Paikkatietopohjainen kulttuuriperintöaineisto

Esitys Kansalliskirjaston Finto-palvelun ja arkistosektorin KDK-yhteistyöverkoston järjestämässä seminaarissa: Linkity! Kohti yhteentoimivaa metatietoa 3.9.2014.

Evaluation of Location Intelligence exploitation in capital-intensive business

As technology has developed it has increased the number of data produced and collected from business environment. Over 80% of that data includes some sort of reference to geographical location. Individuals have used that information by utilizing Google Maps or different GPS devices, however such information has remained unexploited in business. This thesis will study the use and utilization of geographically referenced data in capital-intensive business by first providing theoretical insight into how data and data-driven management enables and enhances the business and how especially geographically referenced data adds value to the company and then examining empirical case evidence how geographical information can truly be exploited in capital-intensive business and what are the value adding elements of geographical information to the business. The study contains semi-structured interviews that are used to scan attitudes and beliefs of an organization towards the geographic information and to discover fields of applications for the use of geographic information system within the case company. Additionally geographical data is tested in order to illustrate how the data could be used in practice. Finally the outcome of the thesis provides understanding from which elements the added value of geographical information in business is consisted of and how such data can be utilized in the case company and in capital-intensive business.

Pohjavesialueilla sijaitsevien maa-ainesten ottoalueiden tila ja kunnostustarve Keski-Suomen maakunnassa

Hankkeen tavoitteena oli selvittää maa-ainesten ottoalueiden sijaintia, laajuutta, jälkihoitotilannetta sekä kunnostustarvetta Keski-Suomen maakunnan pohjavesialueilla. Hanke toteutettiin vuosina 2010–2012 osana valtakunnallista Soranottoalueiden tila ja ympäristöriskit (SOKKA) -hanketta. Maa-ainesten ottoa säädellään vuonna 1982 voimaan tulleella maa-aineslailla ja sen mukaisella lupamenettelyllä. Usein käyttökelpoisimmat maa-ainesvarat ja vedenhankinnalle tärkeät pohjavesivarat sijaitsevat samoissa geologisissa muodostumissa. Maa-ainesten oton on todettu vaikuttavan pohjaveden laatuun ja määrään sekä lisäävän pohjaveden likaantumisuhkaa. Maa-ainesten oton haitallisia vaikutuksia pohjaveteen voidaan vähentää ottotoiminnan aikaisilla toimenpiteillä sekä ottoalueiden asianmukaisella jälkihoidolla toiminnan loputtua. Ennen maa-aineslain voimaantuloa jälkihoitovelvoitteita ei ollut, minkä vuoksi vanhat ottoalueet ovatkin usein jälkihoitamattomia. Hankkeessa selvitettiin maa-ainesten oton tilanne 164 pohjavesialueella. Tarkastelussa oli mukana 1 305 maa-ainesten ottoaluetta, joiden yhteispinta-ala kattoi 2 403 hehtaaria. Ottoalueet jaettiin luokkiin jälkihoidon tilan ja kunnostustarpeen perusteella. Jälkihoitoluokka määritettiin maastokäynneillä valtakunnallisen hankkeen ohjeistuksen mukaisesti. Ottoalueiden kunnostustarveluokka määritettiin tässä hankkeessa kehitellyn pisteytyksen perusteella. Maa-ainesten ottoalueet rajattiin digitaalisesti kartalle paikkatieto-ohjelmalla. Valtaosa tarkastelluista maa-ainesten ottoalueista oli jälkihoitamattomia tai toiminnassa olevia. Lukumääriä tarkasteltaessa jälkihoitamattomien ottoalueiden osuus oli 50,4 % ja toiminnassa olevien alueiden 26,3 %. Muotoiltuja ottoalueita oli 4,0 %, osittain jälkihoidettuja 9,1 % ja jälkihoidettuja 0,3 % ottoalueiden kokonaismäärästä. Muussa käytössä, kuten urheilukenttänä, asuin- tai teollisuusalueena oli 2,5 % ottoalueista. Pinta-aloja tarkasteltaessa toiminnassa olevien ottoalueiden osuus oli suurin (41,9 %). Lukumääriä tarkasteltaessa kunnostustarve määritettiin suureksi 3,0 %:lla ottoalueista. Kunnostustarve oli kohtalainen 30,7 %:lla ja vähäinen tai tarpeeton 52,5 %:lla ottoalueista. Maa-ainesluvan mukaisesti kunnostettavia ottoalueita oli 13,9 % ottoalueiden kokonaismäärästä. Pinta-aloja tarkasteltaessa kunnostustarve oli suuri 7,5 %:lla, kohtalainen 28,6 %:lla ja vähäinen tai tarpeeton 24,0 %:lla ottoalueiden yhteispinta-alasta. Maa-ainesluvan mukaisesti kunnostettavia ottoalueita oli suurin osa, 39,9 %, ottoalueiden yhteispinta-alasta. Yleisimpiä maa-ainesten ottoalueilla tarvittavia kunnostustoimia ovat jätteiden ja romujen poisto, rintausten muotoilu, pintamateriaalin levitys maanpinnalle sekä puuston ja kasvillisuuden istutukset. Maaperälle ja pohjavedelle haitallista jälkikäyttöä voidaan ehkäistä katkaisemalla ottoalueelle johtavat kulkuväylät.

Finto-tilannekatsaus

Esitys Kansalliskirjaston järjestämässä Asiantuntijaseminaarissa Helsingissä 28.4.2015.

Suurten paikkatietoaineistojen käsittely

Maapallosta, sen ihmisistä, muista eliölajeista ja elottomasta luonnosta kerätään joka päivä valtavasti erilaista tilastotietoa. Usein tämä tieto on sidottu paikkaan. Tietoa, johon liittyy paikka, sanotaan paikkatiedoksi. Paikkatietoaineistoa voidaan tarkastella tasoittain. Paikkatieto-ohjelmistolla näitä tasoja pystytään hallitsemaan: poistamaan, lisäämään tai muuttamaan niiden keskinäistä järjestystä. Yhdessä tai erikseen. Paikkatieto-ohjelmistot tarjoavat monipuoliset työkalut paikkatiedon analysoimiseen sekä helppokäyttöisen graafisen käyttöliittymän. Paikkatieto voidaan kuvata joka rasteri- tai vektorimuodossa. Menetelmät eivät kilpaile keskenään, vaan sopivat lähinnä erilaisen tiedon kuvaamiseen. Rasterimuotoisen paikkatiedon sijainti perustuu rasteriruutuihin, rivien ja sarakkeiden sijaintiin ruudukossa. Vektorimuotoinen paikkatieto esitetään yleensä karttakoordinaatteina. Tutkimukseni tavoitteena oli selvittää, miten paikkatietoaineistoja pystyy pilkkomaan pienemmiksi, laskentaa nopeuttavimmiksi paloiksi sekä miten eri muotoa olevien paikkatietoaineistojen välisten ominaisuuksien laskenta onnistuu ilman paikkatieto-ohjelmistoja. Lisäksi pohdin, miten tällainen laskenta olisi mahdollista ulottaa ohjelmointitaitoja osaamattomille ihmisille. Tein tutkielman ohessa ohjelmakoodin, joka luki, pilkkoi ja käsitteli rasterimuotoisia paikkatietoaineistoja. Tutkimus osoitti, että suurilla rasteriaineistoilla paikkatieto-ohjelmistojen ulkopuolella tehty laskenta voi tuottaa merkittävää hyötyä paikkatiedon käyttäjälle laskennan nopeutumisen ja monipuolistamisen kautta. Vaikka useissa ammattikäytöön suunnitelluissa paikkatieto-ohjelmistoissa pystyy käyttöä monipuolistamaan itse tekemien skriptien ja osamoduulien avulla, ei tämä anna samaa vapautta, mitä suoraan interaktiivinen pythonin käyttö voi antaa. Toisaalta skriptit ja osamoduulit vaativat saman ohjelmointiosaamisen. Jo pienehkö osaohjelmien paketti voi auttaa merkittävästi paikkatietoaineiston käytössä paikkatieto-ohjelmistoista riippumattomasti. Tutkimuksessani havaitsin paikkatiedon käyttäjien vahvan kahtiajakautuneisuuden. Toisena ryhmänä ovat GIS-ammattilaiset, jotka ymmärtävät paikkatiedon luonteen ja osaavat käyttää paikkatieto-ohjelmistoja. Toisen ryhmän muodostavat ohjelmoinnin ammattilaiset. Näiden kahden ryhmän yhteistyötä täytyisi lisätä.

Location intelligence strategisen päätöksenteon tukena

Kilpailuetua tavoittelevan yrityksen pitää kyetä jalostamaan tietoa ja tunnistamaan sen avulla uusia tulevaisuuden mahdollisuuksia. Tulevaisuuden mielikuvien luomiseksi yrityksen on tunnettava toimintaympäristönsä ja olla herkkänä havaitsemaan muutostrendit ja muut toimintaympäristön signaalit. Ympäristön elintärkeät signaalit liittyvät kilpailijoihin, teknologian kehittymiseen, arvomaailman muutoksiin, globaaleihin väestötrendeihin tai jopa ympäristön muutoksiin. Spatiaaliset suhteet ovat peruspilareita käsitteellistää maailmaamme. Pitney (2015) on arvioinut, että 80 % kaikesta bisnesdatasta sisältää jollakin tavoin viittauksia paikkatietoon. Siitä huolimatta paikkatietoa on vielä huonosti hyödynnetty yritysten strategisten päätösten tukena. Teknologioiden kehittyminen, tiedon nopea siirto ja paikannustekniikoiden integroiminen eri laitteisiin ovat mahdollistaneet sen, että paikkatietoa hyödyntäviä palveluja ja ratkaisuja tullaan yhä enemmän näkemään yrityskentässä. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää voiko location intelligence toimia strategisen päätöksenteon tukena ja jos voi, niin miten. Työ toteutettiin konstruktiivista tutkimusmenetelmää käyttäen, jolla pyritään ratkaisemaan jokin relevantti ongelma. Konstruktiivinen tutkimus tehtiin tiiviissä yhteistyössä kolmen pk-yrityksen kanssa ja siihen haastateltiin kuutta eri strategiasta vastaavaa henkilöä. Tutkimuksen tuloksena löydettiin, että location intelligenceä voidaan hyödyntää strategisen päätöksenteon tukena usealla eri tasolla. Yksinkertaisimmassa karttaratkaisussa halutut tiedot tuodaan kartalle ja luodaan visuaalinen esitys, jonka avulla johtopäätöksien tekeminen helpottuu. Toisen tason karttaratkaisu pitää sisällään sekä sijainti- että ominaisuustietoa, jota on yhdistetty eri lähteistä. Tämä toisen tason karttaratkaisu on usein kuvailevaa analytiikkaa, joka mahdollistaa erilaisten ilmiöiden analysoinnin. Kolmannen eli ylimmän tason karttaratkaisu tarjoaa ennakoivaa analytiikkaa ja malleja tulevaisuudesta. Tällöin ohjelmaan koodataan älykkyyttä, jossa informaation keskinäisiä suhteita on määritelty joko tiedon louhintaa tai tilastollisia analyysejä hyödyntäen. Tutkimuksen johtopäätöksenä voidaan todeta, että location intelligence pystyy tarjoamaan lisäarvoa strategisen päätöksenteon tueksi, mikäli yritykselle on hyödyllistä ymmärtää eri ilmiöiden, asiakastarpeiden, kilpailijoiden ja markkinamuutoksien maantieteellisiä eroavaisuuksia. Parhaimmillaan location intelligence -ratkaisu tarjoaa luotettavan analyysin, jossa tieto välittyy muuttumattomana päätöksentekijältä toiselle ja johtopäätökseen johtaneita syitä on mahdollista palata tarkastelemaan tarvittaessa uudelleen.

Aktiivisten sonar-järjestelmien käytettävyys Suomen merialueilla

Aktiivisia sonar-järjestelmiä käytetään monipuolisesti vedenalaisen valvonnan, sukellusveneentorjunnan ja miinantorjunnan osana. Itämeren olosuhteet ovat tunnetusti vaikeat aktiivisten sonar-järjestelmien käyttöä ajatellen. Tutkielman tarkoituksena on selvittää millaisia ominaisuuksia niiltä vaaditaan Suomen merialuilla toimittaessa. Tutkielmassa on esitetty vedenalaisen akustiikan perusteet, sonar-tekniikkaa ja Suomen merialueiden olosuhteet. Suomen merialueilta tutkielmassa on selvitetty vesiääniolosuhteet ja pohjan topografia sekä geologia. Tutkimusmenetelmänä käytettiin kirjallisuustutkimusta. Aineistoa on koostettu Puolustusvoimien oppaista, alan perusteoksista, kirjallisuudesta, Internet tietokannoista ja Ilmatieteenlaitoksen tilastoista. Tutkielman tuloksena luodaan käsitys niistä ominaisuuksista, joita aktiivisilta sonar-järjestelmiltä vaaditaan Suomen merialueilla. Tutkielmassa on tuotettu myös tietoa siitä, mitkä ovat eri merialueiden haasteet sonar-järjestelmien käytön osalta. Tutkielmassa havaitaan tarve runsaille määrälle ominaisuuksia sonar-järjestelmien käytettävyyden nostamiseksi.

Maa-ainesalueiden tila ja kunnostustarve : SOKKA-hanke

Jälkihoitamattomien maa-ainestenottoalueiden tiedetään voivan aiheuttaa muun muassa pohjaveden laadun muutoksia, merkittävää maisemallista haittaa sekä jyrkkärinteisinä myös turvallisuusriskin. Viimeistään ottamistoiminnan päätyttyä alueet tulisi siistiä, rinteet muotoilla maisemaan sopiviksi ja kasvillisuus palauttaa ottamisalueelle. Tämän kartoituksen tavoitteena oli selvittää Kainuussa sijaitsevien maa-ainestenottoalueiden jälkihoitotilanne ja arvioida niiden kunnostustarve. Työ oli osa Suomen ympäristökeskuksen koordinoimaa valtakunnallista Soranottoalueiden tila ja ympäristöriskit (SOKKA) -hanketta. Kartoituksessa olivat mukana Kajaanin, Paltamon, Ristijärven ja Sotkamon kuntien alueelta kaikki tiedossa olevat maa-ainesalueet. Hyrynsalmen, Kuhmon, Puolangan, Suomussalmen ja Vaalan kuntien alueelta mukana olivat I-luokan pohjavesialueilla, maisemallisesti merkittävillä alueilla sekä suojelualueilla sijaitsevat kohteet. Alueet rajattiin paikkatieto-ohjelmalla, ja kaikille kohteille tehtiin maastokäynti, jonka yhteydessä arvioitiin niiden jälkihoidon tila. Tehtyjen havaintojen, ottamisalueen koon ja ympäristön erityispiirteiden perusteella kohteille määritettiin kunnostustarve. Kartoituksessa oli mukana 858 maa-ainesaluetta, joiden yhteispinta-ala oli 1 229 ha. Alueista 73 % oli jälkihoitamattomia tai toiminnassa olevia. 27 % ottoalueista oli jälkihoidettu, osittain jälkihoidettu tai muotoiltu. Kunnostustarveluokkaan ”vähäinen / ei kunnostustarvetta” arvioitiin kuuluvan 73 % kohteista. 156 kohteella (18 %) oli vähäistä suurempi kunnostustarve, ja näistä 27 luokiteltiin suuren kunnostustarpeen kohteiksi. Suuren ja kohtalaisen kunnostustarpeen kohteista 122 sijaitsi pohjavesialueilla. Näiden kohteiden osalta tulisi tarkastella tapauskohtaisesti mahdollisten toimenpiteiden tarvetta pohjaveden suojelun lisäämiseksi, roskaisuuden vähentämiseksi sekä maisemankuvan ja turvallisuuden parantamiseksi.

Paikannimistä paikkatietoon

Raportin tarkoituksena on antaa yleiskuva paikkatiedon tilanteesta Kansalliskirjastossa sekä kartuttaa mahdolliset paikkatiedon tuottamisen ja hyödyntämisen uudistusskenaariot liittyen laajempaan kuvailun muutokseen. Mahdollisten uudistusten arviointia varten dokumentissa esitellään keskeiset hyödynnettävissä olevat suomalaiset ja kansainväliset paikkatietoresurssit sekä haasteet ja hyödyt liittyen niiden laajempaan hyödyntämiseen. Selvitys on laadittu Kansalliskirjaston Finto-projektin ja Fennica-yksikön asiantuntijoiden yhteistyönä.

Modelling ecological values in heterogeneous and dynamic landscapes with geospatial data

Our surrounding landscape is in a constantly dynamic state, but recently the rate of changes and their effects on the environment have considerably increased. In terms of the impact on nature, this development has not been entirely positive, but has rather caused a decline in valuable species, habitats, and general biodiversity. Regardless of recognizing the problem and its high importance, plans and actions of how to stop the detrimental development are largely lacking. This partly originates from a lack of genuine will, but is also due to difficulties in detecting many valuable landscape components and their consequent neglect. To support knowledge extraction, various digital environmental data sources may be of substantial help, but only if all the relevant background factors are known and the data is processed in a suitable way. This dissertation concentrates on detecting ecologically valuable landscape components by using geospatial data sources, and applies this knowledge to support spatial planning and management activities. In other words, the focus is on observing regionally valuable species, habitats, and biotopes with GIS and remote sensing data, using suitable methods for their analysis. Primary emphasis is given to the hemiboreal vegetation zone and the drastic decline in its semi-natural grasslands, which were created by a long trajectory of traditional grazing and management activities. However, the applied perspective is largely methodological, and allows for the application of the obtained results in various contexts. Models based on statistical dependencies and correlations of multiple variables, which are able to extract desired properties from a large mass of initial data, are emphasized in the dissertation. In addition, the papers included combine several data sets from different sources and dates together, with the aim of detecting a wider range of environmental characteristics, as well as pointing out their temporal dynamics. The results of the dissertation emphasise the multidimensionality and dynamics of landscapes, which need to be understood in order to be able to recognise their ecologically valuable components. This not only requires knowledge about the emergence of these components and an understanding of the used data, but also the need to focus the observations on minute details that are able to indicate the existence of fragmented and partly overlapping landscape targets. In addition, this pinpoints the fact that most of the existing classifications are too generalised as such to provide all the required details, but they can be utilized at various steps along a longer processing chain. The dissertation also emphases the importance of landscape history as an important factor, which both creates and preserves ecological values, and which sets an essential standpoint for understanding the present landscape characteristics. The obtained results are significant both in terms of preserving semi-natural grasslands, as well as general methodological development, giving support to science-based framework in order to evaluate ecological values and guide spatial planning.

Turun kaupungin ruutukaava-alueen kartografinen kuvaaminen 1600-luvulta nykypäivään

Kaupunkikartoituksen historia alkaa Suomessa Olof Gangiuksen piirtämästä kaupunkikartasta vuodelta 1634. Tämä kartta on Suomen vanhin mittauksiin perustuva kaupunkikartta. Myöhemmin Turusta, Suomen vanhimmasta kaupungista, on julkaistu karttoja runsaasti, joista tässä työssä käsitellään kymmentä aikakaudelleen tyypillistä kuvausta vuodesta 1634 vuoteen 2011. Tutkimuksessa vertaillaan karttoja, joiden mittaustavassa tai valmistusajankohdassa on jokin tietty erikoisuutensa tai tunnusmerkkinsä. Kaikki tutkittavat historialliset kartat on oikaistu koordinaatistoon paikkatieto-ohjelmalla. Tutkimuksessa selvitetään miten koordinaatistoon oikaistut eri aikakausien kartat kuvaavat Turun ruutukaava-aluetta. Vertailussa keskitytään pääasiassa tiettyihin kohteisiin (tuomiokirkkoon, Turun linnaan, Vartiovuorenmäkeen ja Kauppatoriin), koska ne ovat löydettävissä suurimmassa osassa kartoista. Tutkimuksessa tarkastellaan tapahtuneita kaupunkikuvaamisessa tapahtuineita muutoksia vuosisatojen ajalta ja syitä niihin. Lisäksi pohditaan paikkatieto-ohjelmien hyötyjä ja haasteita historiallisiin karttoihin perustuvissa tutkimuksissa. Tutkimuksessa vertaillaan historiallisia kaupunkikarttoja retrospektiivisesti toisiinsa sekä lisäksi jokaista karttaa verrataan nykyiseen ruutukaavarakenteeseen.. Tutkimuksessa on myös selvitetty kaupunkikartoituksen historiaa laajasti. Tuloksissa esiin nousi Turun kaupungin muuttuminen maaseutumaisesta asutuskeskittymästä runsasväestöiseksi kaupungiksi. Kasvanut väestömäärä ja runsastunut rakennus- ja liikennekanta ovat muovanneet kaupunkirakennetta vahvasti ja nämä muutokset näkyvät kartoilla selkeästi. Teknologian sekä mittausvälineiden ja -tapojen kehittyminen ovat osaltaan muokanneet eri aikakauden karttoja. Tutkimuksessa selvisi karttojen mittaustulosten tarkkuuden suuri vaihtelevuus riippumatta kartan valmistusvuodesta. Aineiston vanhin kartta on virhekeskiarvoa vertaillen parempi mittaustarkkuudeltaan kuin aineiston nuorin oikaistu kartta. Tutkimustulosten perusteella Turun ruutukaava-alueella on suuri määrä kohteita, joiden kuvaaminen kartoilla on ollut tärkeää kartoitustoiminnan aloituksesta asti.

Turun kaupungin ruutukaava-alueen kartografinen kuvaaminen 1600-luvulta nykypäivään

Kaupunkikartoituksen historia alkaa Suomessa Olof Gangiuksen piirtämästä kaupunkikartasta vuodelta 1634. Tämä kartta on Suomen vanhin mittauksiin perustuva kaupunkikartta. Myöhemmin Turusta, Suomen vanhimmasta kaupungista, on julkaistu karttoja runsaasti, joista tässä työssä käsitellään kymmentä aikakaudelleen tyypillistä kuvausta vuodesta 1634 vuoteen 2011. Tutkimuksessa vertaillaan karttoja, joiden mittaustavassa tai valmistusajankohdassa on jokin tietty erikoisuutensa tai tunnusmerkkinsä. Kaikki tutkittavat historialliset kartat on oikaistu koordinaatistoon paikkatieto-ohjelmalla. Tutkimuksessa selvitetään miten koordinaatistoon oikaistut eri aikakausien kartat kuvaavat Turun ruutukaava-aluetta. Vertailussa keskitytään pääasiassa tiettyihin kohteisiin (tuomiokirkkoon, Turun linnaan, Vartiovuorenmäkeen ja Kauppatoriin), koska ne ovat löydettävissä suurimmassa osassa kartoista. Tutkimuksessa tarkastellaan tapahtuneita kaupunkikuvaamisessa tapahtuineita muutoksia vuosisatojen ajalta ja syitä niihin. Lisäksi pohditaan paikkatieto-ohjelmien hyötyjä ja haasteita historiallisiin karttoihin perustuvissa tutkimuksissa. Tutkimuksessa vertaillaan historiallisia kaupunkikarttoja retrospektiivisesti toisiinsa sekä lisäksi jokaista karttaa verrataan nykyiseen ruutukaavarakenteeseen.. Tutkimuksessa on myös selvitetty kaupunkikartoituksen historiaa laajasti. Tuloksissa esiin nousi Turun kaupungin muuttuminen maaseutumaisesta asutuskeskittymästä runsasväestöiseksi kaupungiksi. Kasvanut väestömäärä ja runsastunut rakennus- ja liikennekanta ovat muovanneet kaupunkirakennetta vahvasti ja nämä muutokset näkyvät kartoilla selkeästi. Teknologian sekä mittausvälineiden ja -tapojen kehittyminen ovat osaltaan muokanneet eri aikakauden karttoja. Tutkimuksessa selvisi karttojen mittaustulosten tarkkuuden suuri vaihtelevuus riippumatta kartan valmistusvuodesta. Aineiston vanhin kartta on virhekeskiarvoa vertaillen parempi mittaustarkkuudeltaan kuin aineiston nuorin oikaistu kartta. Tutkimustulosten perusteella Turun ruutukaava-alueella on suuri määrä kohteita, joiden kuvaaminen kartoilla on ollut tärkeää kartoitustoiminnan aloituksesta asti.