Kansallinen maastotietokanta KMTK Kuntien tuotantoprosessit: Selvitys kuntien kantakartan ylläpidon nykyisestä tuotantoprosessista
Projektin selvitys 1 Sisältö 1. JOHDANTO... 2 2. YLEISKUVA KANTAKARTAN YLLÄPIDOSTA... 2 3. PROSESSIN KUVAUS... 3 4. TIIVISTELMÄ KUNTALIITON LASERKEILAUS- JA ILMAKUVAUSSUOSITUKSISTA... 4 5. LÄHTEET... 5 1
Projektin selvitys 2 1. Johdanto Tämä selvitys on Kansallinen Maastotietokanta-hankkeen (KMTK) KMTK-Kuntien tuotantoprosessit-projektin selvitys kuntien kantakartan tuotanto- ja ylläpitoprosessista. Tulevassa KMTK:ssa tarkimmat tasot eli KMTK-3D ja KMTK-2,5D tulevat perustumaan kuntien kantakartta-aineistoon. Tästä johtuen kuntien kantakartan tuotantoprosessiin täytyy kiinnittää erityistä huomiota. Tässä selvityksessä on pyritty luomaan yleinen kuvaus nykyisestä kantakartan ylläpidosta ja tuotannosta, eikä lähdetty muodostamaan yksityiskohtaista kuvaa kaikista. Tämä yleinen kuvaus on muodostettua eri kunnilta samaamme tietoon heidän tuotantoprosesseistaan. Lisäksi selvityksen kappaleessa 4 on tiivistetty Kuntaliiton suositukset ilmakuvaukselle ja -laserkeilaukselle kantakartan ylläpidon tarpeisiin. Tähän selvitykseen liittyy oleellisesti myös KMTK-hankkeen Nykytila-työpaketin tekemä selvitys kuntien kantakartan nykytilasta, mikä toteutettiin kyselynä Suomen kaikille kunnille. Kyseisen kantakarttakyselyn tulokset löytyvät KMTK-hankkeen sivustolta (http://kmtk.maanmittauslaitos.fi/tulokset-kuntien-kantakartta-kysely-2016). Tässä selvityksessä hyödynnetään kantakartan tuotantoprosessiin liittyviä Nykytila-työpaketin tuloksia. Kommentit ja kyselyt selvitykseen liittyen KMTK-Kuntien tuotantoprosessit-projektin projektipäällikölle: Olli Nevalainen (olli.nevalainen@maanmittauslaitos.fi) 2. Yleiskuva kantakartan ylläpidosta Kantakartta muodostaa perustan kaupunkisuunnittelulle ja -rakentamiselle. Kantakartan yksi esitysmuoto on kaavan pohjakartta, jonka ylläpito velvoitetaan kunnilta asemakaavoitusta varten maankäyttö- ja rakennuslain (132/1999) toimesta. Pohjakartta on laadittava käyttäen kaavoituksen tarkoitukseen ja maankäytön vaatimuksiin soveltuvia menetelmiä, jotka ovat yksityiskohtaisuudeltaan ja tarkkuudeltaan riittäviä. Kaavoitusta ja kaavan toteutusta varten tarpeelliset kohteet ja maaston korkeussuhteet on mitattava edellytetyllä tarkkuudella ja esitettävä yleisiä kartan kuvausperiaatteita noudattaen. Nämä vaatimukset on esitetty julkisen hallinnon suosituksessa JHS185. (JHS 185; Liukkonen, 2015) Kantakartan kattavuudessa ja päivitystiheydessä on paljon kuntakohtaisia eroja. Yleisesti asukasluvultaan suurimmissa kunnissa kantakartta kattaa laajemmin kunnan ja ylläpito on jatkuvaa ja kantakartta on hyvin ajan tasalla. Pienimmissä kunnissa ei ole välttämättä resursseja tai tarvetta jatkuvaan ylläpitoon, jolloin kantakartta ei ole ajan tasalla. Joissain, pääasiallisesti hyvin pienissä kunnissa, kantakarttaa ei ylläpidetä lainkaan tai sitä ei ole (KMTK-Tilannekuva-työpaketti). Kantakartan ylläpito resursseiltaan pienissä kunnissa tapahtuu usein kaavoituksen tarpeiden mukaan, jolloin kantakartan ylläpito alueilla, joissa kaavoituksessa ei ole muutoksia, saattaa laahata perässä. Kantakarttaa ylläpidetään pääasiassa perustuen JHS 185-suositukseen, jossa määritellään ylläpidettävät kohteet, niiden tarkkuudet ja laatuvaatimukset. Kohteiden ylläpito tarve on pääsääntöisesti kaikille JHS185 suosituksen mukaisille kohteille. Joissain kunnissa, kuten Espoolla, kantakartta saattaa sisältää myös kohteita, joita ei ole JHS185-suosituksessa ja kohteita saatetaan ylläpitää JHS185-suositusta tarkemmalla tasolla, esimerkiksi vahvan asiakastarpeen näin vaatiessa. Tarkempia tietoja kantakartan kohdekohtaisesta ylläpidosta Espoossa, Vihdissä ja Laukaalla lisää KMTK-Kuntien tuotantoprosessit-projektin aikaisemmassa selvityksessä Selvitys kuntien kantakartan kohteista. 3D-aineistoa tuottavat tuotantoprosessit, kuten laserkeilaus tai fotogrammetriset pistepilvet, esimerkiksi RPASaineistosta, alkavat olla osa kuntien suunnittelun pohja-aineistoa jo itsenäisinäkin, eikä vain kantakartan ylläpidon välivaiheina. JHS185-suositus on laadittu pääasiassa 2D- ja 2.5D-aineistoa ja kantakarttaa varten, mistä johtuen se alkaa, etenkin suurimmissa kunnissa, jäädä jälkeen 3D-suunnittelun pohja-aineiston teon kannalta. 2
Projektin selvitys 3 3. Prosessin kuvaus Kantakartan ylläpidon tarve syntyy usein uusien alueiden kaavoituksesta, rakentamisesta ja muista suurista alueellisista muutoksista. Kantakartan päivityksen tarve syntyy myös, jos alueen kantakarttaa ei ole päivitetty useaan vuoteen ja on oletettavaa, että alueella on tapahtunut muutoksia. Lisäksi vihjetieto maastosta saattaa ilmiantaa ajantasaistettavia kohteita. Kantakartan tuotantoprosessi on yleisellä tasolla samanlainen kaikissa kunnissa, joissa kantakarttaa ylläpidetään. Yksityiskohtaisempia eroja tuotantoprosessin vaiheisiin muodostuu pääasiassa kuntien koosta ja resursseista johtuen, minkä johdosta eri tuotantoprosessin vaiheet saatetaan toteuttaa omalla maastotietotuotannolla tai konsulteilla ja eri menetelmin. Yleiskuva kantakartan tuotantoprosessista on esitetty kuvassa 1. Kantakartan ylläpito tapahtuu uudiskartoituksen ja ajantasaisuksen kautta. Uudiskartoituksessa koko kantakartta tuotetaan uudelleen tai tuotetaan kokonaan uusi kantakartta alueelle, jossa 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, kiinteistön muodostuksesta, kaavoituksesta ja tonttijakojen tuottamasta tiedosta, sekä jatkossa suoraan toimijoiden tietomalleista saatavasta tiedosta esim. katujen osalta. Ajantasallapitoa on myös alueellinen täydennyskartoitus (esimerkiksi katujen tai teiden). Mittaukset tehdään pääsääntöisesti omana työnä joko satelliittipaikannus- ja/tai takymetrimittauksin tai stereotyönä. Kakkien muiden kohteiden kuin rakennusten, katujen/teiden ja kiinteistöjen osalta ei ole systemaattisista ajantasallapitoa ja näiden kohteiden ajantasaistus perustuu uusiin ilmakuvauksiin tai laserkeilauksiin. Joidenkin kohteiden, esimerkiksi johtoyhteyksien osalta, ajantasaisia tietoja saadaan konsulteilta. Johtoyhteydet eivät kuulu perinteiselle kantakartalle isoja ilmajohtoja lukuun ottamatta. Nykyisin maanalainen maailma kuuluu kuitenkin oleellisesti suunnittelun 3D-pohja-aineistoihin. Kuntien johtoaineistoissa ja niiden hallinnointitavoissa on nykyisin paljon eroja. Uusimpina menetelminä tuotantoprosessiin on joihinkin kuntiin tullut mukaan miehittämättömillä ilma-aluksilla (RPAS) tehtävä ilmakuvaus tai autolla suoritettava mobiililaserkeilaus. Kantakarttakyselyyn vastanneista kunnista 11% on ottanut RPAS-ilmakuvauksen osaksi tuotantoaan. Mobiililaserkeilausta on hyödyntänyt vain n. 5%. Tulevaisuudessa etenkin pienehköjen alueiden uudiskartoitus tai ajantasaistus on nähty potentiaalisina tapauksina UAV-pohjaiselle kantakartan tuotannolle. Mobiililaserkeilaus on nähty potentiaalisena menetelmänä tieverkoston ja sen lähialueiden ajantasaistukseen. Etenkin RPAS-pohjainen tuotantoprosessi tulee tulevaisuudessa kunnissa kasvamaan paljon. 3
Projektin selvitys 4 Kuva 1 Kantakartan tuotantoprosessi. 4. Tiivistelmä Kuntaliiton laserkeilaus- ja ilmakuvaussuosituksista Kuntaliiton Paikkatiedon opas (Kuntaliitto) tarjoaa tarjouspyyntömallit kantakartan ja LOD2-tasoisen 3D-paikkatiedon tuottamiseen hyödyntäen ilmakuvausta ja -laserkeilausta. Suosituksissa esiintyvät tarkkuustasot 1e, 1, 2 ja 3 ovat JHS185-määrittelmät. LOD2-tason 3D-paikkatiedon tuottamiseen suositellaan 1e tarkkuusvaatimuksia (JHS185-määrittelemä tarkkuusluokka). Kantakartan laadintaan varten on syytä käyttää kunnan sijaintitarkkuusvaatimuksiin sopivaa tarkkuustasoa (yleensä 1e, 1 tai 2). Ilmalaserkeilaus: Kuntaliiton tarjouspyyntö mallissa ilmalaserkeilauksen parametreiksi suositellaan seuraavia: Mittausluokka 1e 1 2 Pistetiheys 20 pistettä/m2 15 pistettä /m2 10 pistettä /m2 4
Projektin selvitys 5 Avauskulma 40 astetta 40 astetta 60 astetta Sivupeitto 30 % 30 % 30 % Laserin jalanjälki 15 cm 25 cm 30 cm (footprint) Korkeuden keskivirhe (RMSZ) 5 cm 5 cm 10 cm Pistepilvi suositellaan luokiteltavan seuraaviin luokkiin: Luokka Selite 1. Default 2. Maanpinta 3. Matala kasvillisuus < 0,2 m 4. Keskikorkea kasvillisuus 0,2 m 2 m 5. Korkea kasvillisuus >2 m 6. Rakennus 7. Virheelliset matalat pisteet 8. Mallin ankkuripisteet (model key-points) 9. Vesi 10. Silta 11. Tie Ilmakuvaus: Ilmakuvauksessa suositellaan seuraavia parametreja: Mittausluokka 1e 1 2 3 GSD (pikselin koko 0,05 m 0,1 m 0,15 m 0,5 m maastossa) Maksimikuvauskorkeus 800 m 1600 m 2400 m 7000 m Pituus- ja sivupeitto 60 % ja 60 % 60 % ja 30 % 60 % ja 30 % 60 % ja 30 % GSD, Ground Sampling Distance Kartoitus (lähde: Kuntaliitto): Rakennukset mitataan arvioidun seinälinjan mukaan. Korkeus rekisteröidään räystään mukaan. Pihoille vievät tiet kartoitetaan. Lyhtypylväät kartoitetaan. Rantaviivat kuvataan kuvaushetken tilanteen mukaan. Korkeuskäyrät piirretään tai lasketaan 1 metrin pystyvälein. Lisäksi tasaisille alueille määritetään 0,5 m apukäyriä. Korkeuspisteitä mitataan etenkin tiealueille sekä rakennusten läheisyyteen sekä tasaisille alueille. Peitteisyyden takia mittaamatta jääneet kohteet rajataan ja mitataan maastomittauksena. 5. Lähteet JHS 185, Julkisen hallinnon suositus JHS 185 Asemakaavan pohjakartan laatiminen, Linkki: http://www.jhs-suositukset.fi/web/guest/jhs/recommendations/185. KMTK-Tilannekuva-työpaketti, Kantakarttakyselyn tulokset, Linkki: http://kmtk.maanmittauslaitos.fi/tuloksetkuntien-kantakartta-kysely-2016 5
Projektin selvitys 6 Liukkonen Oskari, 2015, Kuntien paikkatiedon polku kantakartasta 3D-kaupunkimalliin, Diplomityö, Insinööritieteiden korkeakoulu, Aalto-yliopisto Kuntaliitto, Paikkatiedon opas, https://www.kuntaliitto.fi/tilastot-ja-julkaisut/verkko-oppaat/paikkatiedon-opas 6