Elektronisten merikarttojen tuotanto ja käyttö

Elektronisten merikarttojen tuotanto ja käyttö Helsingin yliopisto Maantieteen laitos Suunnittelumaantiede Jorma Timonen Pro gradu tutkielma Kevät 2003

HELSINGIN YLIOPISTO HELSINGFORS UNIVERSITET Tiedekunta/Osasto Fakultet/Sektion Laitos Institution Matemaattis-luonnontieteellinen Maantieteen laitos Tekijä Författare Jorma Timonen Työn nimi Arbetets titel Elektronisten merikarttojen tuotanto ja käyttö Oppiaine Läroämne Suunnittelumaantiede Työn laji Arbetets art Pro Gradu tutkielma Tiivistelmä Referat Aika Datum Toukokuu 2003 Sivumäärä Sidoantal 83 + 4 liitettä (6 s.) Tässä työssä on tutkittu elektronisten merikarttojen tuotantoa ja käyttöä kansallisten merikarttalaitosten ja pääasiassa kauppamerenkulun näkökulmasta. Tutkimus on tehty osittain kirjallisuustutkimuksena ja osittain haastatteluiden avulla. Tavoitteena on saada hyvä kuva siitä, mitä elektroniset merikartat ovat ja mihin niitä käytetään. Myös käyttäjien kokemuksia on kartoitettu. Tutkimuksen motiivina on ollut vastata elektronisten merikarttojen suunnittelu- ja tuotantotyön yhteydessä esille tulleisiin kysymyksiin. Merikartan merkitys merenkulkijalle on säilynyt tärkeänä navigointivälineiden kehittymisestä huolimatta. Syynä tähän on se, että kansainvälisissä merenkulun määräyksissä kaikilla aluksilla edellytetään olevan ajan tasalla olevat ja riittävät kartat koko aiotulle matkalle. Käytännössä tämä on tarkoittanut sitä, että kauppa-aluksilla on mukanaan useita satoja merikarttoja. Merikarttojen pitäminen ajan tasalla on erittäin aikaa vievä prosessi, sillä kaikki muutokset on tehtävä käsin. Muutoksia tulee vuosittain useita satoja, jopa tuhansia. Uudistunut lainsäädäntö antaa kuitenkin mahdollisuuden korvata perinteisen paperiset merikartat elektronisilla silloin, kun tietyt ehdot täyttyvät. Näitä ehtoja ovat mm.: karttojen on oltava virallisia eli kansallisen viranomaisen tai tämän hyväksymän valmistajan tuottamia ja kansainvälisen merikartoitusjärjestö IHO:n standardin S-57 mukaisia. Lisäksi niille on oltava päivityspalvelu. Laitteiston, jossa karttoja käytetään on täytettävä IMO:n suorituskykyvaatimukset, ja sille on oltava varajärjestelmä. IMO:n vaatimukset täyttäviä järjestelmiä kutsutaan ECDIS järjestelmiksi (Electronic Chart Display and Information System). Käytännössä ECDIS muodostaa integroidun komentosilta-järjestelmän keskuksen, johon tuodaan tietoja sensoreilta tilannekuvan muodostamista ja ohjailupäätösten tekemistä varten. ECDIS järjestelmää käytettäessä karttojen päivitys on mahdollista automatisoida jolloin niiden ajan tasalla pitämiseen käytettävä aika vähenee oleellisesti. S-57 standardi saatiin valmiiksi vuonna 1996 ja ensimmäiset ECDIS laitteet tyyppihyväksyttiin vuonna 1998. Siitä huolimatta, että karttastandardi on ollut käytössä jo seitsemän vuotta ja hyväksyttyjä laitteitakin markkinoilla viisi vuotta, ei elektronisten merikarttojen ja ECDIS laitteiden käyttö ole kasvanut odotetulla tavalla. Suurimpina syinä virallisten elektronisten merikarttojen vähäiseen käyttöön ovat olleet sekä viranomaisten hitaus kansallisen lainsäädännön sovittamisessa uusien vaatimusten mukaiseksi, että elektronisten merikarttojen kattavuuden odotettua hitaampi laajeneminen. Myös karttojen hinnoittelu alkuvaiheessa epäonnistui. Syitä karttojen hitaaseen tuotantoon ovat olleet standardien moni-mutkaisuus sekä tarvittavien tuotanto- ja tarkastustyökalujen puute. Ongelmia käyttäjille ovat karttojen korkean hinnan ja huonon kattavuuden lisäksi aiheuttaneet kartantuottajien erilaiset näkemykset siitä, mitä tietoja kartalla tulee esittää ja miten. Siksi tarve tiiviimpään yhteistyöhön kartantuottajien välillä on ilmeinen. Avainsanat Nyckelord GIS, ENC, ECDIS, merikartta, elektroninen merikartta, navigointi Säilytyspaikka - Förvaringställe Kumpulan tiedekirjasto Muita tietoja

Sisällysluettelo SISÄLLYSLUETTELO... 1 1 JOHDANTO... 3 1.1 TUTKIMUKSEN TAUSTAA... 3 1.2 TUTKIMUKSEN LUONNE JA TAVOITE... 4 1.3 KÄYTETYT MENETELMÄT... 5 1.4 ELEKTRONINEN MERIKARTTA MAANTIETEESSÄ... 6 1.5 KIITOKSET... 7 2 MERENKULUN NORMIOHJAUS... 8 2.1 SAFETY OF LIFE AT SEA - SOLAS... 8 2.2 THE INTERNATIONAL CONVENTION FOR PREVENTION OF POLLUTION FROM SHIPS - MARPOL 78... 9 2.3 INTERNATIONAL REGULATIONS FOR PREVENTING COLLISION AT SEA - COLREG 72... 10 2.4 STANDARDS OF TRAINING, CERTIFICATION AND WATCHKEEPING FOR SEAFERERS - STCW 95... 11 2.5 HELSINKI KOMISSIO - HELCOM... 11 3 MERENKULUN INFRASTRUKTUURI SUOMESSA... 13 3.1 MERENKULKULAITOKSEN ORGANISAATIO... 13 3.2 KANSAINVÄLINEN YHTEISTYÖ... 18 4 NAVIGOINTI MERELLÄ... 19 4.1 REITTISUUNNITELMA... 19 4.2 ALUKSEN NAVIGOINTIVÄLINEET... 20 5 MERIKARTTA... 31 5.1 MERIKARTTOJEN HISTORIAA... 31 5.2 MERIKARTOILLE ASETETUT VAATIMUKSET... 32 5.3 MERIKARTTOJEN TUOTANTO SUOMESSA... 34 5.4 NAVI -OHJELMA - HANKE MERIKARTTA-AINEISTOJEN LAADUN PARANTAMISEKSI... 37 6 INTEGROIDUT NAVIGOINTIJÄRJESTELMÄT... 39 6.1 INTEGROITUJEN NAVIGOINTIJÄRJESTELMIEN HISTORIAA... 40 6.2 ELECTRONIC CHART DISPLAY AND INFORMATION SYSTEM (ECDIS)... 40 6.3 MITEN ECDIS VAIKUTTAA MERENKULKIJAN TYÖHÖN?... 42 6.4 KÄYTTÄJIEN KOULUTUS EDELLYTYS TURVALLISELLE TOIMINNALLE... 44 6.5 ECDIS -JÄRJESTELMÄN SUHDE MERENKULUN NORMEIHIN... 45 6.6 ECDIS -LAITTEIDEN KÄYTTÖ VUONNA 2003... 46 7 ELEKTRONISET MERIKARTTA-AINEISTOT... 47 7.1 KUVARUUTUKARTTOJEN AINEISTOTYYPIT... 47 7.2 ELEKTRONISTEN MERIKARTTOJEN HISTORIAA... 48 7.3 STANDARDIT... 49 1

7.4 S-57 -TIEDONSIIRTOFORMAATIN OMINAISUUKSIA... 52 7.5 ENC PRODUCT SPECIFICATION... 58 7.6 ENC -KARTTOJEN LAATUVAATIMUKSET... 61 7.7 ELEKTRONISTEN MERIKARTTOJEN TUOTANTOTAPOJA... 61 7.8 ENC -TUOTANTOA SUOMESSA JA MAAILMALLA... 62 7.9 ENC AINEISTOT JAETAAN KÄYTTÄJILLE KESKITETYSTI... 63 7.10 ENC -AINEISTOJEN MAANTIETEELLINEN KATTAVUUS... 66 8 ECDIS -JÄRJESTELMIEN JA ENC -AINEISTOJEN KÄYTTÖ EI OLE LAAJENTUNUT ODOTETUSTI... 67 8.1 ENSIMMÄISET KÄYTTÄJÄT PETTYIVÄT HINNOITTELUUN... 68 8.2 STANDARDIT JA OHJEET MUUTTUIVAT NOPEASTI... 69 8.3 KÄYTÄNNÖSSÄ HAVAITTUJA ONGELMIA... 70 8.4 LAINSÄÄTÄJÄN HITAUS JA VALLITSEVA KULTTUURI VIIVÄSTYTTÄVÄT PAPERIKARTOISTA LUOPUMISTA.71 8.5 KÄYTTÄJÄT ODOTTAVAT ENC -KATTAVUUDEN LAAJENEMISTA... 72 9 JOHTOPÄÄTÖKSET... 74 9.1 TEKNIIKKA ON OLEMASSA, MUTTA KARTTAMATERIAALI PUUTTUU... 74 9.2 STANDARDIT OVAT NIIN KUIN NE LUETAAN... 75 9.3 HIDASTAVATKO STANDARDIT KEHITYSTÄ?... 78 9.4 AIHEITA JATKOTUTKIMUKSILLE... 79 9.5 LOPUKSI... 81 LIITE 1... 83 TERMIEN JA LYHENTEIDEN SELITYKSIÄ... 83 LIITE 2... 85 ENC -AINEISTOJEN KATTAVUUS SUOMESSA MAALISKUUSSA 2003... 85 LIITE 3... 86 ENC -AINEISTOJEN MAAILMANLAAJUINEN KATTAVUUS JOULUKUUSSA 2002 IHO:N MUKAAN... 86 LIITE 4... 87 MUEHRCKEN KOMMUNIKAATIOMALLI... 87 2

1 Johdanto 1.1 Tutkimuksen taustaa Perusta tälle tutkimuksella asetettiin kesällä 1999, kun kolmen opiskeluvuoden jälkeen aloitin työt Merenkulkulaitoksen merikarttatoimistossa. Tehtäväni sijoittui järjestelmäkehitysryhmään, jossa oli parhaillaan alkamassa uuden merikarttatiedon hallintajärjestelmän, Hydrographic Information System (HIS), käyttöönotto. Ensi vaiheessa järjestelmällä oli tarkoitus aloittaa elektronisten merikarttojen tuotanto ja myöhemmin sen jatkoksi rakennettavalla järjestelmällä paperikarttojen tuotanto samoja lähtöaineistoja käyttäen. Keväällä 2000 saimme silloisen esimieheni Ismo Laitakarin kanssa ajatuksen elektronisten merikarttojen käytön ja tuotannon tutkimisesta pro gradu -työn puitteissa. Ajatuksena aihe kypsyi kevään ja kesän. Syksyllä 2000 alkoi suunnittelumaantieteen laudatur -seminaari, jossa varsinainen aiheen työstäminen kohti pro gradua alkoi. Sittemmin tilanteet niin työpaikalla kuin elektronisten merikarttojenkin maailmassa ovat muuttuneet varsin paljon, siksi työn valmiiksi saattaminen on lykkääntynyt alun perin tavoitteena olleesta vuoden 2001 lopusta. Työ jakautuu kahteen jaksoon. Ensimmäisessä jaksossa (luvut 1-7) käydään läpi aiheen kannalta oleellinen toimintaympäristö ja toimijat. Koska aihe sivuaa paikkatietojärjestelmiä, Geographic(al) Information System (GIS), luodaan jo johdannossa pintapuolinen katsaus siihen mitä GIS tarkoittaa. Paikkatietojärjestelmien syvempään olemukseen tai periaatteisiin ei tässä työssä kuitenkaan perehdytä, aiheesta on runsaasti tuoretta tietoa olemassa ja helposti saatavilla. Kartografisen viestinnän periaatteisiin ei syvennytä, mutta niihin viitataan työn lopussa. Navigoinnin perinteisiin menetelmiin ja laitteisiin perehdytään hiukan syvällisemmin, jotta saataisiin kuva siitä, miten uudet välineet ja menetelmät muuttavat toimintaympäristöä ja merikarttojen loppukäyttäjien roolia ja tehtäviä. Merenkulun lainsäädäntöön ja muihin normeihin sekä kansainvälisiin ja kansallisiin toimijoihin tutustaan paikoitellen syvällisestikin, koska niillä on merkittävä rooli paitsi elektronisten merikarttojen myös koko merenkulkuelinkeinon toiminnan kannalta. Ensimmäisessä jaksossa esitellään myös elektroninen merikartta ja sen käyttämiseen tarvittavat laitteet ja niille asetetut vaatimukset. Toinen jakso (luvut 8 ja 9) on varsinainen tutkimusosa, jossa tutustutaan elektronisten merikarttojen tuotannon ja käytön kanssa tekemisissä olleiden henkilöiden ja organisaatioiden ajatuksiin uusien navigointivälineiden ja niissä käytettävien karttojen kehityshistoriasta, käyttöönotosta, käytöstä ja tulevaisuudenkuvista. 3

Toisen jakson viimeisessä luvussa tehdään esitellyistä tuloksista yhteenveto, jossa pohditaan tällä hetkellä vallitsevaa tilannetta ja luodaan mahdollisia tulevaisuudenkuvia sekä pohjaa mahdollisille jatkotutkimuksille. Koska työssä on käytetty varsin runsaasti merenkulkuun ja elektronisiin merikarttajärjestelmiin liittyviä termejä ja lyhenteitä, on niistä koottu liite työn loppuun (liite 1). 1.2 Tutkimuksen luonne ja tavoite Tässä työssä esiteltävää tutkimusta voisi luonnehtia pääavaukseksi elektronisia merikarttoja ja niiden käyttöä koskevaan tutkimukseen Suomessa. Aikaisemmin ei ole tehty, tai ainakaan julkaistu, suomenkielistä tutkimusta samasta aiheesta. Siksi on perusteltua, että tässä työssä esitellään toimintakenttä, toimijat ja ensimmäisiä kokemuksia karttojen ja navigointijärjestelmien käytöstä. Koska työn pääpaino on järjestelmän ja karttojen ominaisuuksien ja toiminnan esittelyssä, jää varsinainen tuotannon ja käytön tutkiminen vähemmälle. Tavoitteena on paitsi luoda lukijalle kuva siitä mikä elektroninen merikartta on, mihin sitä käytetään ja miksi, myös antaa käsitys siitä mikä on järjestelmän tila tällä hetkellä kartta-aineistojen käyttäjien ja tuottajien näkökulmasta. Yksi osatavoite onkin saada lukijan mielenkiinto aihetta kohtaan heräämään ja myös itsenäisesti pohtimaan ja etsimään erilaisia syitä ja ratkaisumalleja tuotannossa ja käytössä havaittuihin ongelmiin. Tutkimuksen kohderyhmänä ovat kaikki elektronisesta merikartasta kiinnostuneet, jotka haluavat saada vastauksen kysymyksiin "Mikä on elektroninen merikartta?", "Mihin elektronista merikarttaa tällä hetkellä käytetään?" ja "Millaisia ongelmia karttojen käyttöönotossa on kohdattu?". Voisin kuvitella edellä mainittujen kysymysten kiinnostavan ainakin merenkulun opiskelijoita ja elektronisten merikartta-aineistojen muita tulevia ja nykyisiä käyttäjiä. Koska lukijoiden joukossa saattaa olla myös merenkulkuun perehtymättömiä, on esimerkiksi navigoinnin menetelmille varattu kokonaan oma luku. Siinä pyritään kertomaan mitä kaikkea navigointiin kuuluu. Se luo pohjaa myöhemmin esiteltävän modernin navigointiympäristön tuomien muutosten ymmärtämiselle. Elektronisista merikartoista ja integroiduista navigointijärjestelmistä on vuosien varrelle kirjoitettu Suomeksi jonkin verran artikkeleja ja esitelmiä, mutta pääosin aihetta on lähestytty englanninkielisissä julkaisuissa. Nämä julkaisut ja kirjoitukset ovat varsin hajallaan alan julkaisuissa ja myös internetissä. Lähteiden joukossa on myös julkaisemattomia esitelmiä ja muistioita. Siksi tämä työ toimii toivottavasti myös aihetta koskevien perustietojen kokoajana ja yhteenvetona hajallaan olevaan materiaaliin. Kun tutkimustyö alkoi, oli tavoitteena katsauksen tekeminen elektronisten merikarttojen tuottajien ja käyttäjien kokemuksista. Työn edetessä kävi kuitenkin selväksi, että itse kartta- ai- 4

neiston ja sitä käyttävien järjestelmien kuin myös perinteisten toimintatapojen esittely veisi suuren osan palstatilasta. Toisaalta myös käyttäjiä on Suomessa toistaiseksi niin vähän, ettei kunnollista käyttäjätutkimusta voi käytettävissä olevin resurssein saada aikaan. Jos tutkimuksen olisi halunnut ulottaa koskemaan laajemmin myös muita kuin suomalaisia merenkulkijoita, olisi se merkinnyt tinkimistä jostain muusta. Näiden syiden vuoksi työn painopiste siirtyi pohtimaan enemmänkin sitä, miksi käyttäjiä on niin vähän. 1.3 Käytetyt menetelmät Työ perustuu ensimmäisen jakson osalta pääosin kirjallisten lähteiden tutkimiseen ja muutamiin haastatteluihin. Toinen jakso perustuu lähes kokonaan haastatteluihin. Yhteenveto on kirjoitettu haastattelujen ja omien havaintojen perusteella. Ensimmäisen jakson kirjallisen materiaalin lisäksi on käytettävissä ollut varsin paljon omaa tietotaitoa ja kokemusta, johon viittaaminen tieteellisen tekstin vaatimalla tavalla osoittautui varsin vaikeaksi. Miten viitata tietoon, joka on osa jokapäiväistä työntekoa, mutta joka on kuitenkin joskus tullut tietoisuuteen jostain ulkopuolelta - esimerkiksi kokouksessa tai lounaskeskustelussa - mutta jonka alkuperäistä lähdettä ei muista tai edes tiedä? Toinen ongelmallinen seikka lähdeviittausten suhteen on www- sivut. Usein moderneilla sivustoilla käytetään tekniikkaa, joka piilottaa sivun todellisen osoitteen käyttäjältä, tällöin selaimen osoitekentässä näkyvä osoite ei olekaan se, jolla tieto todellisuudessa on vaan koko sivuston etusivun osoite. Kun tämä osoite laitetaan lähdeluetteloon, jää lukijalle vielä paljon tehtävää lähdetiedon tavoittamiseksi. Tämän ongelman lieventämiseksi olen edellä kuvatun ongelman aiheuttavien www- sivujen kohdalla hiukan poikennut yleisistä viittausohjeista ja merkinnyt lähdetiedoksi paitsi sivuston osoitteen ja ylläpitäjän myös sen linkin otsikon, jonka kautta tietoon pääsee käsiksi (tämän työn lähdeluettelossa esimerkkinä lähde STCW (2002)). Muutamassa uudemmassa lähdeviittausoppaassa, esimerkiksi Löytönen (2003), kehotetaan lähdeluetteloon merkitsemään kirjeenvaihtokumppanin sähköpostiosoite, jos kirjoituksessa käsiteltäviä tietoja on saatu sähköpostikirjeenvaihdon kautta. Sähköpostisoitteiden väärinkäyttö ns. roskapostituksiin on nykyään kuitenkin niin yleistä, että olen tietoisesti jättänyt osoitteet pois lähdeluettelosta. Haastattelut tehtiin vapaamuotoisina teemahaastatteluina. Lomakehaastattelun tekemisestä luovuttiin, koska tuloksen voitiin olettaa olevan varsin heikko. Oletus perustuu siihen, että elektronisten merikarttojen käyttäjiä on vielä kovin vähän ja osaaminen on jakautunut hyvin kapeasti suomalaiseen merenkulkuyhteisöön. Tuntemattomasta aiheesta esitettyihin kirjallisiin kysymyksiin vastaamisen kynnyksen voidaan olettaa olevan varsin korkealla. Henkilökohtaisessa haastattelussa voidaan paremmin ottaa huomioon haastateltavan tiedon taso, ko- 5

kemus aiheesta ja erityisosaaminen. Myös tarkentavien lisäkysymysten esittäminen on helpompaa välittömästi haastattelutilanteessa kuin lomakekyselyn jälkeen. Tämä on todettu myös Hirsjärven teoksessa Teemahaastattelu (1988:15). Suhteellisen suuri osa aineistoista on saatu henkilökohtaisen sähköpostikirjeenvaihdon kautta. Tapana on ollut vaihtaa ajatuksia ulkomaalaisten kollegoiden kanssa aika ajoin, muutamille olen myös lähettänyt kysymyksiä varta vasten tätä tutkimusta ajatellen. Myös kartta-aineistojen käyttäjien kommentteja on pyydetty sähköpostilla, sillä se on osoittautunut kaikkein tehokkaimmaksi tavaksi saada tietoa, kun tietolähteenä on pitkiä aikoja yhtä mittaa merellä työskentelevä merenkulkija. 1.4 Elektroninen merikartta maantieteessä Elektronisen merikartan sijoittaminen maantieteeseen ei ole aivan yksiselitteinen asia. Aihe on yhtäältä kartografiaa, mutta toisaalta myös paikkatietojärjestelmiä sivuava. Määritelmän mukaan kartta on alueellisen tiedon graafisen havainnollistamisen väline, joka voidaan esittää paperille painettuna, piirrettynä tai esimerkiksi tietokoneen näyttöpäätteelle tulostettuna kuvana. Kaikissa kartoissa ilmentyy kaksi todellisuuden tasoa: sijainti ja ominaisuustiedot. Kartoilla sijainti esitetään kaksiulotteisena esimerkiksi maantieteellisinä koordinaatteina. Ominaisuudet ovat puolestaan kuvattavaa asiaa ilmentäviä tietoja esimerkkinä lämpötilojen alueellista jakautumista kuvaavat käyrät (Peltonen 1993:24, Robinson et al. 1996:10). Peltosen (1993:24) mukaan kartta antaa sen lukemiseen perehtyneelle henkilölle yleispätevän metodin alueellisen tiedon ymmärtämiseen. Karttoja voidaan käyttää alueellisen tiedon tallentamiseen, ihmisen alueellisen käyttäytymisen ohjaamiseen tai tieteellisen tiedon hankintaan. Sillä voidaan myös vaikuttaa mielipiteisiin ja asenteisiin tai käyttää opetusvälineenä. Kartografiaa on sanottu muun muassa "tieteelliseksi tavaksi esittää maaäidin kasvot" (Brennecke 1949, cit. Peltonen 1989:2). International Cartographic Associationin (ICA) määritelmän mukaan kartografia on "karttojen ja karttamaisten esitysten laadinnan tiede, tekniikka ja taide". ICA:n mukaan kartografia lähtee liikkeelle välittömistä havainnoista ja/ tai tieteellisistä lähteistä ja siihen kuuluvat kartan laatimisen, hahmottamisen ja valmistamisen työvaiheet sekä oppi karttojen käytöstä. Kartografian soveltamiskohteiksi katsotaan koko kartografinen viestintäketju tiedon hankinnasta ja jalostamisesta aina kartan lukemis- ja omaksumistapahtumaan. Teknis-luonnontieteellisen komponentin lisäksi kartografiassa huomioidaan myös psykologiset ja esteettiset seikat (Peltonen 1989:2). Paikkatietoja ja paikkatietojärjestelmiä on puolestaan määritelty mm. seuraavasti: "Paikkatietojärjestelmä on sijaintitiedon ja ominaisuustiedon muodostama looginen kokonaisuus" (Toivonen 1997), "Paikkatietojärjestelmä käsittelee kohdetta kuvaavan sijaintitiedon ja ominaisuustiedon muodostamaan loogista tietokokonaisuutta" (Rainio 1988 cit. Blom 1997), "Geo- 6

graphical information systems are used for storing and analysing a very wide variety of subject matter ranging from the social sciences to the natural environmental sciences and from public administration to the management of human-made environment" (Jones 1997), "Paikkatieto on tietoa kohteista ja ilmiöistä, joiden sijainti tunnetaan" (Maanmittauslaitos 2002). Rainion (1996) mukaan paikkatieto ei ole yksi informaatiotekniikan osa-alue vaan pikemminkin näkökulma ja lähestymistapa tietoyhteiskuntaan, johon liittyy oleellisena osana paikkatiedon havainnollistaminen karttoina jolloin tieto on nopeasti ihmisen hahmotettavissa. Lisäksi Blom (1997) toteaa, että pelkästään jokin GIS -ohjelmisto ei muodosta paikkatietojärjestelmää, vaan sen lisäksi tarvitaan laitteita, tietoa ja järjestelmää käyttävä organisaatio. Ohjelmistot ovat vain osa kokonaisuudesta. Elektroniset merikartat ovat karttoja, joita käytetään osana navigointilaitteena toimivaa ja päätöksentekoa tukevaa paikkatietojärjestelmää. 1.5 Kiitokset Muutamat henkilöt ansaitsevat erityiskiitoksen tämän tutkimuksen mahdollistajina. Ensimmäinen esimieheni Merenkulkulaitoksessa, FM Ismo Laitakari, sai minut kiinnostumaan aiheesta ja tarjosi apuaan alkuvaiheessa. Järjestyksessä toinen esimieheni DI Tiina Tuurnala ylläpiti kiinnostusta elektronisiin karttoihin ja tarjosi käyttööni laajan merenkulkualan kontaktiverkkonsa. Toimistopäällikkö DI Jaakko Halonen on suhtautunut joustavasti ja myönteisesti opiskeluun työn ohessa. Maantieteen laitoksella professori Mauno Kosonen ansaitsee suuren kiitoksen joustavuudesta gradun aiheen valinnassa ottaen huomioon, että pääaineeni on suunnittelumaantiede. Kotona Riikka on tukenut ja auttanut pitkän projektin ajan. Kaikki haastatellut ja mielipiteensä käyttööni tarjonneet ansaitsevat yhtä lailla kiitoksen. 7

2 Merenkulun normiohjaus YK:n alainen International Maritime Organization (IMO) vastaa merenkulun turvallisuuden ja meriympäristön suojelun kehittämisestä ja siihen liittyvästä kansainvälisestä lainsäädännöstä. IMO:n jäsenmaat ovat sitoutuneet noudattamaan tehtyjä päätöksiä. Kopaczin (2001:201) mukaan merenkulun turvallisuus (Safety at Sea) voidaan jakaa neljään osaan: alusten tekninen ja toiminnallinen turvallisuus, navigoinnin turvallisuus, hädässä olevien ihmisten turvallisuus ja laivojen aiheuttaman meren saastumisen ehkäiseminen. Näiden neljän turvallisuuden osaalueen toteutuminen vaatii tietoja, taitoja ja panostuksia sekä merenkulkijoilta että merenkulkua sääteleviltä organisaatioilta ja viranomaistahoilta. Vuonna 2001 tapahtuneiden Yhdysvaltoihin kohdistuneiden terrori-iskujen jälkimainingeissa tehtiin IMO:n piirissä nopeasti uusia päätöksiä meriliikenteen turvatoimien (security) parantamiseksi terrorin aiheuttamia uhkia vastaan (Merenkulkulaitos 2002, HS 2002). Tulevaisuudessa terroria vastaan suojautuminen tulkittaneen viidenneksi kohdaksi Kopaczin esittämään luetteloon. IMO:n tehtävät on jaettu erilaisille komiteoille, jotka puolestaan tekevät yhteistyötä IMO:n ulkopuolisten organisaatioiden kanssa etenkin säännösten valmistelu- ja uusimistyön aikana. Tällaisia organisaatioita ovat mm. International Hydrographic Organization (IHO), International Association of Lighthouse Authorities (IALA) sekä International Maritime Satellite Organisation (INMARSAT). Määräysten käytännön toteuttamisesta ja valvonnasta vastaavat kansalliset viranomaiset sekä kansalliset ja kansainväliset valvonta- ja luokituslaitokset. Kopaczin edellä mainitsemia neljää toimialaa sekä niiden määrittelyä, toteuttamista ja valvontaa kutsutaan meriturvallisuusjärjestelmäksi (Maritime Safety System) (Kopacz 2001:202-206). 2.1 Safety of Life at Sea - SOLAS Meriturvallisuusjärjestelmän historia ulottuu vuoteen 1912, jolloin höyrylaiva Titanic haaksirikkoutui neitsytmatkallaan Isosta-Britanniasta Yhdysvaltoihin. Turmassa menehtyi kaikkiaan yli 1500 matkustajaa ja miehistön jäsentä. Onnettomuuden jälkeen päätettiin ryhtyä toimiin vastaavien onnettomuuksien välttämiseksi tulevaisuudessa. Safety of Life at Sea -sopimus (SOLAS) hyväksyttiin vuonna 1914 Lontoossa pidetyssä konferenssissa. Sopimuksen hyväksyminen oli myös selvä merkki siitä, että ihmisten turvallisuus priorisoitiin omaisuuden turvallisuuteen nähden. Näin ei aikaisemmin suinkaan aina ollut (Kopacz 2001:200). Meriturvallisuuteen liittyviä sopimuksia täydennetään ja ajanmukaistetaan jatkuvasti tekniikan kehittyessä. Siksi vuonna 1914 tehty sopimuskin on muuttunut moneen kertaan. Uusia 8

versioita on ilmestynyt vuosina 1929, 1948, 1960 ja 1974. Tällä hetkellä voimassa on vuonna 1974 julkaistu ja vuonna 1980 voimaan tullut versio lisäyksineen (SOLAS 2002). SOLAS - sopimus koskee kaikkia kansainvälisessä liikenteessä olevia aluksia seuraavia poikkeuksia lukuun ottamatta: sota-alukset, alle 500 tonnin rahtialukset, alukset, joilla ei ole mekaanista voimansiirtoa, primitiiviset puualukset, huvialukset, joita ei käytetä kaupalliseen toimintaan ja kalastusalukset (IMO 2001a:20). Sopimus sisältää tarkkoja ohjeita siitä miten alukset on rakennettava ja varusteltava, jotta niitä voidaan turvallisesti käyttää vesiliikenteessä. SOLAS - sopimuksen ensimmäisen luvun viidennen kohdan mukaan alusten turvallisuudesta vastaavat kansalliset viranomaiset voivat harkintansa mukaan hyväksyä muitakin varusteita ja laitteita kuin SOLAS -sopimuksessa on määrätty, jos ne testein tai muutoin voidaan todeta vähintään yhtä päteviksi kuin määräyksissä mainitut laitteet ja varusteet (IMO 2001a:21). Sopimuksen viides luku käsittelee navigoinnin turvallisuutta (IMO 2001a:359-384). Sen säännössä numero 20 "Nautical publications" (IMO 2001a:382) todetaan: "All ships shall carry adequate and up-to-date charts, sailing directions, lists of lights, notices to mariners, tide tables and all other nautical publications necessary for the intended voyage." Kaikilla aluksilla on siis oltava ajantasaiset merikartat, purjehdusohjeet, loistoluettelot sekä muut navigointiin tarvittavat julkaisut koko aiotulle matkalle. Samaisen viidennen luvun säännössä numero 12, Shipborne navigational equipment, on määritelty ne laitteet, jotka erilaisiin aluksiin on navigoinnin avuksi asennettava. Tällaisia laitteita ovat mm. magneettikompassi, hyrräkompassi sekä tutka (IMO 2001a:370-375). Vuonna 2000 tehdyn ja 1.7.2002 voimaan tulleen lisäyksen mukaan edellä mainitut navigointidokumentit voidaan korvata vastaavilla elektronisilla julkaisuilla ja laitteilla silloin, kun niitä käytetään tyyppihyväksytyssä navigointilaitteessa (IMO 2001b: 157-160). 2.2 The International Convention for Prevention of Pollution from Ships - MARPOL 78 1900 -luvun ensimmäisellä puoliskolla useat valtiot havahtuivat öljyn aiheuttamaan ympäristöuhkaan ja aloittivat kansallisten määräysten laatimisen öljypäästöjen kieltämiseksi aluevesillään. Vuonna 1954 Ison-Britannian johdolla järjestettiin konferenssi, jossa tehtiin ensimmäinen sopimus laivojen aiheuttamien öljypäästöjen vähentämiseksi. Sopimusta täydennettiin 1960- ja 70 -luvuilla moneen kertaan. Pääpaino säännöksissä oli tankkilaivojen normaalista toiminnasta aiheutuvien päästöjen vähentämisessä (MARPOL 2002). Vuonna 1967 Torrey Canyon -tankkialus haaksirikkoutui navigointivirheen seurauksena Englannin Kanaalin länsipäässä. Onnettomuus oli siihen mennessä tuhoisin öljyn aiheuttama saas- 9

tumisonnettomuus, kaikkiaan 117 000 tonnia raakaöljyä pääsi mereen tahrien pahoin Lounais- Englannin ja Pohjois-Ranskan rannikkoa. Tämän jälkeen tiedostettiin, että tarvitaan ohjeita ja määräyksiä myös onnettomuuksien aiheuttamien ympäristötuhojen ehkäisemiseksi. Torrey Canyonin aiheuttamasta havahtumisesta huolimatta laivojen normaaliin toimintaan liittyvää saastuttamista pidettiin edelleen suurempana uhkana, kun vuonna 1973 tehtiin sopimus laivojen aiheuttaminen päästöjen ehkäisemisestä (International Convention for the Prevention of Pollution from Ships, MARPOL). 1970 -luvun lopussa tapahtui kuitenkin lisää vakavia tankkerionnettomuuksia, joiden seurauksena vuonna 1978 pidetyn konferenssin lopputuloksena tehtiin määräyksiä tankkialusten suunnittelusta ja käytöstä. Vuoden 1978 sopimus linkittyi myös vuonna 1974 tehtyyn SOLAS -sopimukseen (MARPOL 2002, The Torrey Canyon's Last Voyage 2002). 2.3 International Regulations for Preventing Collision at Sea - COLREG 72 Sopimus yhteentörmäysten ehkäisemiseksi merellä, International Regulations for Preventing Collision at Sea (COLREG 72), on asiakirja, jossa määritellään ne toimenpiteet ja varusteet, joiden avulla merenkulkijoiden pitää kyetä välttämään yhteentörmäykset merellä liikkuessaan. Säännöt koskevat niin väistämistä, etuajo-oikeuksia kuin valo- ja äänimerkkejäkin. Sopimus tehtiin vuonna 1972 ja se korvasi aiemman vuonna 1960 tehdyn vastaavanluonteisen sopimuksen. Siinä määritellään myös erityiset liikennejakovyöhykkeet, joilla alusten kulkua ohjataan tiheästi liikennöidyillä alueilla. Ensimmäinen liikennejakovyöhyke perustettiin erittäin tiheästi liikennöityyn Englannin kanaaliin, myös Suomenlahdelle on sittemmin määritelty liikennejakoalueita. Suomen lainsäädännössä COLREG -määräykset tunnetaan nimellä Meriteiden säännöt, Suomenkielinen toteutus on suora käännös englanninkielisestä alkutekstistä. Säännöissä mainitaan mm. että kaikkien alusten on aina käytettävä kaikkia käytettävissä olevia keinoja ratkaistakseen onko olemassa yhteentörmäyksen vaaraa. Jos vaara on olemassa, täytyy merenkulkijan ryhtyä tarvittaviin toimenpiteisiin törmäyksen välttämiseksi. Tutkalla varustetuille aluksille asetetaan erityisiä vaatimuksia aluksen lähiympäristön tarkkailusta (COLREG 2002, Vesiliikenteen säädökset 2002:13). Törmäysten välttämiseksi alusten on käytettävä turvallista nopeutta ja otettava huomioon vallitseva näkyvyys, liikenteen tiheys, lähellä olevien alusten ohjailukyky, vallitsevat sää- ja virtausolosuhteet sekä ympäröivän vesialueen veden syvyys suhteessa aluksen syväykseen. Edellä mainittujen seikkojen lisäksi on tutkalla varustettujen alusten otettava huomioon mm. merenkäynnin, sään ja muiden häiriötekijöiden vaikutus tutkahavaintoihin (Vesiliikenteen säädökset 2002:13). Kaikilla osapuolilla on oltava ajantasainen kuva vallitsevasta tilanteesta, jotta määräysten mukaan voitaisiin liikkua. 10

2.4 Standards of Training, Certification and Watchkeeping for Seaferers - STCW 95 Vuonna 1978 tehty sopimus merenkulkuhenkilöstön koulutusvaatimuksista, Standards of Training, Certification and Watchkeeping for Seaferers (STCW), oli ensimmäinen laatuaan kansainvälisellä tasolla. Jo tätä ennen oli kuitenkin useilla valtioilla ollut omia vaatimuksiaan, mutta erot niiden välillä olivat suuria siitä huolimatta, että merenkulku on erittäin kansainvälinen ala. STCW -sopimus määrittelee vähimmäisstandardit merenkulkijoiden koulutukseen, pätevyyskirjojen myöntämiseen sekä vahdinpitoon aluksilla. Vuonna 1995 sopimusta muutettiin vastaamaan paremmin uusia vaatimuksia ja samalla sen tekstiä selvennettiin poistamalla liian tulkinnanvaraisia kohtia. Ongelmana vuoden 1978 sopimuksessa oli se, että sen tulkinta vaihteli suuresti valtioiden välillä. STCW -sopimuksessa on yksi merkittävä ero muihin IMO:n sopimuksiin nähden; sen noudattamista edellytetään myös sellaisilta aluksilta, jotka purjehtivat sopimukseen kuulumattoman valtion lipun alla, mutta jotka vierailevat sopimukseen kuuluvissa valtioissa (STCW 2002). 2.5 Helsinki komissio - HELCOM Helsinki komissio (HELCOM) on Itämeren alueen valtioiden yhteenliittymä, jonka tavoitteena on meriluonnon suojelu ja sen tasapainon palauttaminen ja säilyttäminen kaikista päästölähteistä tulevaa saastumista vastaan. HELCOM on Itämeren suojelusopimuksen (tunnetaan myös Helsingin sopimuksena) toimeenpaneva elin, jonka työ perustuu hallitusten väliseen yhteistyöhön. Komissio laatii suosituksia, joita osallistujat sitoutuvat noudattamaan omassa kansallisessa lainsäädännössään ja muussa toiminnassaan (HELCOM 2002a). Koska Itämeri on eräs maailman vilkkaimmin liikennöidyistä vesialueista, on HELCOM ottanut yhdeksi toimialakseen myös merikuljetusten ympäristöystävällisyyden kehittämisen. Siitä huolimatta, että merikuljetukset ovat yleisesti ympäristöystävällinen tapa kuljettaa tavaraa, liittyy siihen kuitenkin myös ympäristöriskejä. Näitä ovat mm. öljypäästöt tahallisesti tai onnettomuuden seurauksena, ilman saastuminen, rantojen eroosio ja vieraiden eliöiden kulkeutuminen laivojen painolastivesien mukana. Komissio pyrkii erityisesti saasteiden aiheuttaminen ongelmien minimoimiseen (HELCOM 2002b). Saastepäästöjen vähentämisen lisäksi komissio on ottanut tavoitteeksi meriliikenteen turvallisuuden kohentamisen Itämerellä. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi komissio päätti vuoden 2001 ministerikokouksessa mm. uusien reittijakovyöhykkeiden määrittelystä, merenmittaustoiminnan tehostamisesta sekä elektronisten merikarttojen käytön edistämisestä. Näiden toi- 11

mien toivotaan vähentävän törmäysten mahdollisuuksia tiheästi liikennöidyillä alueilla sekä parantavan käytettävien kartta-aineistojen laatua (HELCOM 2002c). 12

3 Merenkulun infrastruktuuri Suomessa Merenkulun turvallisuudesta ja sen toimintaedellytysten luomisesta Suomessa vastaa Liikenne- ja viestintäministeriön (LVM) alainen yli 300 -vuotiset perinteet omaava Merenkulkulaitos (MKL). Sen tehtäviin kuuluu alusturvallisuuden valvonta, väylien suunnittelu, toteutus ja yllä-pito, merikartoitus, talvimerenkulun avustaminen, luotsaus- ja liikenteenohjauspalvelut sekä merenkulun tarvitsemien telematiikkapalveluiden tuottaminen. Näiden lisäksi sen toimialaan kuuluu erilaisia yhteiskunnallisia tehtäviä ja viranomaistehtäviä. Toiminta rahoitetaan kauppamerenkulkua palvelevien tehtävien osalta väylä- ja luotsausmaksuilla. Muiden viranomais- ja yhteiskunnallisten tehtävien osalta rahoitus tulee valtion budjetista (MKL 2001). 3.1 Merenkulkulaitoksen organisaatio Merenkulkulaitos toimii Liikenne- ja viestintäministeriön alaisena valtion laitoksena, jota valvoo valtion, liike-elämän ja laitoksen henkilöstön edustajista koostuva johtokunta. Laitos oli vuoden 2003 helmikuun loppuun saakka jaettu neljään pääjohtajan alaiseen osastoon ja neljään merenkulkupiiriin. Osastot vastasivat keskitetysti niille määrätyistä tehtävistä, merenkulkupiirit puolestaan vastasivat omilla toiminta-alueillaan niille erikseen määrätyistä tehtävistä kuten väylänpidosta ja yhteysalusliikenteestä. Henkilötyövuosia Merenkulkulaitoksessa oli vuonna 2001 kaikkiaan 1825 (MKL 2001, MKL 2002c:5). Vuoden 2002 aikana on Liikenne- ja viestintäministeriön asettamien tavoitteiden mukaisesti aloitettu toimenpiteet Merenkulkulaitoksen organisaation uudelleenjärjestelemiseksi. Tavoitteena on toiminnan tehostaminen ja organisaation eri osien välisen työnjaon selkiyttäminen. Kehityshankkeen tuloksena vuoden 2003 maaliskuun alussa aloittivat toimintansa kolme uutta, muista toiminnoista eriytettyä sisäistä tuotantoyksikköä, jotka vastaavat yhteysalusliikenteestä, varustamotoiminnasta ja luotsauksesta. Yksiköiden on määrä muuttua täysin itsenäisiksi liikelaitoksiksi vuoden 2004 alusta alkaen. Myös laitoksen entinen osastojako poistui 1.3.2003 alkaen, sen sijaan toimintansa aloittivat neljä valtakunnallista toimintoa sekä kolme valtakunnallista tukipalvelua (kuva 1). Vuoden 2003 aikana sisäinen toiminta jaetaan entistä selkeämmin tilaaja-tuottajamallin mukaisesti. Samantyyppisiä organisaatiomuutoksia on tehty muiden valtion toimintojen kuten tienpidon ja ilmaliikenteen osalta jo aiemmin (Väisänen 2002:4, MKL 2003c). 13

Kuva 1: Merenkulkulaitoksen organisaatio 1.3.2003 alkaen (MKL 2003b) 3.1.1 Alusturvallisuus Vesiliikennealusten turvallisuudesta vastaa Merenkulkulaitoksen merenkulkuosasto, jonka tehtävänä on valvoa miehistön pätevyyttä sekä alusten teknistä kuntoa. Valvontatehtävää suoritetaan pitämällä kirjaa suomalaisen merenkulkuhenkilöstön pätevyyskirjoista sekä suorittamalla suomalaisille aluksille peruskatsastuksia ja ulkomaalaisille aluksille kansainvälisesti sovittuja ns. Port State Control -tarkastuksia. Merenkulun turvallisuuden yksi osa-alue on huviveneilyä koskevien säädösten, esimerkiksi EU:n huvivenedirektiivin, seuranta ja valvonta (MKL 2002b). 3.1.2 Väylänhoito Merenkulkulaitoksen ylläpitämän väylästön yhteispituus on rannikolla noin 7600 km ja sisävesillä 7900 km, yhteensä noin 15500 km, josta kauppamerenkulun väyliä on noin 5400 km. Väylien merkitsemiseen käytetään sekä valaistuja että valaisemattomia turvalaitteita (mm. majakoita, viittoja poijuja ja linjatauluja), joiden yhteenlaskettu määrä on noin 25000 (MKL 2003d). 14

Väylänpito jakautuu väylästön ylläpitoon ja kehittämiseen. Ylläpidon tarkoituksena on pitää väylät turvallisina käyttäjille mm. turvalaitteita huoltamalla ja uusimalla sekä huolehtimalla väylän kulkusyvyyden säilymisestä. Väylästön kehittäminen koostuu pääosin olemassa olevien väylien parantamishankkeista, joiden tarkoituksena on kuljetustalouden parantaminen (useimmiten väylää syventämällä) tai merenkulullinen parantaminen (linjauksen muutokset, leventäminen tai turvalaitteiden parantaminen). Väylänpidon valtakunnallisesta koordinoinnista ja kehittämisestä vastaavat Väylänpitotoiminnon alaiset yksiköt, merenkulkupiirit toimivat toteuttajaportaana tai ulkopuolisella urakoitsijalla teetettävän työn tilaajana omilla toimialueillaan (MKL 2002d, MKL 2003c). 3.1.3 Merikartoitus Merikartoitus sisältää sekä merenmittauksen että merikarttojen valmistuksen. Merenmittausten tuloksena saatavia syvyystietoja käytetään hyväksi sekä väylänsuunnittelussa että merikarttatuotannossa. Tietotekniikan kehittyminen on mullistanut merenmittauksen; uudet menetelmät tuottavat entistä enemmän ja entistä tarkempaa tietoa merenpohjan muodoista. Merenmittausaineistojen perusteella tuotetaan sekä perinteisiä paperisia merikarttoja että uudempia elektronisia merikarttatuotteita veneilyn ja ammattimerenkulun tarpeisiin. Merenmittauksesta vastaa Merikartoitustoimintoon kuuluva merenmittausyksikkö ja kartantuotannosta samaan toimintoon kuuluva merikarttayksikkö (MKL 2001, MKL 2002d). 3.1.4 Talvimerenkulun avustaminen Suomi on Euroopan Unionin pohjoisin jäsenmaa ja maailmanlaajuisestikin yksi niistä harvoista valtioista, jonka kaikki satamat jäätyvät normaalitalvina pisimmillään jopa puoleksi vuodeksi. Suomen noin 50 satamasta 23 pidetään talvisin toimintakelpoisina Merenkulkulaitoksen yhdeksän jäänmurtajan avustuksella. Talvikaudella 2000-2001 Suomen satamissa kirjattiin yli 25000 saapunutta ja lähtenyttä alusta, joiden kuljettaman rahdin kokonaismäärä oli 33,2 miljoonaa tonnia. Talvimerenkulun avustamisesta Merenkulkulaitoksessa vastaa valtakunnallinen toimintayksikkö ja jäänmurtajien ylläpidosta ja liikennöinnistä laitoksen sisäinen varustamoyksikkö, jonka toimialaan kuuluu jäänmurtotoiminnan lisäksi myös uudenaikaisten monitoimijäänmurtajien varustamotoiminta. Monitoimimurtajat työskentelevät ympäri vuoden, talvella Suomessa jäänmurtotehtävissä ja kesällä ns. offshore -tehtävissä eri puolilla maailmaa mm. Pohjanmerellä ja Meksikossa. Varustamoyksiköstä on määrä tulla erillinen valtion liikelaitos vuoden 2004 alusta alkaen (MKL 2001, MKL 2003c). 15

3.1.5 Luotsaus Luotseja käytetään kaikkialla maailmassa opastamaan aluksia turvallisesti satamiin. Merenkulkulaitoksen luotsausyksikkö vastaa yksinoikeudella luotsauspalveluiden tuottamisesta Suomessa. Rannikoillamme on 12 luotsiasemaa ja sisävesillä kuusi. Kaikki sisävesien luotsiasemat ovat Saimaan alueella. Säännöllisesti Suomen satamissa käyvien alusten päällystöille voidaan myöntää ns. linjaluotsikirjoja, jotka mahdollistavat liikenteen ilman luotsin apua. Vuonna 2001 luotsaustapahtumia oli kaikkiaan yli 33000 ja luotsattujen matkojen yhteispituus oli yli 677 000 merimailia. Vuoden 2004 alussa luotsausyksikön on määrä siirtyä valtion liikelaitokseksi (MKL 2001, MKL 2002b, MKL 2003c). 3.1.6 Vessel Traffic Service (VTS) Luotsausta täydentää koko Suomen rannikon kattava Vessel Trafic Service -järjestelmä (VTS), jonka tehtävänä on ohjata ja valvoa meriliikennettä Suomen alueella. VTS -keskuksia on kaikkiaan viisi Kotkasta Vaasaan kattaen merialueet Suomen itäiseltä merirajalta aina Tornioon saakka. VTS keskukset käyttävät valvonnassa apuna tutkaverkkoa, valvontakameroita sekä kattavaa VHF -puhelinverkkoa. Keskuksissa työskentelevät meriliikenneohjaajat seuraavat alusten liikkeitä karttanäyttöjen sekä kameroiden avulla ja yhteyttä aluksiin pidetään VHF -puhelimilla. Tarvittaessa meriliikenneohjaajat antavat ohjeita ja määräyksiä alusten turvallisen kulun varmistamiseksi samaan tapaan kuin lennonjohtajat ohjeistavat lentokoneita. VTS - toiminnot kuuluvat Merenkulkulaitoksen meriliikenteen ohjausyksikön vastuulle (MKL 2002e, MKL 2003c). Yhteistyössä Viron ja Venäjän viranomaisten kanssa on suunnitteilla Suomenlahden voimakkaasti lisääntyvän liikenteen valvontaa varten perustettava Vessel Traffic Management and Information Service -keskus (VTMIS), joka valmistuessaan kattaa Pohjoisen Itämeren ja Suomenlahden Saarenmaalta Pietariin. Järjestelmä otetaan käyttöön vuonna 2004 (MKL 2001, MKL 2002e). 3.1.7 Automatic Identification System (AIS) Automatic Identification System -järjestelmä (AIS) on alusten automaattiseen tunnistamiseen kehitetty tietojärjestelmä, jonka tarkoituksena on helpottaa sekä alusten keskinäistä että maaasemilla tapahtuvaa alusten tunnistamista ja niiden liikkeiden seurantaa. AIS koostuu maissa sijaitsevista tukiasemista ja aluksiin asennetuista AIS transpondereista, jotka lähettävät VHF -taajuudella aluksen tunnistetietojen lisäksi informaatiota mm. sen sijainnista, liikesuunnasta, lastista ja määränpäästä, kuva 2. Transponderin lähettämät tiedot sijoitetaan esim. VTS - keskuksen liikennetilannekuvaan, jolloin meriliikenneohjaaja pystyy reaaliajassa seuraamaan 16

kunkin aluksen liikkeitä. Maa-asemien lisäksi muut transponderilla varustetut alukset näkevät muiden lähellä olevien vastaavilla transpondereilla varustettujen alusten tiedot omien laitteidensa näytöillä. Tietojen näyttölaitteena voi olla tutkan kuvaruutu tai elektronien karttanäyttölaite. IMO:n määräyksestä AIS tuli pakolliseksi kaikkiin uusiin matkustaja-aluksiin 1.7.2002 alkaen ja lisäksi tiettyihin rahtialuksiin niiden koon ja liikennealueen mukaan. Vanhemmille jo liikenteessä oleville aluksille AIS tulee pakolliseksi vuoteen 2008 saakka kestävän siirtymäajan puitteissa. Merenkulkulaitos vastaa Suomen AIS verkon kehittämisestä ja ylläpidosta (Anon 2002:23, MKL 2002b). Kuva 2: AIS -järjestelmän rakenne (Sperry Marine 2003). 3.1.8 Muut telematiikkapalvelut Merenkulkulaitos vastaa VTS:n ja AIS:n lisäksi myös useista meriliikennettä palvelevien telematiikka- eli tiedonsiirtosovellusten kehittämisestä ja ylläpidosta. Telematiikkapalveluiden tarkoituksena on edistää liikenteen turvallisuutta ja tehokkuutta sekä ehkäistä ympäristövahinkoja. Tällaisia palveluja ovat mm. jäänmurtajien tiedonvälitykseen tarkoitettu IBNet, luotsinvälitykseen tarkoitettu PilotNet sekä Port@Net palvelu, jolla kerätään tietoja alusten liikennöinnistä Suomen satamissa. Merenkulkulaitos myös ylläpitää viidestä radioasemasta koostuvaa differentiaali- GPS verkkoa (DGPS), jonka tarkoituksena on tuottaa korjaustietoa GPS -navigaattoreiden paikannustarkkuuden parantamiseksi (MKL 2002b). 17

3.2 Kansainvälinen yhteistyö Merenkulkulaitoksen yksiköiden edustajat osallistuvat Suomen edustajina oman alansa kansainvälisten organisaatioiden kuten IMO:n, IHO:n, Euroopan Unionin ja niiden alaisten työryhmien merenkulkua koskevaan suunnittelu- ja päätöksentekotyöhön (MKL 2002c:21). 18

4 Navigointi merellä Navigoinnilla tarkoitetaan aluksen; esimerkiksi veneen, laivan tai lentokoneen, sijainnin määrittämistä ja reitin suunnittelua (Sivistyssanakirja 1988:491). "Navigation is the business of conducting a craft as it moves about its ways" (Andersson 1966, cit. Larjo 1998:1). Anderssonin määritelmän mukaan paikanmääritys ja aluksen ohjailu ovat kiinteä kokonaisuus, merenkulussa nämä kaksi toimintoa mielletään kuitenkin käytännössä erillisiksi taidoiksi ja toimenpiteiksi (Larjo 1998:1). Tärkeä navigointiin liittyvä käsite on merkintälasku, jolla tarkoitetaan ohjatun suunnan ja sijainnin merkitsemistä merikartalle sekä laskumenetelmää, jolla matemaattisten laskutoimitusten avulla määritellään aluksen paikka. Nykyaikaiset elektroniset paikanmääritys- ja navigointilaitteet ovat osittain korvanneet ihmisen merkintälaskun suorittajana, laitteet käyttävät kuitenkin samoja periaatteita kuin käytetään käsin laskettaessakin (Löfgren 1997:67). 4.1 Reittisuunnitelma Kaikkien SOLAS -sopimuksen piiriin kuuluvien alusten on laadittava reittisuunnitelma kaikille matkoilleen (Häkämies 2001, IMO A.893(21) 1999). Reittisuunnitelma on laadittava käyttäen hyväksi kaikkia käytettävissä olevia ja ajantasaisia tietoja aluksen turvallisen kulun ja meriympäristön suojelun varmistamiseksi. Reittisuunnitelman laatimisen apuna on käytettävä tarkimpia saatavilla olevia karttoja ja noudatettava reitillä olevia liikennejakoalueita ja muita hallinnollisia rajoituksia ja määräyksiä sekä otettava huomioon merenkululle vaaraa aiheuttavat kohteet ja huomioitava säätila ja sen muutokset. Reittisuunnitelma tehdään kirjallisena ja se on pidettävä navigointihenkilöstön saatavilla, kunnes reitti on kuljettu loppuun. Navigoinnin aikana reittiin ilmenevistä muutostarpeista tehdään erillinen suunnitelma, johon pätevät samat säännöt ja ohjeet kuin varsinaiseen reittisuunnitelmaankin. Reitin suorittamisen aikana aluksen ohjaamisesta vastaavan vahtihenkilöstön on huolehdittava siitä, että aluksen sijainti, nopeus ja suunta vastaavat suunnitelmaa. Nämä tiedot on säännöllisin väliajoin myös merkittävä lokikirjaan (IMO 2001b:176-177, Merenkulkulaitoksen tiedotuslehti 1998:2-7). Matkan aikana aluksen komentosillalla on ylläpidettävä riittävää miehitystä, jonka tehtäviin kuuluu mm. aluksen ohjailu, reitin seuranta ja tähystys sekä tarvittaessa kommunikointi muiden alusten tai maa-asemien kanssa. Tähystyksen tehtävänä on pitää yllä jatkuvaa tilannekuvaa aluksen ympärillä tapahtuvasta toiminnasta ja aluksen turvallisesta kulusta. Huonon näkyvyyden vallitessa tähystystä voidaan suorittaa myös tutkaa apuna käyttäen (Merenkulkulaitoksen tiedotuslehti 1998:2-7). 19

4.2 Aluksen navigointivälineet 4.2.1 Merikartta Merikartta on navigaattorin tärkein instrumentti; sen avulla aluksen reitti suunnitellaan ja myös seurataan reittisuunnitelman toteutumista. Reitin suunnittelu alkaa lähtöpaikan ja kohteen määrittelyllä ja tämän jälkeen hankitaan reitin kattavat ajan tasalla olevat kartat ja muut asiakirjat. Vasta sitten voidaan aloittaa varsinainen reitin (kääntöpisteiden ja ohjattavien suuntien) suunnittelu. Aiottu reitti merkitään kartalle huomioiden reitinsuunnittelusta annettujen ohjeiden mukaiset asiat (Merenkulkulaitoksen tiedotuslehti 1998:2). Kuvassa 3 navigaattori merikartan ääressä merkitsemässä aluksen paikkaa kartalle. Jotta aluksen olisi mahdollista tehdä reittisuunnitelmia koko toimialueellaan, on sen ylläpidettävä karttavarastoa, joka kattaa mahdolliset lähtö- ja tulosatamat sekä reitin varrelle osuvat alueet. Tämä tarkoittaa sitä, että aluksen karttavarasto käsittää usein kaikkiaan satoja karttalehtiä, maailmanlaajuisessa liikenteessä olevalla aluksella voi olla jopa tuhat erilaista merikarttaa (Patrakka 2002, Taivi 2002, Ruotsalainen 2003). Kuva 3: Navigaattori työssään merikartan ääressä. 20

4.2.2 Kompassi Alusta ohjattaessa reittisuunnitelman mukainen suunta pidetään oikeana kompassien antaminen suuntatietojen perusteella. SOLAS määräysten mukaan aluksessa on oltava sekä hyrräettä magneettikompassit Käytännössä magneettikompassin roolina on toimia varalaitteena (IMO 2001a:370-372). Magneettikompassin toiminnassa käytetään hyväksi vapaasti vaakatasossa liikkuvan magneetin asettumista maan magneettikentän mukaan. Hyrräkompassin toiminta puolestaan perustuu maan pyörimisliikkeen ja painovoiman vaikutukseen kompassilaitteen sisällä nopeasti pyörivään hyrrään. Hyrräkompassin ilmoittamaa suuntaa voidaan pitää tarkempana, koska siihen eivät häiriöt (eranto ja eksymä) vaikuta. Sen sijaan kompassin tarkkuuteen vaikuttavat aluksen ohjailun aiheuttamat ballistiset virheet, jotka saattavat olla muutaman asteen suuruusluokkaa. Kompassin tuottama suuntatieto syötetään nykyaikaisissa navigointijärjestelmissä yleensä muihin navigointilaitteisiin kuten tutkaan ja automaattiohjaukseen eli autopilottiin. Autopilotin tehtävänä on pitää aluksen suunta suunnitelman mukaisena ja ohjata sitä laitteen muistiin ohjelmoitua reittiä pitkin hyrräkompassin antaman suuntatiedon ja paikannuslaitteiden syöttämän sijaintitiedon perusteella. Tutka puolestaan referoi tutkakuvan näyttöruudulle kompassilta saamansa suuntatiedon perusteella (Merenkulun oppikirja I 1958:18-21, Onnettomuustutkintakeskus 2000:12-13, 16-17, Varonen 1988:12). Kompassia on mahdollista käyttää paikanmääritykseen myös ilman elektronisia apuvälineitä. Kädessä pidettävällä tai esimerkiksi aluksen partaaseen kiinnitetyllä erityisellä suuntimakompassilla voidaan mitata suuntimia tunnettuihin näkyvissä oleviin kohteisiin ja niiden avulla piirtää sijoittajat merikartalle (kuva 4). Sijoittajien risteyskohtaa voidaan pitää aluksen sijaintipaikkana ottaen kuitenkin huomioon mittausvirheiden mahdollisuus, joka aiheuttaa epämääräisyyttä tarkkuuteen (Löfgren 1997:24, Merenkulun oppikirja I 1958:113). 21

321 46 Kuva 4: Esimerkki sijoittajien piirtämisestä kartalle. CD Merikartta Pietari-Tukholma 2001. Merenkulkulaitoksen lupa numero 513/721/2003. 4.2.3 Paikanmäärityksen historiaa Jo ennen ajanlaskumme alkua hellenistisessä tiedeyhteisössä oivallettiin maapallon olevan pyöreä. Vuonna 240 ekr. Erastothenes mittasi maapallon ympärysmitan varsin tarkasti. Hän käytti hyväkseen auringon aiheuttaman varjon pituuseroa kahdella eri paikkakunnalla. Myöhemmin Ptolemaios systematisoi vallitsevan maapallokäsityksen pysty- ja vaakasuuntaisen asteverkon muodostamaksi koordinaatistoksi, jossa leveys- ja pituuspiirit määrittivät paikan sijainnin yksiselitteisesti. Arabipurjehtijoiden tärkeä oivallus oli se, että tähtitieteen avulla voidaan sijainti määrittää sen mukaan miltä ulkoinen avaruus havaitsijan kannalta näyttää (Nurminen 1992:124, Nurminen 1995:17). Portugalilaiset merenkulkijat kunnostautuivat paikanmääritysvälineiden kehittäjinä. Heidän työnsä tuloksena otettiin käyttöön uusia työvälineitä, muun muassa tähtitieteellisten mittausten tekemiseen tarkoitettu meriastrolabi, jolla tähdättiin taivaankappaletta ja saatiin laskettua auringon korkeus sen heittämän varjon perusteella sekä painovoiman hyväksikäyttöön perustuva kvadrantti. Näitä välineitä käyttämällä kyettiin laskemaan leveyspiiri, jolla alus on. Sittemmin käyttöön tuli edistyneempiä instrumentteja, joista mainittakoon Jaakobin sauva, ristisauva, oktantti ja sekstantti, kuva 5. Oktantti ja sekstantti perustuvat peilien ja kiinteän as- 22

teikon käyttöön, sekstanttia käytetään vielä nykyäänkin laivoissa varalaitteena siltä varalta, että modernimmat paikannusvälineet menevät epäkuntoon (Nurminen 1992:124-128). Edellä kuvatuilla instrumenteilla saatiin selville leveyspiiri, jolla havaitsija on eli etäisyys päiväntasaajasta kohti jompaakumpaa napaa. Jotta paikanmääritys olisi täydellinen, tarvitaan kuitenkin tieto myös pituuspiiristä eli siitä mikä on etäisyys käytettyyn nollapituuspiiriin. Maapallon pyöriminen akselinsa ympäri antaa mahdollisuuden määritellä pituuspiiri aikaa mittaamalla. Kun maapallon pyörimisnopeus tunnetaan, voidaan kahden pituuspiirin välinen etäisyys mitata aikaeron perusteella. Tällöin on tiedettävä kellonaika sekä sovitulla keskimeridiaanilla että aluksen sijaintia vastaavalla meridiaanilla (Nurminen 1992:151). Kuva 5: Instrumentteja leveyspiirin määrittämiseksi. Ylhäältä vasemmalta alkaen: Jaakobinsauva, takasauva, astrolabi ja kvadrantti (Nurminen 1992:102). Jotta pituuspiirin määrittäminen olisi riittävän tarkkaa, on ajan mittaamiseen käytettävän menetelmän tarjottava riittävä tarkkuus. Auringon korkeuden mittaaminen antaa mahdollisuuden määrittää keskipäivän hetken sillä pituuspiirillä jolla ollaan, mutta vakiopituuspiirin aikatieto tarvitaan myös, jotta auringonkorkeustiedosta olisi mitään hyötyä. Pituuspiirin mittausperiaate oli tuttu jo antiikin purjehtijoille, mutta metodit sen luotettavan määrittämiseen saatiin käyttökelpoisiksi vasta 1700 -luvulla, kun englantilaisen puusepän John Harrisonin kehittämä kro- 23