjoitettuun karkearesoluutioiseen satelliitti- tai ilmakuvamateriaaliin. Koska pohja-aineisto ei ole tasoltaan yhtä korkealaatuista kuin julkisilla tai kaupallisilla kartoittajilla on käytettävissään, on kattavan kartta-aineiston
LUKU 3. PAIKKATIEDON TUOTTAMINEN 9 tuottaminen hidasta. Alueilla, kuten Lahden kaupungissa, joista yhteisö on saanut käyttöönsä laadukasta ilmakuvamateriaalia kartoitustyö sen sijaan on edennyt nopeasti. (OpenStreetMap-yhteisö, 2010) Tehokkaimmillaan OpenStreetMap-yhteisö pystyy tuottamaan vektorisoitua paikkatietoaineistoa kaukokartoituskuvista hyvinkin nopeasti. Tammikuussa 2010 tapahtuneen Haitin maanjäristyksen jälkeen yhteisö käynnisti kartoitushankkeen, jolla tuotettiin järistyksen jälkeen otetuista satelliittikuvista kartta-aineistoa avustustyön tueksi. Pääkaupungin Port-au-Princen yksityiskohtainen kartta, joka kattoi muun muassa alueen sillat, toimivan infrastruktuurin ja vaurioituneet rakennukset, saatiin valmiiksi muutamassa päivässä. (Heipke, 2010) OpenStreetMap-projektin tuottaman paikkatiedon laatua on selvitetty useissa tutkimuksissa etenkin Isossa-Britanniassa. Palveluun tallennetun tiedon kattavuus on parantunut huomattavasti viime vuosina, mutta siinä on merkittäviä alueellisia eroja. Tiheästi asutuilla alueilla kartoituksen tarkkuus on suurempi kuin maaseudulla. Myös alueella asuvan väestön varakkuuden on todettu korreloivan alueen kartoitustarkkuuteen positiivisesti. (Heipke, 2010)
4 Palveluiden käyttäjätarpeet Tässä luvussa käsitellään niitä tarpeita ja toiveita, joita käyttäjät asettavat mobiililaitteilla toimiville karttasovelluksille. Suurin osa esitetyistä tutkimustuloksista on saatu selvittämällä suomalaisten retkeilijöiden mobiilisovelluksen ominaisuuksiin liittyviä toiveita. Nuuksion kansallispuiston kävijätutkimuksessa kysyttiin puistossakävijöiden kiinnostusta eräitä mahdollisia mobiilipalveluita kohtaan. Yli puolet kävijöistä ilmaisi kiinnostuksensa matkapuhelimessa toimivaa mobiilikarttaa kohtaan. Tämä ylitti selkeästi muut kyselyssä esitetyt mobiilipalveluvaihtoehdot, joiden kiinnostavuus oli enimmillään 20 prosenttia. (Markkila, 2010) Vaittinen et al. (2008) nimeävät käyttäjien kannalta tärkeimmäksi mobiilikarttasovelluksen ominaisuudeksi oman sijainnin näyttämisen. Muita aktiivisten retkeilijöiden tärkeiksi katsomia ominaisuuksia olivat kuljetun reitin tallentaminen, oman reitin suunnittelu sekä mielenkiintoisten pisteiden lisääminen karttaan. Kartan käyttöön tottuneet aktiiviretkeilijät toivoivat myös mahdollisuutta muokata mobiilikartan näkymää valitsemalla karttatasoja (engl. layer) tilanteen ja oman mielenkiintonsa mukaan. Mobiililaitteilla toimivien karttasovellusten käyttäjät kokivat tärkeänä, että sovellus on mukautettu käyttötilanteeseen. Ainakaan tutkimushetkellä ei tämänkaltaista älykkyyttä Nivalan tutkimissa sovelluksissa ollut. (Nivala, 2007) Nivala et al. Nivala et al. (2009) erittelevät käyttäjätarpeet yhdeksään osittain päällekkäiseen luokkaan: retken suunnittelu lisätiedot alueesta olen täällä -palvelut toisten retkeilijöiden sijainti muuttuvat olosuhteet 10
LUKU 4. PALVELUIDEN KÄYTTÄJÄTARPEET 11 hätätilanteet kokemusten tallentaminen kokemusten jakaminen integroidut ja mukautuvat palvelut. Näistä tämän tutkimuksen kannalta tärkeimpiä ovat retkeilijän omaan ja muiden sijaintiin liittyvät käyttäjätarpeet sekä retkikohteen löytäminen. Myös ennen retkeä tapahtuva reitin suunnittelu sekä retkireitin jakaminen muille retkeilijöille ovat tämän työn kannalta merkittäviä tarpeita. 4.1 Retken suunnittelu ja kohteen löytäminen Retkeä suunnitellessa kerätään tietoa useista eri lähteistä, kuten kirjoista, kartoista, lehdistä ja internetsivuilta. Joillekin retkeilijöille toisten alueella liikkuneiden retkeilijöiden aikaisemmat kokemukset ovat tärkeitä retkikohdetta ja reittiä suunnitellessa. Ulkoilualueen säätila ja sen retkeilyajalle kohdistuva sääennuste ovat myös osa suunnittelussa käytettyä tietoa. Päästäkseen maastoretken varsinaiseen aloituspaikkaan kävijät tarvitsevat tietoa julkisten kulkuneuvojen reiteistä ja aikatauluista. Yksityisautoilla kulkevat kaipaavat toisaalta tietoa ajoreiteistä, pysäköintipaikoista sekä etenkin talviaikaan teiden senhetkisestä kunnosta. Pidemmillä retkillä, joissa maastoonlähtöpaikka on eri kuin paluupaikka, tarvitaan usein tietoa myös paikallisista taksi- tai autonsiirtopalveluista. Itse maastossa tapahtuvan retken suunnittelun avuksi tutkimukseen osallistuneet toivoivat palvelua, joka voisi automaattisesti ehdottaa käyttäjän toiveiden perusteella valittua retkeilyreittiä. Reittien kulkukelpoisuudesta ja sopivuudesta erityisryhmille, esimerkiksi vammaisille tai lastenvaunujen kanssa kulkeville perheille, toivottiin tietoa jo retken suunnitteluvaiheessa. (Nivala et al., 2009) 4.2 Sijaintitieto ja turvallisuus Retkeilijän oman sijainnin tunnistaminen ja maastossa suunnistamisen tukeminen on ilmeisimpiä paikannuksen käyttötarpeita. Joissakin tapauksissa retkeilijät toivoivat saavansa tietoa myös muiden samalla alueella olevien kulkijoiden sijainnista. Enimmäkseen tätä tietoa haluttiin, jotta voitaisiin välttää ruuhkaisiksi koettuja tilanteita mökeillä, reiteillä ja pysäköintialueilla.
LUKU 4. PALVELUIDEN KÄYTTÄJÄTARPEET 12 Toisaalta hätätilanteessa muiden retkeilijöiden sijainnin tunteminen ja mahdollisuus heiltä saatavaan apuun koettiin merkittäväksi turvallisuutta lisääväksi tekijäksi. Suuressa retkeilijäryhmässä liikuttaessa mahdollisuus paikantaa muiden, mahdollisesti pienempiin ryhmiin jakautuneiden, retkeilijöiden sijainti voisi helpottaa osaltaan ryhmän sisäistä koordinointia. (Nivala et al., 2009) Tieto siitä, että poikkeustilanteessa paikannustieto voidaan välittää pelastusviranomaisille luo käyttäjille tärkeää turvallisuuden tunnetta. Kävijätutkimuksessa ehdotettiin myös matkapuhelimessa toimivaan sovellukseen yksinkertaista hälytysnappia, jonka avulla voitaisiin tehdä hälytys ja välittää senhetkinen sijaintitieto suoraan hätäkeskukseen. Lievempien ongelmatilanteiden varalta retkeilijät kokivat tärkeänä mahdollisuuden saada helposti luettavat reittiohjeet, joiden avulla he pääsisivät yksinkertaisimmin ja nopeimmin maastosta pois. (Nivala et al., 2009) 4.3 Olosuhteiden seuraaminen Ulkoisten, lähinnä säätilaan liittyvien, olosuhteiden muutosten ennakointi on tärkeä osa retken suunnittelua ja sen kuluessa tapahtuvaa toiminnan arviointia. Myös alueen lumitilanteesta talviretkellä, auringon nousu- ja laskuajoista sekä mahdollisuuksista nähdä revontulia toivottiin tietoa retken kuluessa. (Nivala et al., 2009) Vaittisen suomalaisille retkeilijöille tekemässä käyttäjätutkimuksessa säätietojen merkitys nähtiin vähäisenä (Vaittinen et al., 2008). Ehkä maantieteellisistä olosuhteista johtuen sveitsiläisen kansallispuiston kävijät näkivät säätietojen ja muun turvallisuuteen liittyvän tiedotuksen kaikkein tärkeimpänä retkeilysovelluksen tehtävänä (Edwardes et al., 2003). 4.4 Kokemusten tallentaminen ja jakaminen Monet retkeilijät ottavat valokuvia ja videoita sekä kirjoittavat muistiinpanoja retken aikana. Lisäksi monet käyttäjät toivoivat mahdollisuutta tallentaa heitä kiinnostavaa kohdetietoa, kuten marja- ja sienipaikkojen sijainteja tai mielenkiintoisten luontohavaintojen tapahtumapaikkoja. Useissa paikannuslaitteissa oleva reittijälkien ja kohdepisteiden tallennustoiminto voisi toimia apuvälineenä tämän tiedon tallennuksessa. (Nivala et al., 2009) Nykyisin käyttäjät jakavat luontokokemuksensa ja -elämyksensä pääasiassa
LUKU 4. PALVELUIDEN KÄYTTÄJÄTARPEET 13 valokuvien, videoiden sekä multimedia- ja tekstiviestien avulla. Näiden tapojen lisäksi käyttäjät toivoivat myös mahdollisuutta retkikokemuksen jakamiseen muun muassa blogeissa, ääniviesteinä tai sähköpostin välityksellä. Monet käyttäjät haluavat jakaa kulkemansa reitin tiedot ystäviensä ja perheenjäsentensä kanssa. Reittitietojen jakaminen palvelee muita retkeilijöitä antamalla reittivinkkejä retken suunnitteluvaiheessa. Toisaalta retkenaikaisen reitin jakaminen perheenjäsenten kanssa nähtiin turvallisuutta ja turvallisuuden tunnetta edistävänä tekijänä. Käyttäjät eivät kuitenkaan halunneet jakaa kaikkea tietoa kaikille kontakteilleen, vaan toivoivat mahdollisuutta rajoittaa tietojensa näkyvyyttä palvelun eri käyttäjille. (Nivala et al., 2009)
5 Luontomatkailussa hyödynnettäviä sovelluksia Tässä luvussa esitellään teknologiaa, sovelluksia ja palveluita, jotka liittyvät suoraan luontomatkailuun tai joita voisi soveltaa siihen. Osalla esitellyistä sovelluksista ei ole suoraa yhteyttä luontomatkailuun, mutta esikuva-analyysin (engl. benchmarking) avulla niistä voi olla löydettävissä tulevaisuuden luontomatkailusovelluksissa hyödynnettäviä ominaisuuksia. Sovellusesittelyn tavoitteena ei ole luoda kattavaa otosta miltään osa-alueelta, vaan tuoda esille esimerkinomaisesti sovellusalueen kehitystyötä. Esiteltyjen sovelluksien valinnassa on painotettu Suomessa tehtyä tutkimus- ja kehitystyötä niiltä osin kun valittavissa on ollut useita samantyyppisiä sovelluksia tai hankkeita. Tähän syynä on se, että kotimaisten projektien tieto on yhtenevien olosuhteiden takia paremmin hyödynnettävissä luontomatkailun jatkokehitystyöhän. Toisaalta kotimaisista projekteista on saatavissa tietoa muita hankkeita kattavammin. Esiteltävien mobiilikarttasovellusten valinnassa on myös huomioitu useampien laitteistoalustojen kattavuus. 5.1 Mobiilikarttasovellukset 5.1.1 MenoMaps Vuonna 2008 alkaneessa Geodeettisen laitoksen ja Aalto-yliopiston taideteollisen korkeakoulun yhteisessä MenoMaps-projektissa on tutkittu monikanavajulkaisun hyödyntämistä vapaa-ajan liikunnan tukemisessa. Projektissa tutkittuja paikkatiedon julkaisukanavia ovat tietokoneen www-selain, mobiililaitteet, painetut ja tiettyä käyttötilannetta varten tulostettavat kartat sekä suuret monikosketusnäytöt. Projektin ensimmäisen vaiheen päätyttyä kesällä 2010 alkoi jatkoprojekti MenoMaps II, joka kestää vuoden 2012 loppuun. (Sarjakoski, 2009) (Sarjakoski et al., 2010). 14
LUKU 5. LUONTOMATKAILUSSA HYÖDYNNETTÄVIÄ SOVELLUKSIA15 MenoMaps-hankkeen web-pohjaiseessa käyttöliittymässä käyttäjä voi valita eri teemojen mukaiset karttanäkymät. Teemat voivat liittyä esimerkiksi harrastettavaan aktiviteettiin tai vuodenaikaan ja ne vaikuttavat kartalla kuvattaviin kohteisiin. Esimerkiksi pyöräilyteemainen kartta korosti pyöräreittejä ja niiden korkeuseroa. Talviteemaisessa kartassa kiinnostavina kohteina olivat muun muassa pilkkipaikat ja hiihtoladut, kun kesäteemaisessa kartassa näytetään näiden sijaan esimerkiksi uimapaikkoja. Projektin mobiilikarttasovellus on toteutettu Apple iphone -puhelimelle, jonka kehitysympäristön hyvin dokumentoidut ja laajat kirjastofunktiot mahdollistavat tehokkaan sovelluskehityksen (Kovanen et al., 2009). Tämän laitteistoalustan ominaisuudet, kuten monikosketusnäyttö, verkko- ja GPS-pohjainen paikannus, digitaalinen kompassi ja kiihtyvyysanturit, ovat merkittävässä asemassa nykyaikaisia kontekstisidonnaisia mobiilipalveluita kehitettäessä. Tutkimussovelluksessa taustakartat siirretään puhelimeen rasterimuotoisena ja niiden päälle piirretään vektorimuodossa siirretty aineisto reiteistä ja kiinnostavista kohteista. (Sarjakoski et al., 2010) 5.1.2 OsmAnd avoimen lähdekoodin navigointisovellus OsmAnd on avoimeen lähdekoodiin perustuva Android-mobiilikäyttöjärjestelmäympäristössä toimiva kartta- ja navigointisovellus. Tällä hetkellä kehitysvaiheessa olevan sovelluksen pohjakarttana käytetään käyttäjän valitsemaa, esimerkiksi OSM:in tai Googlen aineiston, vektori- tai rasteripohjaista karttaa. Käyttäjä voi ennen varsinaista maastokäyttöä ladata kartta-aineiston sovelluksen välimuistiin (engl. cache), joten sovellus ei vaadi selauksessa tai yksinkertaisessa suoraan kohdepisteeseen vievässä maastonavigointitilassa jatkuvaa tiedonsiirtoyhteyttä. Käytettäessä teiden, polkujen ja muiden urien kautta reitittävää navigointia reitin laskenta ja valinta tehdään reitityspalvelimella, jonne puhelin tarvitsee internetyhteyden reititystilanteessa. Navigointiohjeet näytetään pohjakartan päällä ja tarvittaessa ne annetaan myös äänikomentoina. Näytöllä näkyvä kartta voidaan suunnata automaattisesti joko GPS-paikannukselle saadun etenemissuunnan tai mobiililaitteen kompassin avulla. Ohjelmaan voi ladata ennen retkeä GPX-muotoisia (engl. GPS exchange Format) reittipohjia, joita käytetään navigointiin maastossa retken aikana. Käyttäjä voi etsiä sovelluksella paikkoja osoitteen perusteella tai häntä kiinnostavia kohteita (engl. Point of Interest, POI). (OsmAnd kehittäjäyhteisö, 2010)