Pohjois-Itämeren vedenalainen luonto : Huomioon otettavaa merenläheisten alueiden suunnittelussa

Saaristojen ja rannikkoalueiden vedenalainen luonto pohjoisella Itämerellä on monimuotoista ja tuottavaa. Lajien elinympäristöjen erilaisuutta säätelee mm. pohjan laatu, avoimuus ja valonsaanti. Vedenalaislajiston tuntemus on hyvin tärkeää kestävässä rannikko- ja merialueiden suunnittelussa. Tämä raportti kuvailee tärkeimpien pohjoisen Itämeren rannikkovesien vedenalaiselinympäristöjen jaottelun sekä miten näiden ympäristöjen luontoarvoa voidaan luokitella kyseisen ympäristön ekologisten toimintojen perusteella. Myös elinympäristöjen säilymistä uhkaavat ihmisen aiheuttamat laajat ja pienemmät uhat esitellään raportissa. Kuvaillut elinympäristöt edustavat sekä pehmeän että kovan pohjan vedenalaisluontoa. Kovan pohjan elinympäristöt muodostavat erillisiä vyöhykkeitä mentäessä meren pinnasta pohjaan: rihmalevävyöhyke, monivuotisten, suurien ruskolevien vyöhyke (Fucus vesiculosus, F. radicans), punalevävyöhyke ja sinisimpukkavyöhyke (Mytilus edulis/trossulus). Kuvaillut pehmeän pohjan elinympäristöt rakentuvat meriajokkaan (Zostera marina),muiden vedessä elävien putkilokasvien tai näkinpartaislevien ympärille. Suuressa osassa sekä matalista että syvistä pehmeistä pohjista ei ole ollenkaan kasvillisuutta ja silloin eliöyhteiskunnan muodostaa hienoaineksen päällä ja sisällä elävät selkärangattomat eläimet. Elinympäristöt on luokiteltu ja arvotettu kaksiportaisen mallin mukaan. Ensin elinympäristö on nimetty peittävyyden perusteella vallitsevan lajin tai lajiryhmän mukaan. Tämän jälkeen jokaisella elinympäristölle annettiin arvo sen ekologisen tärkeyden perusteella. Luontoarvot on luokiteltu asteikoilla 1-5. NANNUT-hanke (The Nature and Nurture in the Northern Baltic Sea) on tehnyt vedenalaiskartoituksia eri puolilla Suomen rannikkoa ja saaristossa vuosina 2010 – 2011. Tavoitteena on ollut kehittää yksinkertaisia ja kustannustehokkaita menetelmiä sekä vedenalaisluonnon kartoittamiseen että sen arvottamiseen. Pääasiallinen tutkimus alue sijaitsi Raaseporin kunnan alueella Etelä-Suomessa.

Vedenalainen datasiirto : langallisten ja langattomien tiedonsiirtojärjestelmien nykytila ja kehitysnäkymät

Vedenalaisen datasiirron tutkimus on edennyt voimakkaasti kahden viime vuosikymmenen aikana. Vedenalaisen datasiirron tutkimuksen tavoitteena on tiedonsiirtokapasiteetin kasvattaminen ja äärimmäisen haastavan vedenalaisen signaaliympäristön hallinta. Vedenalainen datasiirto voidaan jakaa langalliseen ja langattomaan datasiirtoon. Langalliset tiedonsiirtoyhteydet, sensorit ja muut laitteet muodostavat langallisia tiedonsiirtojärjestelmiä. Langattomat tiedonsiirtojärjestelmät perustuvat tällä hetkellä akustisiin tiedonsiirtomenetelmiin. Äänen etenemiseen liittyvät rajoitteet asettavat laitteille suuria vaatimuksia ja pienentävät niiden tiedonsiirtokapasiteettia. Yhdysvallat on tutkinut ja 1990-luvulta alkaen laajamittaista akustista tiedonsiirtojärjestelmää ja sen käyttöä vedenalaiseen valvontaan. Tulevaisuudessa optiset langattomat tiedonsiirtojärjestelmät voivat tulla osaksi akustisia tiedonsiirtojärjestelmiä.

Paikkatieto-opetusta tukevat toimenpiteet

Lukion ja perusopetuksen valtakunnallisen opetussuunnitelman perusteiden mukaan opettajien tulisi tarjota oppilaille monipuolisia oppiaineelle ominaisia työtapoja. Maan-tieteen opetuksen työtapoja ovat esimerkiksi verkko-opetus, ryhmätyöt, projektit, maastotyöskentely ja paikkatieto-opetus. Paikkatieto-opetuksessa käytetään paikkatieto-ohjelmia opetuksen tai oppimisen välineenä. Paikkatieto-opetuksessa on mahdollista motivoida ja aktivoida oppilaita oppimaan sekä vaikuttaa myönteisesti oppimistuloksiin. Paikkatietoa soveltavien laitteiden ja ohjelmien käyttö on yleistynyt arki- ja työelämässä, mikä luo osaltaan painetta oppilaiden paikkatietotaitojen kehittämiselle. Paikkatieto-opetuksen toteuttaminen on kuitenkin kohdannut monia haasteita, eikä se ole täysin nivoutunut osaksi koulumaantiedettä. Haasteina ovat olleet opettajien paikkatietovalmiudet, ajalliset resurssit sekä laitteistojen, paikkatieto-ohjelmien ja -materiaalin saatavuus. Paikkatietoala on kuitenkin nopeasti kehittyvä ala, ja etenkin paikkatieto-opetuksen kannalta myönteistä kehitystä on tapahtunut. Tässä tutkimuksessa selvitettiin, millaisilla toimenpiteillä paikkatieto-opetuksen toteuttamista voitaisiin tukea – opettajan näkökulmasta. Tutkimuksen aineisto kerättiin sähköisellä Webropol -kyselylomakkeella valtakunnallisen, ”Tukea paikkatietotaitojen verkko-opetukseen” -täydennyskoulutushankkeen koulutuksiin ilmoittautuneilta (Ni = 120) ja osallistuneilta opettajilta (N = 68). Lisäksi aineistona oli opettajien tekemiä etätehtäviä (n = 20). Tutkimusaineisto koostui numeerisesta ja laadullisesta aineistosta, minkä vuoksi aineiston analysoinnissa käytettiin sekä tilastollisia että laadullisia analysointimenetelmiä. Tulokset osoittavat, että paikkatieto-opetusta voitaisiin tukea tarjoamalla ja kehittämällä opetukseen soveltuvia laitteistoja, paikkatieto-ohjelmia ja -oppimateriaalia. Opettajat tarvitsevat monipuolisia, eri oppiaineiden opetukseen ja oppiaineiden eheyttämiseen soveltuvia paikkatietoaiheisia tehtäviä ja toteutusmalleja. Opetukseen tulisi luoda rakenteita, jotka tukevat oppilaiden paikkatietotaitojen systemaattista kehittämistä alakoulusta lukioon ja yliopisto-opintoihin saakka. Opettajien tietoisuutta paikkatieto-opetuksesta tulisi lisätä kehittämällä esimerkiksi verkkosivusto, jonka kautta opettajat voisivat etsiä ja jakaa paikkatieto-opetukseen liittyviä ideoita sekä saada tietoa ajankohtaisista paikka-tietoalalla tapahtuvista muutoksista. Paikkatietokoulutusta tulisi olla tarjolla säännöllisesti ympäri Suomea sekä opettajaksi opiskeleville että virassa toimiville opettajille. Tämän tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää valtakunnallisten opetussuunnitelmien perusteiden suunnittelussa sekä paikkatietokoulutuksien ja Paikkaoppi-verkko-oppimisympäristön kehittämisessä.

Vedenalainen hitsaus

Tässä kandidaatintyössä esitellään ensin vedenalainen hitsaus yleisesti. Työssä käydään läpi vedenalaisen hitsauksen eri pääalueet ja niissä käytetyt hitsaustekniikat, sekä tarkastellaan veden vaikutusta hitsiin. Työ sisältää myös materiaali esimerkkejä, joita vedenalaisessa hitsauksessa käytetään. Vedenalainen hitsaus toimii asennus- ja korjaushitsauksena. Hitsausprosessit, joita työssä käsitellään, ovat puikko-, täytelanka- ja kitkahitsaus. Näitä hitsaustekniikoita käytetään märkähitsauksessa, mikä poikkeaa selvästi kuivassa ympäristössä tapahtuvaan hitsaamiseen, jossa hitsi ei pääse välittömästi kosketukseen veden kanssa. Työn tarkoituksena on antaa informaatiota vedenalaisesta hitsauksesta ja sen hyödyntämisestä hitsaustekniikassa.

Raideliikennetärinä

Ratahallintokeskuksella (RHK) on ympäristöstrategia, joka toimii vuosittain päivitettävän ympäristöohjelman lähtökohtana. Ympäristöstrategia koostuu osastrategioista, joita ovat muun muassa melun ja tärinän osastrategiat. Ympäristöohjelman keskeisiä tavoitteita ovat esimerkiksi uusien ympäristöhaittojen ehkäiseminen, ympäristökuormituksen vähentäminen ja haittojen poistaminen. Ympäristöohjelmassa painotetaan muun muassa rautatieliikenteen melu- ja tärinäongelmien vähentämistä. Tässä työssä tehty tärinäkohteiden kartoitus on olennainen osa ympäristöohjelman toimeenpanoa. Työn päätavoite oli koota Ratahallintokeskuksessa oleva tärinäkohteisiin liittyvä materiaali ja viedä se paikkatieto-ohjelmaan sekä luoda tärinäkohteista digitaalinen paikkatietokartta ArcView-ohjelman avulla. Työ voidaan jakaa neljään osaan. Teoriaosuuden ensimmäisessä osassa paneudutaan tärinän kokemiseen ja sen haittavaikutuksiin sekä tärinän fysikaalisiin perusteisiin ja maaperän vaikutuksiin tärinän leviämisessä ja siirtymisessä. Toisessa osassa selvitetään raideliikennetärinän erityispiirteitä sekä sitä, miten raideliikennetärinän leviämistä tutkitaan matemaattisesti. Toisessa osassa käsitellään myös tärinän mittaamiseen liittyvät ja siinä vaadittavat erityispiirteet. Työn kolmannessa osassa kerrotaan, miten työn päätavoite toteutettiin eli tärinäkohteiden nykytila kartoitettiin. Neljännessä osassa tarkastellaan liikennetärinän kansainvälisiä standardeja ja ohjeita. Työn tuloksena syntynyt paikkatietoaineisto on Ratahallintokeskukselle tärkeä työkalu tärinäkohteiden tiedonhallintaan. Tietokanta luotiin sellaiseksi, että uusien tärinäkohteiden vieminen järjestelmään on mahdollista. Paikkatietomuotoinen aineisto on yleistymässä tärkeänä tiedonhallinnan välineenä RHK:ssa. Tärinäkohteisiin liittyvä paikkatietoaineisto tulee olemaan osa Ratahallintokeskuksen laajempaa tietojärjestelmää. Raideliikennetärinän tiedonhallinnan parantamiseksi voidaan paikkatietoaineistoon esimerkiksi yhdistää pehmeikkörekisteritiedot ja asukasmäärät. Näiden tietojen avulla uusia asuinalueita kaavoitettaessa voidaan paremmin tunnistaa, mitkä alueet ovat tärinän kannalta mahdolliset riskialueet. Tässä työssä RHK:n kanssa määritetyt ominaisuustiedot ja tietojen kuvaukset tulisi jatkossa ottaa käyttöön uusissa tärinään liittyvissä selvityksissä. Ominaisuustietojen avulla tullaan tekemään ohjeet jossa määritetään uusissa tärinään liittyvissä raporteissa esitettävät tiedot.

Asiakaslähtöisen paikkatiedon hyödyntäminen automaattisessa karttatuotantojärjestelmässä

In this work a system to add customers own geographic information on a map was developed. After the objects are added the map is produced completely automatically. Adding the objects does not add any extra work when maps are printed. Simple drawing tools to add the objects were implemented. Tools to import geometry data from some geographic information files were also added. The objects are stored in a spatial database so they can be viewed and edited later. The added objects are passed to the map production system as a SVG-file.

Paikka- ja tilannetiedon hyödyntäminen sovelluksissa

Erilaisten mobiiliverkkojen käytön yleistyessä nousee esiin uudenlaisia sovellusalueita, kuten esimerkiksi paikkatietoiset sovellukset. Mobiiliudesta johtuen sovellusten käyttötilanteet vaihtelevat. Käyttötilanteista voidaan kerätä tietoa ja käyttää tätä hyödyksi. Tilannetiedolla tarkoitetaan sovelluksen käyttötilanteeseen tai käyttäjään liittyvää lisätietoa. Paikka- ja tilannetietoisten sovellusten kehittäminen vaati monia ohjelmistokehitystä tukevia järjestelmiä. Tilannetiedon väljän määritelmän takia tilannetietoisten sovellusten kehitykselle ei ole vielä selkeitä toimintamalleja. Tilannetietoisten sovellusten kehitystä avustavia järjestelmiä on luotu etenkin tutkimuksessa, mutta nämä eivät ole vielä yleistyneet laajempaan käyttöön. Paikkatiedon käyttö sen sijaan on hyvinkin standardoitua, mutta paikkatieto nähdään vain osana tilannetietoa. Tässä diplomityössä toteutettiin paikka- ja tilannetiedon sovelluskehitystä tukevia järjestelmiä, joilla paikka- ja tilannetiedon hyödyntäminen sovelluksissa mahdollistettiin. WLAN - verkosta saadun paikkatiedon hyödyntämiseen toteutettiin SOAP -palvelurajapinta. Tilannetiedon hyödyntämiseksi toteutettiin MUPE -sovellusympäristöön välittäjäkomponentteja paikka-, sää- ja kuntopyörän harjoitustiedolle sekä RFID -havaintotiedoille. Näitä komponetteja käytettiin tilannetietoisten sovellusten luomiseen sekä tietoliikennetekniikan laitoksen codecamp -kursseilla, että tilannetietoisessa pelisovelluksessa. Työn tuloksena saatiin toimivia sovelluksia, ja välittäjäkomponentit sovellusten luomiseen. Työn tuloksena voidaan todeta, että ilman tilannetietoista sovelluskehitystä tukevia komponentteja, olisi tämäntyyppinen sovelluskehitys huomattavasti vaativampaa. Tukevat komponentit helpottavat sovelluskehitystä, mutta helposti myös rajaavat kehitysmahdollisuuksia.