Kirjoittajan arkistot: admin

RIEGL LIDAR 2013 lähestyy

Kesäkuu ja RIEGL LIDAR 2013-tapahtuma lähestyvät kovaa vauhtia. Jos et ole vielä ilmoittautunut mukaan, niin harkitse uudestaan. Esittelyvideossa nähdään mitä Wienissä on luvassa: kaikki laserskannauksesta – maassa, ilmassa ja mobiilisti! Tehtaalla näet lisäksi skannerin kuorien sisään ja järjestelmäintegraattoreilta voit kysyä miten skannausjärjestelmiä asennetaan lentokoneisiin ja helikoptereihin.

[embedplusvideo height=”379″ width=”625″ standard=”http://www.youtube.com/v/xpeTvimQmKI?fs=1&hd=1″ vars=”ytid=xpeTvimQmKI&width=625&height=379&start=&stop=&rs=w&hd=1&autoplay=0&react=1&chapters=&notes=” id=”ep8476″ /]

Autodesk ReCap ja Bentley Pointools, AD 2014

Parhaat kilpailijat Autodesk ja Bentley Systems ovat jälleen julkaiseet uusia ohjelmistopäivityksiä. Autodesk elää tavoilleen tyypillisesti jo vuotta 2014 jaa ja Bentley päivitti V8i -versiotaan. Puuttumatta aihepiiriin sen laajemmin, käsittelen seuraavassa vain uutuuksia pistepilvien käsittelyn suhteen.

Autodesk on lisännyt tuoteskaalaansa kokonaan uuden ja ilmaisen pistepilvien käsittelyohjelman nimeltään ReCap Studio, jonka se sanoo demokratisoivan pistepilvien käytön. Pistepilviä Autodeskin ohjelmillä aikaisemmin käsitelleet henkilöt muistanevat Autodeskin viimeksi ostaneen AliceLabs-nimisen hollantilaisen pistepilvien käsittelyohjelman ja tätä aiemmin se oli hankkinut jo pari pistepilvimoottoria. Vielä viime vuonna AutoCADissä oli käytössä kokeilumielessä lisätyökaluja esimerkiksi leikkausten tekoon, mutta ne poistuvat yllättäen käytöstä kesken vuotta – käyttäjien tyrmistykseksi. Ohjelmien ja ominaisuuksien ikä tuntuu vain lyhenevän, esimerkiksi Googlen ilmaisohjelmissa se on keskimäärin vain 1495 päivää.

Mitä ReCap siis tuo mukaan kuvioihin? Käytännössä ilmainen Recap on välivaihe pistepilvien tuomiseksi Autodeskin eri ohjelmiin, sillä siihen luetaan sisään eri skannereiden natiiviformaatteja sekä tietysti LAS ja E57-tiedostoja. Ennen sisääntuontia pistepilvet on rekisteröitävä keskenään ja vietävä haluttuun koordinaatistoon. ReCapissä pistepilvet indeksoidaan ensin Autodeskin omaan Reality Capture Scan formaattiin (RCS), jonka jälkeen niitä voi organisoida, siivota ja analysoida. Tämä tarkoittaa käytännössä pisteiden segmentoimista käsin haluttuihin osiin jatkokäsittelyä varten ja aineiston tarkastelemistä esimerkiksi korkeuden ja pisteiden normaalien avulla. Indeksoinnin jälkeen aineisto on valmis käytettäväksi Autodeskin muissa ohjelmissa eli varsinainen mallinnus voidaan aloittaa.

ReCap Studion lisäksi Autodesk julkaisi maksullisen ReCap Photo -ohjelman, joka on saatavissa käyttöön pilvipalveluna. Autodesk tarjoaa toimitusjohtajansa mukaan tulevaisuudessa ainoastaan pilvipohjaisia palveluita, joten kaikki on vähitellen siirtymässä sinne kuuluisaan pilveen. ReCap Photolla tehdään kuvista 3D-meshejä ja näin Autodesk on oman markkinointinsa mukaan ensimmäisenä yhdistänyt laserskannauksen ja fotogrammetrian samaan tuoteperheeseen…hämmentävää historiankirjoitusta. Onneksi sentään markkinnoinnin viesti pistepilvien rekisteröimisestä ReCap Studiossa poistettiin salamannopeasti blogeista, koska tähän tehtävään ohjelmasta ei tosiaan ole. On myös erittäin vaikea yhtyä tuohon demokratisoitumisajatukseen, koska näiden ohjelmien käyttämisen jälkeen ainoa jatkokäsittelymahdollisuus on Autodeskin muissa maksullisissa ohjelmissa. Mutta tosiaan, nyt insinöörit ja arkkitehdit, Autodeskin olemassa olevat asiakkaat, ovat saaneet muutamia käsityökaluja pistepilvien pyörittämiseen ja ohjelma kehittynee jatkossa.

Bentley esitteli Pointools V8i-ohjelman, joka vaikuttaa olevan kilpailijaansa huomattavasti hienostuneempi ohjelma. Käytännössä Bentley on integroinut viime vuonna hankkimansa englantilaisen Pointoolsin paremmin osaksi omia ratkaisujaan ja täydentänyt kokonaisuutta muutamin lisäominaisuuksin. Lähtökohtaisesti myös Pointools indeksoi pistepilvet – käytössä on pod-formaatti, jolloin aineistoja voi käyttää muissa Bentleyn ohjelmissa. Lisäksi Pointoolsin perinteisin työkaluin pistepilviä voi aika tehokkaasti segmentoida osiin, visualisoida eri tavoin ja pistepilvissä voi tehdä myös törmäystarkasteluja. Alla olevassa kuvassa pistepilvestä on segmentoitu liukuhihnalla liikkuva osa, jonka kopiota voidaan siirrellä aineistossa tarpeen mukaan ja merkitä sen tielle joutuvat elementit.

Törmäystarkastelu ja animaatio

Törmäystarkastelu ja animaatio

Lisäksi Bentley Pointoolsissa voi tehdä videoita pistepilvien visualisoimiseksi ja tosiaan näissä videoissa voi nyt myös olla animaatioita – vaikka tiellä kulkeva auto. Katsottuani Pointoolsin esittelevän webinaarin ainoa moitteen sanani kohdistuu vastaukseen pistepilvien luokittelemisesta. Koska Pointoolsissa, sen enempää kuin ReCapissä, ei kyseistä ominaisuutta ole, niin tekijöiden on helppo sivuuttaa aineistojen luokittelun tarve vain pienen piirin erikoistarpeeksi. Näinhän ei suinkaan ole, vaan huomattava käyttäjäjoukko kaipaa pisteiden automaattista luokittelua vaikkapa maanpinnaksi, kasvillisuudeksi, tiiliseinäksi, ikkunaksi, yms., jolloin mallintaminen usein nopeutuu ja sitä voidaan automatisoida.

Lopputuloksena voi todeta, että pistepilvien käyttö suunnitteluohjelmissa on ottanut jälleen pienen edistysaskeleen, mutta veikkaan monella taholla olevan edelleen käyttöä monipuolisemmisille pistepilvien mallinnusohjelmille, jotka tukevat vähintään puoliautomaattista mallintamista.

Rakennusten tietomallinnuspuolella, kun lähtöaineistona ovat pistepilvet, veikkaan suuremman hyödyn uutuuksista olevan Bentleyn käyttäjillä Pointoolsin ominaisuuksista johtuen. Toivottavasti käyttäjät kommentoivat tilannetta heti kun näitä työkaluja otetaan käyttöön ja niistä saadaan laajempia kokemuksia. Mutta kilpailu jatkuu taas ensi vuonna, 2015 jaa. Toivottavasti jatkossa näemme ratkaisuja myös ArchiCADin käyttäjille ja Bentleyn sopisi myös vihdoin julkaista 64-bittinen versio.

RIEGL LMS-Q780: uudet tulokset

Maaliskuussa RIEGL julkaisi uuden esitteen syksyllä 2012 esittelemästään ilmalaserkeilaimesta LMS-Q780. Ensi kokemusten perusteella laite mittaa vielä tehokkaammin kuin on alunperin laskettu ja sen perusteella skannerin suorituskykyarvoja on nostettu.

Mitä uutta tekniikkaa skannerista oikein löytyy? Aloitetaanpa mahdollisuudesta tunnistaa jopa 10 ilmassa samanaikaisesti olevaa pulssia kaikuineen. RIEGL käyttää skannereissaan nopeasti pyörivää monikulmiopeiliä, joka mahdollistaa suuren pulssimäärän lähettämisen tasaisesti. Koska valon nopeus on rajana, RiMTA-ohjelma mahdollistaa puolestaan etäisyysmittauksen monitulkintaisuuden tulkinnan automaattisesti.

polygon_mirror

Skannerin monikulmiopeili mahdollistaa tasaisen pistekuvion maan pinnalla.

Skannaustekniikalla mahdollistetaan myös tasainen pistetiheys maan pinnassa sekä skannauksen etenemissuunnassa että kohtisuoraan. RIEGL kutsuu lopputulosta matriisiskannauskuvioksi – Matrix Scan Pattern. On huomionarvoista, että skannausprofiilit ovat toisiinsa nähden täysin yhdensuuntaisia.

scan_matrix

Kun tähän lisätään skannerin leveä näkökenttä, 60 astetta, niin skannaukseen saadaan huomattavaa tehokkuutta. Käytännössä lentolinjoja voidaan siis harventaa. Leveän näkökentän ansiosta skanneri ei myöskään tarvitse erillisistä stabilointialustaa lentokoneessa millään lentokorkeudella.Testien mukaan 10 km x 10 km kokoisen alueen mittaus pistetiheydellä 4 pistettä/m2 kestää karvan verran yli tunnin.

FOV

Täyden aallonmuodon mittaustekniikka on luonnollisesti mukana vakiona. Samoin mukana tulevat RIEGLin tehokkaat ohjelmat mittausaineistojen prosessointiin luovutuskelpoiseksi pistepilviaineistoksi asti.

Tutustu LMS-Q780-skannerin uuteen esitteeseen tässä ja laitteen esittelyyn sivuillamme pääset tästä.

Kehoitamme samalla tutustumaan myös eri skanneritekniikoiden vertailuun RIEGLin tuoreessa asiantuntija-artikkelissa. Tämä kirjoitus antaa myös hyviä työkaluja vertailla skannereita keskenään, sillä – kuten kaikki alaan perehtyneet tietävät – pelkkien teknisten tietojen vertailu suoraan laitevalmistajien antamien tietojen perusteella on mahdotonta.

Taivahalla syttyi juuri

Miehittämättömien ilma-alusten (UAS) rintamalla vilkas globaali kehitys jatkuu ja uusia laitevalmistajia sekä mallijulkaisua tulee taajaan. Myös erityyppisiä käyttäjäryhmiä tupsahtaa joka puolelta, joten tässä ”taidepuolen” esimerkki. WWF:n alkuun panemaa Maan tunti-tapahtumaa vietettiin viime sunnuntaina ja valmisteilla olevan Star Trek -elokuvan tekijät käyttivät pimeää hetkeä hyväkseen mainostaakseen elokuvaa Lontoossa. Mainostemppu tehtiin led-valaistuin pienin kvadrokopterein (UAS), joilla luotiin Star Trek – logo Lontoon taivaalle. Taideteoksen suunnitteli ja toteutti itävaltalainen Ars Electronica Futurelab, joka on erikoistunut vastaavanlaisiin spektaakkeleihin. Tämän sivun alaosassa näkyvässä videossa näytetään ensin hieman käytännön järjestelyjä ja loppupuolella päästään itse asiaan.

New Yorkissa pormestari Michael Bloomberg on puolestaan radiohaastattelussa todennut erilaisten miehittämättömien lennokkien (UAS) olevan väistämätöntä tulevaisuutta – poliisit käyttävät niitä valvonnassa ja jokainen meistä kadottaa väistämättä osan yksityisyyttään. Yksityisyyden käsite muuttuu koko ajan varsinkin Yhdysvalloissa, jossa keskustellaan aktiivisesti aihepiirina yhtiöiden käytöstavat vs. kuluttajien painostus. Meillä Euroopassa on taas valtava lakijärjestelmä suojelemassa yksilöä koskevaa tietoa, mutta keksinnöt juoksevat aina lakien edellä. Tästä hyvänä esimerkkinä voidaan pitää Googlen and Applen suunnitelmia.

Huh, Bloombergin tulevaisuudenkuva on varsin lohduton tai anteeksi sehän jo nykypäivää. Oletko sinä muuten valmis kohtaamaan tämän tulevaisuuden jo tänään? Hyötyjen lisäksi se tarkoittaa esimerkiksi lisääntyvää julkkisajojahtia, josta esimakua saimme kun yläosatonta Englannin tulevaa kuningatarta valokuvattiin yksityiskodissa Ranskassa. Suomessakin mopo on joidenkin mielestä lähtenyt käsistä ja erilaisten miehittämättömien ilma-alusten määrä vain kasvaa. Tässä tilanteessa pitäisi sitten kehittää kartoituskoptereita viattomasti vaikkapa kaavoituksen tarpeisiin? Jo vain.

[embedplusvideo height=”379″ width=”625″ standard=”http://www.youtube.com/v/ajxClEq_vv8?fs=1&hd=1″ vars=”ytid=ajxClEq_vv8&width=625&height=379&start=&stop=&rs=w&hd=1&autoplay=0&react=1&chapters=&notes=” id=”ep7647″ /]

Taiteen, valvontayhteiskunnan ja kartoituksen yhdistymistä miettiessä onkin aika syventyä juhlan viettoon. Hyvää Pääsiäistä!

Merelliset mittaukset

Laserskannaus toimii hyvin myös merellisissä olosuhteissa. Tyypillisiä skannattavia kohteita ovat muun muassa erityyppiset avomerellä sijaitsevat rakenteet, rannikon rakenteet kuten satamat ja itse rannikkon topografia. Samaan aikaan mitataan usein myös merenpohjaa esimerkiksi monikanava- tai viistokaikuluotaimella – tämä on mobiilimittausta parhaimmillaan.

meritaito

Merella etäisyydet muodostuvat helposti pitkiksi, joten skannerilta vaaditaan pitkää mittausetäisyyttä. Tällaisissa tehtävissä Rieglin skannerit VZ-400 ja VZ-1000 ovat siten omaa luokkaansa.

Rieglin etu on myös sen integroitavuus valmiisiin mittajärjestelmiin osaksi kokonaisuutta – mittausanturiksi muiden joukkoon. Kaikuluotaimien maailmassa hollantilaiseen Qinsy-ohjelmaan voi liittää monen eri valmistajan laitteita ja lisäksi myös Rieglin keilaimia. Qinsyssä mittausaineisto voidaan prosessoida reaaliaikaisesti tai skannausaineisto voidaan myös jälkiprosessoida RiProcessin avulla.

Miten tällainen järjestelmä toteutetaan ja millaisiin tuloksiin päästään? Näitä asioita voi tarkastella Hampurin HafenCity-yliopiston artikkelissa, jossa skanneri on liitetty Hampurin satamaviranomaisten kartoitusalukseen Ixbluen inertianavigointilaitteen kanssa. Lisäksi integroinnista on tehty diplomi-insinöörin opinnäytetyö (liite), jossa tarkastellaan erityisesti järjestelmän kokonaisepävarmuutta.

Suomessa on toteutettu vastaava Qinsyn, kaikuluotaimen&Riegl VZ-400 -yhdistelmä jo pari vuotta sitten Meritaito Oy:n ansiosta. Olemme kuulleet mobiilimittauksen olevan niin mukavaa, että staattiset mittaukset tuntuvat suorastaan kömpelöiltä rinnalla. Välillä niitäkin on tietysti pakko tehdä. Voit tutustua Meritaidon mittauksiin katsomalla alla olevan videon.

Tällä viikolla, 25.-28. maaliskuuta USA:ssa oleskelevat voivat myös käväistä New Orleansissa järjestettävässä Hydro 2013 -tapahtumassa. Messujen lisäksi RieglUSAn Joshua France kertoo lisäkokemuksia Rieglin hydrografisen ilmalaserkeilaimen VQ-820-G käytöstä otsikolla ”Continued Assessment of the RIEGL VQ-820-G in Various Environments”.

[embedplusvideo height=”379″ width=”625″ standard=”http://www.youtube.com/v/kai3wr024p0?fs=1&hd=1″ vars=”ytid=kai3wr024p0&width=625&height=379&start=&stop=&rs=w&hd=1&autoplay=0&react=1&chapters=&notes=” id=”ep9190″ /]

Maanmittauspäivillä aaltoillaan

Perinteinen mittausalan tapahtuma Maanmittauspäivät järjestetään ensi torstaina ja perjantaina, 21.-22.4.2013 Kuopiossa. Tällä kertaa yritämme selventää mitä täyden aallonmuodon digitointia hyväksikäyttävä mittaustekniikka tarkoittaa oikein luennon voimin – tervetuloa kuuntelemaan! Tämän esityksen jälkeen ei pitäisi enää olla epäselvää, miksi ja miten Rieglin skannerit pystyvät mittaamaan heijastintarraan ja miksi mittaus on kaiken lisäksi erittäin tarkka – sama pätee muihinkin materiaaleihin. Tähystarraratkaisua ei tähän päivään mennessä ole kyennyt toteuttamaan mikään muu valmistaja ja Rieglin maalaserskannerit ovat ainoita signaalin täysin digitaalisesti käsitteleviä 3D-skannereita.

tahys

Tunnelissa sijaitseva tähystarra visualisoituna valokuvassa. Kyseessä on kiinteä kontrollipiste, johon tähystarra sijoitetaan tyypillisesti takymetrimittausta varten.

Päivien ohjelma

Nordic Geo Centerin esitys

Videossa näkyy puolestaan Rovaniemen maanmittauspäivien tunnelmaa & Riegl VMX-250 liikkuva kartoistusjärjestelmä Suomen ja Lapin talvessa.

[embedplusvideo height=”496″ width=”625″ standard=”http://www.youtube.com/v/B9CbAHJ9TF4?fs=1&hd=1″ vars=”ytid=B9CbAHJ9TF4&width=625&height=496&start=&stop=&rs=w&hd=1&autoplay=0&react=1&chapters=&notes=” id=”ep9878″ /]

RIEGL LIDAR 2013-tapahtuman ohjelmaa

Kesäkuussa Wienissä järjestettävän RIEGL LIDAR 2013 -tapahtuman ohjelma alkaa muotoutua ja tietoja esityksistä alkaa hiljalleen tihkua. Ensimmäiset nimetyt ulkopuoliset puhujat ovat Ilja Rilski (Ark-on), Alastair Jenkins (GeoDigital, Kanada) ja tältäkin palstalla aikaisemmin tuttu Martin ”Herra LAStools” Isenburg (rapidlasso, Saksa). RIEGLin puolelta puhujina toimivat ainakin Johannes Riegl Sr, Andreas Ullrich (lidar-teknologia) ja Martin Pfennigbauer, joka puhuu aiheesta ”tutkimus ja aineeton omaisuus”. Selviääköhän täällä muuten, mitä RIEGL tekee käyttämättömille ideoilleen ja keksinnöilleen? Onko Itävallassa Innovation mill -tyyppistä toimintaa, joka on nyt Suomessa ja monessa muussa maassa kovin in-ja pop?

Ulkopuolisista puhujista voisi mainita sen verran lisää, että Ark-on on iso venäläinen kartoitusalan yhtiö ja Ilja Rilski on yhtiön kaukakartoitusosaston vetäjä. Yhtiö toimii esityksensä mukaan laajalla skaalalla ilmassa ja maassa – staattisesti ja kinemaattisesti – Venäjän jättimäisissä infrarakentamishankkeissa. Kuvissa vilahtaa myös RIEGLin mobiilimittausjärjestelmä ja maalaserskanneri. Lisätietoja kesäkuussa.

Alastair Jenkins on puolestaan Geodigital Internationalin toimitusjohtaja, jolla on vankka tietotaito kartoitus-, paikannus- ja ilmailuteollisuuksista sekä rahoitus- ja markkinointiosaamista. Näinpä hän on ollut luomassa uusia yrityksiä kyseisille aloille myös sijoittajana. Näyttää siltä, että Jenkins on myös vankka täyden aallonmuodon tekniikan (full waveform) fani, sillä hän on muun muassa osallistunut artikkelin kirjoittamiseen aihepiiristä sähkölinjojen esteettömyyden mittauksessa. Näin siis Kanadassa vuonna 2008.

Saksalainen, hyvän aikaa Yhdysvalloissa työskennellyt Martin Isenburg on pitkän linjan ohjelmistontekijä. Nykyään hän keskittyy oman ilmalaserskannausohjelmistonsa LAStoolsin kehittämiseen sekä PulseWaves-standardin luomiseen yhteisen tiedonsiirtoformaatin saamiseksi täyden aallonmuodon aineistoille. Monet suomalaisetkin käyttävät Martinin luomaa LASzip-työkalua las-aineistojen purkamiseen tai zippaamiseen. Wienissä voit tavata tämän persoonallisen käkkäräpään, joka on aina kiinnostunut uusista kontakteista.

Mitä muuta on luvassa? Esitysten ja luentojen lisäksi voi osallistua muun muassa RiSolve & RiMining -työpajoihin sekä retkelle RIEGLin tehtaalle Horniin. Ylimääräisenä päivänä perjantaina voi puolestaan vierailla itävaltalaisten ilmailualan toimijoiden luoda tutustumassa Diamond-lentokoneisiin, Schiebelin miehittämättömiin koptereihin (UAS) ja systeemi-integraattoori Airborne Technologiesin toimintaan. Paikan päällä selviää varmasti, mitä kaikkea ilmalaserskannausjärjestelmän asentamisessa ja käyttämisessä pitää oikein ottaa huomioon.

Vapaa-ajan ohjelmaan kuuluu erilaisia iltarientoja ja luonnollisesti juhlaillallinen, joka järjestetään yllätyskohteessa. Hmm…entinen keisarikunnan pääkaupunki Wien on täynnä mitä upeampia historiallisia paikkoja ja se on myös arkkitehtuurin tyylisuuntien sekä taiteen näyttämö mukaanlukien Spittelaun kaupunginosassa sijaitseva moderni jätteenpolttolaitos. Toisaalta illallispaikka voi sijaita jossain kaupungin lukuisista luontokohteista kuten Tonavan saarella. Jännittävää.

Esimakua tapahtumasta saat tutustumalla RIEGL LIDAR 2012 -tapahtumaan Floridassa seuraavan videon avulla

[embedplusvideo height=”379″ width=”625″ standard=”http://www.youtube.com/v/tri7g7th3EA?fs=1&hd=1″ vars=”ytid=tri7g7th3EA&width=625&height=379&start=&stop=&rs=w&hd=1&autoplay=0&react=1&chapters=&notes=” id=”ep3594″ /]

Skannerien käytön koulutus

Yhdysvalloista tulee kuvaa skannerien käyttökoulutuksesta USGS:n ja RIEGL USAn malliin. USGS on valtion tieteellinen tutkimuskeskus, joka tekee karttoja, tutkii geologiaa, maankäyttöä, maanjärjestyksiä, ilmastonmuutosta jne., eli sen toiminta-aloissa yhdistyvät muun muassa meidän Geodeettisen laitoksemme, Geologisen tutkimuskeskuksen, Maanmittauslaitoksen ja SYKEn toimintoja.

riegl_vz_1000

USGS on hankkinut RIEGLin VZ-1000 laserskannerin, joka toimitettiin heille joulukuussa. Nelipäiväisen kouluksen aikana pitää tietysti käydä tekemässä käytännön mittauksia. Tällä kertaa on menty mittaamaan Kaifornian rannikkoa – näyttää houkuttelevalta Suomen talvesta tarkasteltuna 🙂 Vaikka USGS:n tutkijoilla on paljon skannauskokemusta jo entisestään, niin koulutuksessa on lähdetty liiikkeelle perusteellisesta uuden oppimisen ajatuksesta. Samoin toimivat muuten useimmat suomalaisetkin asiakkaamme, joiden kanssa olemme samalla laitteella mitanneet muun muassa jokien penkkoja, tunneleita ja rakennuksia.

LIDARViewer

Yliopistoissa tehdään mielenkiintoista tutkimustyötä ja jälleen kerran pääsemme nauttimaan tutkimuksen tuloksista. Tällä kertaa Oliver Kreylos Kalifornian yliopiston Davisin kampukselta tarjoaa käyttöömme pistepilvien katseluohjelman, jolla onnistuu miljardien pisteiden visualisoiminen unix-ympäristössä. (Jippii, nyt päästään oikeasti käyttämään Applen grafiikkaa). Ohjelma on tekijänsä mukaan oikeasti suunnattu isoihin CAVE-ympäristöihin, mutta pyörii myös pöytätietokoneella.

Ohjelmaan voi tutustua myös sen videoesittelyssä, jossa Oliver seikkailee San Franciscon varsin tiheän näköisessa pistepilvessä (n. 10 pistettä/m2) – tosin pisteitä on vaivaiset 830 miljoonaa. Aineisto on muuten tuotettu USA:n kongressin vuoden 2009 erikoistukipaketilla stimuloimaan talouden kasvua.

[embedplusvideo height=”379″ width=”625″ standard=”http://www.youtube.com/v/TXK26JomCyU?fs=1&hd=1″ vars=”ytid=TXK26JomCyU&width=625&height=379&start=&stop=&rs=w&hd=1&autoplay=0&react=1&chapters=&notes=” id=”ep3095″ /]

RIEGL VZ-6000 -skannerin uusin seikkailu

GIM International -lehden uusimmassa numerossa 2/2013 raportoidaan RIEGL VZ-6000 -skannerin käyttämisesta jäätikkömittauksiin Grönlannin Helheimin jäätiköllä. Kyseinen jäätikkö on on erittäin nopealiikkeinen: se vetäytyy noin 7-11 km vuositahtia ja ohentuu noin 200 m vuodessa. Tunnissa kokonaismuutos on suurempi kuin 1 m eli sitä on jo haasteellista mitata.

[embedplusvideo height=”379″ width=”625″ standard=”http://www.youtube.com/v/Tx2dEoUYEf8?fs=1&hd=1″ vars=”ytid=Tx2dEoUYEf8&width=625&height=379&start=&stop=&rs=w&hd=1&autoplay=0&react=1&chapters=&notes=” id=”ep8700″ /]

Yhdysvaltain armeijan kylmätutkimuslabran (US Army Corps of Engineers Cold Regions Research Lab) aikaisemmat yritykset mitata Helheimin liikkeita maalaserkeilaimella ovat epäonnistuneet juuri tuo muutosnopeuden takia: skannerit ovat olleet liian hitaita. Aikaisemmilla skannereilla on pystytty myös mittaamaan vain 3-4 km etäisyyksiä, mikä on ollut myös ongelmallista jäätikön ollessa tyypillisesti 5-10 km leveä ja 100 km pitkä.

RIEGL VZ-6000 -skannerilla saavutettiin mitattaessa yli 6 km etäisyyksiä ja mittauksia voitiin toistaa tihein välein, jolloin mittaustulokseen saatiin mukaan ajallinen muuttuvuus eli tuotettiin 4D-aineistoja. Käytännössä skanneri ajastettiin skannaamaan 2 min välein 48 tunnin ajan, kunnes myrsky pakotti keskeyttäämään työn. Tässä ajassa skannerin luotettavuus vaativissa olosuhteissa tuli jälleen kerran osoitettua.

Viime vuonna VZ-6000-skannerilla käytiin muuten mittailemassa hawaijilaisen tulivuoren savuaa kraateria, jonka se myöskin mittasi mallikkaasti savun lävitse. Kuumuus, kylmyys ja vaikeat olosuhteet eivät siis ole esteitä RIEGLin skannereille.

GIMin artikkeli

RIEGLin lehdistötiedote

P.S. 16.3.2013

Tänään näin filmipätkän vastaavanlaisen jäätikön ”poikimisesta”. Jäätikköbongarit saivat ensimmäisen kerran kuvattua näin ison tapahtuman, jonka mittakaavaa on havainnollistettu Manhattanin avulla videon loppupuolella. Aivan lopussa näkyy myös surullinen havainnollistus ilmastön lämpenemisen nopeudesta.

[embedplusvideo height=”379″ width=”625″ standard=”http://www.youtube.com/v/hC3VTgIPoGU?fs=1&hd=1″ vars=”ytid=hC3VTgIPoGU&width=625&height=379&start=&stop=&rs=w&hd=1&autoplay=0&react=1&chapters=&notes=” id=”ep1559″ /]

Pilvipalvelut ja IPR:ät

Hiljan Kiinan reissulla tuli tutustuttua maan suuriin pilvilaskentasuunnitelmiin. Kiinan toinen pilvilaakso, Cloud Valley, sijaitsee Pekingissä Zhongguancunin Zparkissa. Pilvipalveluteollisuuden rahoitus on turvattu sadoilla miljoonilla uusimmassa viisivuotissuunnitelmassa ja tarkoitus on luonnollisesti kasvaa johtavaksi maaksi alalla tavoitteena biljoonien (10 potenssiin 12) dollarien liikevaihdot. Ei ole oikeastaan epäillystään siitä, etteikö Kiinan suunnitelma toteutuisi, sillä jo nyt maassa on määrällisesti eniten internetin käyttäjiä. Hankkeen toteuttajia ovat muun muassa tuhannet USA:ssa ja Euroopassa opiskelleet lahjakkaat IT-alan tekijät, joista rahallisesti menestynein lienee Baidun perustaja Robin Li.

cloud valley

Vielä muutama vuosi sitten olin itsekin vaikuttunut pilvipalveluiden vaikutuksesta kaikkeen laskentaan ja nythän elämme jo keskellä Googlen, Amazonin, Facebookin, yms. pilvipohjaisia palveluita. Myös käyttäjille maksulliset hyötysovellukset ovat siirtyneet tai siirtymäisillään pilveen, josta olisi valtava etu Big Datan kuten pistepilvienkin laskennassa. Mutta ainakaan lupaus kasvavasta tietoturvasta ei ole toteutunut, sillä suuretkin palveluntarjoajat ilmoittavat jatkuvasti tietomurroista.

Kovin huolestuttavalta vaikuttaa myös lainsäädännön puuttuminen alalta, erityisesti kun on kyse aineettoman omaisuuden omistusoikeudesta (IPR). Aihepiiri on kyllä EU:n lainsäätäjien kiirelistalla, mutta ihan lähiaikoina valtioiden välisiä sopimuksia tuskin saadaan aikaan. Kyberrikollisuutta koskevassa EU-raportissa päähuolenaiheena ei pidetä varsinaista rikollisuutta, vaan pilvilaskennassa mahdollisesti tapahtuvaa identiteetin ja datan, siis aineettoman omaisuuden menettämistä. Globaalin taloustilanteen ollessa kireä ohjelmiston käyttösopimukset (EULA) alkavatkin olla jo hurjaa luettavaa: esimerkiksi tunnettu suunnitteluohjelmien valmistaja ilmoittaa pilvilaskentaohjelmansa käyttöoikeussopimuksessa käyttäjien luovuttavan sisältönsä käyttöoikeuden heille. Koska yhtiön pääjohtaja on ilmoittanut kaikkien ohjelmiensa muuttuvan tulevaisuudessa pilvipohjaisiksi, tätä ominaisuutta ei kohta voi edes kiertää muuten kuin vaihtamalla ohjelmiston tarjoajaa, jos se edes on mahdollista.

Ohjelmalisenssien puolella Microsoft puolestaan ilmoitti uuden Office 2013-lisenssi olevan sidottu tietokoneeseen, josta sitä ei voi siirtää muihin tietokoneisiin. Näin ollen me Euroopassa voimme sitten myydä käytetyn Office 2013-ohjelman ainoastaan myymällä myös sen sisältävän tietokoneen. Mielenkiintoista.

Mutta palataan vielä noihin aineistoihin, joita voisivat olla vaikka skannatut pistepilvet silloista ja ja rakennuksista tai taiteilijoiden ja arkkitehtien luovan työn tulokset. Tämänhetkisessä tilanteessa ratkaiseva tekijä lainsäädännön kannalta vaikuttaa olevan se, missä maassa pilvipalveluntarjoajan palvelimet sijaitsevat, sillä se voi ratkaista minkä maan lainsäädäntöä sovelletaan kiistatilanteissa. Tosin myös ohjelmistovalmistajan kotimaalla on merkitystä. Mutta kuinkas moni tämän tekstin lukijoista haluaisi siis varastoida aineistonsa kiinalaiselle palvelimelle, jossa aineetonta omaisuutta koskeva lainsäädäntö on muuten ihan hyvä? Ainoa ongelma Kiinassa on lakien käytännön sovellus. Entäpä sitten USA? Siellä liittovaltion viranomaiset voivat päästä käsiksi kaikkeen USA:n lainsäädännön alaiseen dataan muutamankin lakipykälän kuten Patriot Actin avulla. Ja sama pätee ilmeisesti useassa Euroopan maassa, vaikka toisaalta meillä on tiukat tietosuojalait. Pitäisikö huolestua? No ainakin sen takia, että kokonaistilanne on varsin epäselvä. Lakimiehillä riittää töitä.

Pitääkö aineistojen omistusoikeuksien menetyksestä edes huolestua? Pilvipalvelujen tarjojat puolustautuvat sanomalla, ettei ohjelmien kunnollinen toimiminen ole edes mahdollista jollei heille anna oikeuksia aineistojen käyttöön. Toisaalta, ollaanko kansainvälisestikin herkkiä kohteita kuten ydinvoimaloiden pohjakaavoja sitten valmiita jakelemaan kenellä vaan, kaikenlaiseen ennaltamäärittelemättömään käyttöön? Entäpä sitten tuotteiden arvoketju, jos teknisiä ja taiteellisia töitä jaetaan ilman korvauksia tekijöille? Ammattilaispuolella on kysymys rahasta eikä parista hassusta lomakuvasta.

Toisaalta, emme pysty näköjään muutenkaan pitämään kiinni tekijän/omistusoikeuksistamme, kuten arkkitehti Zaha Hadidin tapaus osoittaa. Tähtiarkkitehdin vasta valmisteilla oleva suurhanke Galaxy SOHO Pekingissa on jo kopioitu Chongqingiin, jossa sijaitseva kopio on kaiken lisäksi valmistumassa ennen Pekingin projektia. Samaan aikaan kiinalaiset ovat kaikessa hiljaisuudessa kopioineet sievän, itävaltalaisen Hallstattin pikkukylän, joka on sattumoisin myös maailmanperintökohde. Pahat kielet kertovat muuten kuviin perustuvassa mallinnuksessa tapahtuneen pienen virheen eli kiinalais-Hallstatt olisi peilikuva oikeasta esikuvastaan. Se ei poista kylän asukkaiden mielipahaa kopioinnista, jolle sinänsä ei löydy minkäänlaista estoa.

Tämä kirjoitus on rönsyillyt pilvilaskentapalveluista aineettoman omaisuuden hallintaan tarkoituksena kehoittaa myös skannausaineistojen haltijoita olemaan varovaisia. Kryptatkaa aineistonne edes pienen harmin aikaansaamiseksi ja ”Hey, let’s be careful out there”.

Addendum 1.12.2013: Pilvipalvelujen tietoturva on käytännössä olematon, jos Mikko Hyppöseen on uskomista. Jopa standardoimisviranomaiset toimivat yhteistyössä viranomaisten kanssa niin, että luotettavia salauskeinoja ei ole käytettäessä Yhdysvaltalaisia palveluita. Katso Hyppösen TED Talk.

RIEGL VQ-820-GU lennokissa

Miten sitä niitä vedenalaisia ranta-alueita oikein keilataankaan? RIEGL ja Schiebel saavat kauko-ohjatun skannauksen miehittämättömällä lennokilla – tässä tapauksessa helikopteri – näyttämään niin helpolta. Ranta-alueiden lisäksi keilain skannaa siis myös maanpäällisen topografian ja vaikkapa puuston samalla kertaa, kuten videon kuva-aineistosta näkee.

 

 

3D-skannerien kalibrointi ja huolto

Skannerien hankinnan yhteydessä, esimerkiksi kilpailutuksissa, tulee säännöllisin väliajoin esille skannerin huolto- ja kalibrointikysymykset. 10 pistettä ja papukaijamerkin saa ilmoittamalla eli ”hieman omaatuntoa venyttämällä”, että skannerit huolletaan Suomessa.

Tarjouskilpailua valmisteltaessa olisi siis mietittävä, onko kyseisellä huoltopykälällä minkäänlaista todellista arvoa muuta kuin koko kilpailutuksen vaarantaminen? Toisin sanoen, onko pulssi/vaihe-erotekniikkaisten skannerien huolto ja kalibrointi yleensä mahdollista Suomessa joko maahantuojan hoivissa tai jossain muussa kaupallisessa palvelussa? Vastaus : Suomessa ei tällä hetkellä ole maalaserskannerien kalibrointimahdollisuutta. Täten myös laitteiden huolto on hiukan hankalaa, sillä monet operaatiot vaativat lopuksi laitteen kalibroinnin. Kaikissa Suomen huolloissa skannerin mahdollinen vika analysoidaan tarkemmin kun laite saadaan asiakkailta ja tämän jälkeen tehtailta saadaan toimintaohjeet vian korjaamiseksi. Yksinkertaisinta on, jos tilanteesta selvitään firmware-päivityksellä. Kaikki laitteen avaamiseen johtavat operaatiot vaativat todennäköisesti kalibroinnin, joten laite on lähetettävä tehtaalle. Esimerkiksi Rieglin kohdalla skannerin hyvä suojaus (IP 64) merkitsee vielä sisusten typpihuuhtelua jos laitteen kuoret on avattu.

Miksi skannerien huolto- ja kalibrointitilanne on tällainen? Kyseessä on puhtaasti taloudellinen ratkaisu, sillä vaadittavaa tietotaitoa voisi maailmalta yrittää ostaa. Stabiilin kalibrointikentän rakentaminen sen sijaan maksaa seitsemännumeroisen summan, joten ihan joka tyttö/poika tai joka maa ei sellaiseen toimintaan ryhdy. Itse asiassa emme tiedä maailmalla yhtäkään kaupallista, tehtaiden ulkopuolista kokonaiskalibrointipalvelua skannereille. Esimerkiksi USA:n National Institute of Standards and Technology (NIST), tarjoaa ainostaan skannerien etäisyysmittausten kalibrointipalvelua kalibrointiradallaan, mutta sillä ei pitkälle pötkitä haluttaessa saada laitteen kaikki arvot kohdalleen tai todeta poikkeama oletetusta.

Skannerien lisäksi sama kuvio koskee myös monimutkaisia uusia takymetrejä, joissa korjaus on tyypillisesti keskitetty tehtaille tai laitevalmistajan suuriin huoltokeskuksiin eri mantereilla. Kaikkien takymetrien kohdalla tilanne on kalibroinnin osalta siinä mielessä vielä jokseenkin surkuhupaisa, että TKK:n vanha 80-metrin kalibrointirata jäi pois käytöstä muutama vuosi sitten, koska sen tilalle piti saada Aalto-yliopiston päärakennuksen uudet ilmastointilaitteet. Nyt kalibrointipalvelua tarjoaa esimerkiksi Mikes 30-metrisellä radallaan, mutta ainakaan viime vuoden puolella kojeiden etäisyysmittausta ei kalibroitu absoluuttisesti, vain suhteellisesti. Taitaa olla niin, että kaikki viralliset, oikeaoppiset laboratoriokalibrointipalvelut sijaitsevat tälläkin alalla Suomen ulkopuolella.

Ottaen vielä huomioon, kuinka tarkasti laitteet nykyään mittaavat vain nappia painamalla, niin tarvitaanko tällaisia kalibrointipalveluita? Kyllä vaan, sillä kaikki elektroniset mittauslaitteet elävät ajan funtiona ja ryömivät vähitellen pois tehdassäädöistä. Sitten on laitteiden korjaustilanteet, joiden jälkeen voi esiintyä kalibroimistarvetta kuten yllä on kuvattu.

Kalibrointi jakautuu muuten oikeastaan kahteen pääosa-alueeseen, laboratorio- ja kenttäkalibrointiin. Laboratoriokalibroinnissa määritetään laitteen mittaustarkkuudet ihanteellisissa ja stabiileissa mittausolosuhteissa. Kenttäkalibroinnissa selvitetään muuttuvien ympäristö- ja lämpötilasuhteiden vaikutus laitteen mittaustarkkuuteen ja voidaan tehdä järjestelmäkalibrointia, jossa selvitään myös mittaajien osuutta mittaustulokseen. Takymetrien kohdalla löydettiin Tampereen vanhalla testikentällä laitteita, jotka saivat laboratoriotesteissa erinomaiset tulokset, mutta välittömästi tehty kenttäkalibrointi osoitti laitteiden olevan lähes käyttökelvottomia käytännön mittauksissa. Skannereiden kohdalla esimerkiksi RIEGL tekee laitteilleen tehtaalla sekä laboratorio- että kenttäkalibroinnin.

Suomessa on yksi huomattava kenttäkalibrointikenttä, joka sijaitsee Kirkkonummen Sjökullassa. Se on Geodeettisen laitoksen ilmakuvakameroille ja nykyään myös esimerkiksi ilmalaserkeilaimille suunniteltu testikenttä, jossa voidaan käytännössä tutkia laitteiden toimivuutta ja myös kehittää uusia kalibrointimenetelmiä tekniikkojen muuttumisen myötä. Kalibrointi- ja testikenttiä ei siis tarvita ainoastaan olemassa olevien laitteiden testaamiseen ja säätämiseen, vaan ne ovat myös perusta uuden kehittämiseen.

Zürichin kantoninpolisiisi käyttää Riegl VZ-400 skanneria monipuolisesti onnettomuus- ja rikospaikkatutkimuksessa.

Zürichin kantoninpoliisi käyttää Riegl VZ-400 skanneria monipuolisesti onnettomuus- ja rikospaikkatutkimuksessa. Kuvalähde: RIEGL

RIEGL LIDAR 2013

Early Bird -ilmoittautuminen RIEGL LIDAR 2013 -käyttäjäpäiville päättyy tammikuun lopussa, joten Riegl-skannerin omistajat ja käyttäjät – kiirehtikää ilmoittautumaan edullisemmalla osallistumismaksulla.

RIEGL LIDAR 2013 -tapahtumassa voi tutustua perinpohjaisesti ilma-, mobiili- ja maalaserkeilaukseen sekä luonnollisesti eri tyyppisten aineistojen yhdistämiseen. Tänä vuonna skannaus ilma-aluksista (UAV) on myös keskustelun alla. Käyttäjien vertaistapaamisten lisäksi paikan päällä voi jutella Rieglin tuotekehittäjien kanssa ja kuulla tuoreita uutisia laite- ja ohjelmistotuotteista. Kuulemme myös arvioita siitä, mihin suuntaan RIEGL arvelee laserskannauksen kehittyvän.

Tilaisuus järjestetään 25.-27. kesäkuuta Wienin keskustassa, joten matka on myös helppo yhdistää kaupunkilomamatkaan yhdessä Euroopan kiehtovimmista pääkaupungeista.

RIEGL LIDAR 2013 on avoin myös Riegl-skannerin ostoa harkitseville, mutta siinä tapauksessa ottakaa meihin yhteyttä ennen ilmoittautumista. (p. 045 650 85 85)

Tervetuloa!

riegl_lidar_2013

UAV & laserskannaus

Tanskalaisfirma kunnostautui viime syksynä kuvauslennokilla (UAS) ja maalaserskannerilla tehdyssä kartoituksessa tulivuorenpurkauksessa vuonna 79 jaa tuhoutuneessa Pompejin muinaiskaupungissa – daeligt! Suomalainen työryhmä, EPUH, on tutkinut kaupungin korttelia IX 3 jo vuodesta 2002 alkaen tehden mittausdokumentointia takymetrilla ja lähifotogrammetrisesti. Viimeiselle kenttätyökaudelle paikan päälle saapui tanskalainen kartoitusalan yritys tavoitteenaan kuvata kortteli hyvin matalalta ja samanaikaisesti skannata noin 160 huoneen kokonaisuus Faro Focus3D -laserskannerilla. Työn alustaviin tuloksiin voi tutustua täällä (linkki vasemmalla) ja itse kohteesta voi lukea lisää Tieteen Kuvalehti Historian uusimmassa numerossa.

Pompei Aerial Survey projektin kuvauskopteri ja oikealla kameran kalibrointikenttä Marcus Lucretiuksen talon atriumissa.

Pompejin ilmakartoitusprojektin kuvauslennokki ja oikealla kameran kalibrointikenttä Marcus Lucretiuksen talon atriumissa. Kuten kuvasta näkyy, kohteessa on korkeita seiniä ja osittain myös kattoja, joten maasta tapahtuvaa kuvausta/skannausta on pakko käyttää koko kohteen kartoituksessa.

Paikannusta, paikannusta!

Paikannus ja navigointi ovat olleet kovassa kurssissa jo muutaman vuoden, sillä perinteisten alojen lisäksi mobiililaitteiden sovelluskehittäjät ja käyttäjät tarvitsevat parempaa sijaintitietoa erilaisille sovelluksille. Tarpeita on sekä sisä- että ulkopaikannuksessa.

Kaikenlaista uutta tuntuu olevan tulossa hurjasti, kunhan vain tietäisi mitä näistä jää tulevaisuudessa jäljelle. Satelliittipaikannuksen saralla tulevaisuudessa taivaalla on jopa 130 paikannussatelliittia, jos kaikki tämänhetkiset suunnitelmat toteutuvat. Esimerkiksi Kiinalaisessa BeiDou Satellite System (BDS) järjestelmässä on tällä hetkellä 6 toimivaa satelliittia ja tulossa on vielä 40 kappaletta. Joulukuun lopulla Kiina ilmoitti avaavansa globaalin satelliittinvigointijärjestelmänsä (GNSS) myös kaupallisille toimijoille ilmoittaen tavoittelevansa 70-80% osuutta Kiinan kotimarkkinoista. Tällä hetkellä amerikkalainen GPS hallitsee Kiinassa kuten muuallakin.

On mielenkiintoista nähdä, miten EU:n vastaava Galileo-järjestelmä lähtee toimimaan taloudellisesti, sillä EU:n tarkoituksena on veloittaa kaupallisia toimijoita kaiken tarkimman korjaussignaalin käytöstä. Samaan aikaan siis GPS, GLONASS ja BDS näyttävät tarjoavan samaa dataa ilmaiseksi, ajatuksena paikannusteollisuuden miljardimarkkinat ja sitä kautta verotulot järjestelmien rakentajille.

Satelliittipaikannus ei toimi sisätiloissa tai veden alla, joten suuri osa maailmaa on vielä tarkan paikannuksen ulkopuolella. Sisätilapaikannus on mobiilisovellusten takia se voimakkaimmin kasvava paikannuksen ala. Mutta, mutta, haasteita riittää. ETH:n tohtori Rainer Mautz tiivistää dosenttitutkimuksessaan sisätilapaikannuksen perusvaatimukset massamarkkinoilla:

  • XY-sijaintitarkkuus 1 m
  • kerroksen tunnistaminen (korkeustarkkuus)
  • kattava peitto
  • >99 % saatavuus
  • minimaalinen asennus- ja ylläpitokustannus

Tällä hetkellä kaikki mainitut kohdat ovat kovan työn takana, mutta tarjokkaita alalle on siis tungokseen asti. Listataanpa niistä muutamia:

– Nokian johtama In-Location Alliance lupailee jopa 20 cm XY-paikannustarkkuutta, mikä on tällä hetkellä hämmästyttävä suoritus. High Accuracy Indoor Positioning (HAIP) perustuu Bluetooth 4.0:n matalaenergiapiirteen käyttöön.

– eurooppalainen yritysjätti BAE Systems kehittää hybridiä NAVSOP-järjestelmää, jolle lupaillaan muutaman metrin paikannustarkkuutta. Järkevästi systeemi hyödyntää erilaisia olemassa olevia signaaleita kuten TV, radio, Wifi, kännykät yms. paikannukseen.

– suomalainen IndoorAtlas hyödyntää maan magneettikenttää paikannuksessa. Kartoittajille hyödyllisesti paikoituksessa tarvitaan myös rakennuksen pohjakarttaa 😉

– ruotsalainen SenionLab hyödyntää suoraan kännyköiden sisältämiä antureita.

Qualcomm iZat-alustassa hyödynnetään myös hybridiratkaisuja eli laitteiden antureita ja WLAN-verkkoja.

Oma lukunsa on tietysti yhtiöt, jotka rakentavat sisätilapaikannukseen lisäinfraa, kuten radiolähetinjärjestelmän, joiden avulla paikannustarkkuus paranee. Mutta näiden järjestelmien käyttö ja ylläpito maksaa jo sen verran, että massojen käyttöön niistä ei vielä ole. Sen sijaan yrityskäytössä kuten kaivoksissa niille löytyy luonnollisesti käyttöä. Esimerkiksi australialainen Locata on päässyt radioilla samaan 20 cm paikannustarkkuuteen kuin Nokia Bluetooth-tekniikan avulla, mutta on hyvä kysymys mikä on radiotaajuuksien häiriöherkkyys.

Sisätilapaikannuksen tämän hetkinen tilanne jättää siis vielä paljon tilaa sekä tekniikan kehittäjille sekä palveluntarjoajille, sillä hajanaisessa tekniikkakentässä yksikään tekniikka ei ole ylitse muiden. Vedenalaisen maailman paikannuskuviot ovat sitten vielä oma taiteen lajinsa. Maailma ei ole vielä valmis.

Lumen ja jään mittaus

Lumisen uuden vuoden kunniaksi aloitamme vuoden pohtimalla lumi- ja jääpeitteiden mittausta – aina niin ajankohtaista aihetta sekä normaalissa lumitilanteen seurannassa että ilmastonmuutoksen olemusta miettiessä.

Lumikerroksen paksuutta mitataan esimerkiksi pistemäisesti kiinteissä mittausasemissa ympäri maailmaa, mutta paljon kattavampaa tilannekuvaa saadaan seuraamalla laajoja alueita aktiivisen ja passiivisen kaukokartoituksen keinoin. Lumi ja jää ovat muuten optisen mittauksen kannalta inhottavia mittauskohteita, sillä ne voivat olla hyvin huokoisia pintoja, joihin mittaussäde saattaa tunkeutua varsin syvälle ja sama ongelma on muuten pitempää aallonpituutta käyttävissä tutkapohjaisissa mittauksissa. Toinen ongelma on erottaa lumi ja jää toisistaan sekä luonnollisesti maanpinnasta. Joka tapauksessa koko maapallon lumitilannetta seurataan esimerkiksi NASA:n Terra (maa) ja Aqua (vesi) satelliitteihin asennetuilla MODIS-sensoreilla, joiden avulla tilannetta mitataan 1-2 vuorokauden välein. Tässä esimerkkikuva Balkanin lumitilanteesta Tapaninpäivänä 2012.

MODIS antaa lumitilanteesta hyvän kokonaiskuvan, mutta sen resoluutio ei riitä yksityiskohtien seuraamiseen. Niinpä jäätiköitä ja lumipeittoja, erityisesti niiden muutoksia, seurataan myös lentokoneista ja maasta tehtävin mittauksin esimerkiksi laserkeilaamalla. Ilmalaserkeilauksen käytöstä jäätiköntutkimuksessa kirjoitimme jo aikaisemmin syksyllä, lue blogi täällä. Maa- tai mobiililaserkeilausta voi puolestaa käyttää aivan vastaavalla tavalla mittaustulosten tarkentuessa mutta mittausalueiden tyypillisesti pienentyessä vaikkapa laskettelurinteiksi tai pienemmiksi jäätiköiksi.

Koska skannereissa on tyypillisesti käytössä vain yksi aallonpituus, niin laitevalinnassa on kiinnitettävä huomiota siihen, miten lumi- ja jää heijastuvat kyseisellä aallonpituudella. Muuten mittausmatka saattaa jäädä liian lyhyeksi. Totuus ei luonnollisesti ole näin yksinkertainen, sillä lumen ja jään monet muut ominaisuudet kuten lämpötilä ja vesipitoisuus vaikuttavat myös huomattavasti mittausmatkaan. Otetaanpa esimerkiksi kuivan lumen heijastuminen eri aallonpituuksilla:

Kuivan lumen heijastavuus on merkitty sinisellä käyrällä.

Kuivan lumen heijastavuus on merkitty sinisellä käyrällä. Kuva: Riegl

Monet Rieglin skannerit toimivat silmäturvallisella 1,5 μm aallonpituudella, jolla maanpinta saadaan mitattua hyvin. Mutta haluttaessa erityisesti mitata lunta ja jäätä, on kehitetty näiden mittaamiseen paremmin soveltua malleja kuten VQ-580 ja pitkän matkan maalaserskanneri VZ-6000, joissa käytettävä aallonpituus on 1064 nm.

Käytettävän laserin aallonpituuteen vaikuttavat monet tekijät, joista mittaajan kannalta on tärkeätä miettiä mitattavaa kohteen heijastusominaisuuksia. Valmistaja pohtii tämän lisäksi myös muunmuassa lasereita koskevaa turvallisuuslainsäädäntöä sekä eri lasereiden saatavuutta ja hintaa. Mittauksen kannalta ei myöskään sovi unohtaa häiriötekijöitä, joista esimerkkinä alla olevassa kuvassa näkyvä auringon taustasäteilyn vaikutus ilmakehässä. Taustasäteily olisi siis hyvä minimoida ja toisaalta, eri aallonpituuksien fotonit imeytyvät eri tavoin tavoin ilmakehään.

Auringon aina läsnäolevan taustasäteilyn voimakkuus eri aallonpituuksilla.

Auringon aina läsnäolevan taustasäteilyn voimakkuus eri aallonpituuksilla. Kuva: Riegl

Lopuksi esimerkkikuva siitä, miten pitkiltä etäisyyksiltä Riegl VZ-6000 -skannereilla voidaan mitata kuivaa lunta ja märkää jäätä:

Riegl VZ-6000 -laserskannerin mittausmatkat kuivaan lumeen ja märkään jäähän.

Riegl VZ-6000 -laserskannerin mittausmatkat kuivaan lumeen ja märkään jäähän. Kuva: Riegl

Käytetyllä 1064 nm aallonpituudella kuiva lumi heijastaa erittäin hyvin, mutta märkä jää on jo huomattavasti heikompi heijastaja, vain hiukan kuivaa asfalttia parempi. Kuitenkin tällä skannerilla märkää jäätä voidaan mitata heikommissakin näkyvyysolosuhteissa (oranssi käyrä, 5 km) yli 2 km etäisyydeltä ja näkyvyyden parantuessa (sininen viiva, 23 km) saavutetaan yli 4 km mittausmatkoja. Ei hullumpaa!

Joulutarina GT-formaatista

Suomalaisessa maanmittausmaailmassa on jo yli 25 vuotta kukoistanut siirtoformaattina GT, johon viitataan usein myös Tielaitoksen formaattina. Tässä GT:n lyhyt historiikki niille, jotka eivät tunne kyseisen tiedostomuodon alkuperää.

Kauan aikaa sitten, aikojen alussa, takymetreihin oli saatavilla hyvin vähän ohjelmia, mutta eri maissa ryhdyttiin heti koodaamaan sovelluksia kun siihen tuli mahdollisuus 1980-luvulla. Suomessa syntyi tässä vaiheessa GT-ohjelmisto, jonka vuokaavion Hannu Heinonen hahmotteli joulun pyhinä 1986. Tällöin ”hitaat aavistukset” ja kokemukset käytännön mittauksesta, opetuksesta, laitemyynnistä ja eri alan asiakkaiden mittaustarpeista kulminoituivat uuden luomiseen.

GT-formaatti syntyi osana vuokaavion suunnittelua, koska lähtöajatus oli mittatiedon sujuva tiedonsiirto sen ajan tärkeimpiin jatkokäsittelysovelluksiin, joista vastasivat Kunnallistieto Oy (nyk.Logica, v. 2012 alkaen CGI) ja Teknillinen laskenta Oy (nyk. Tekla). Molempien ohjelmissa oli käytössä 4 eri pituista ja eri järjestyksessä olevaa koodikenttää, jotka sisälsivät kaupunkinosan (T1), korttelin (T2), pistenumeron (T3) ja maastokoodin (T4). Näiden ohjelmien pisimmät kentät olivat 7 merkkisiä, joten Hannu päätyi 8 merkin pituisiin kenttiin. Näin molempien ohjelmien tiedot voitiin lukea GT:hen kentän pituudesta huolimatta ja päinvastoin eli GT mahdollisti ensimmäisenä myös tiedonsiirron eri ohjelmien välillä.

GT-ohjelmiston eri osia. Ajatus oli aikoinaan vallankumouksellinen: kaikki mittaukset ja laskennat voitiin tehdä kentällä ja työn lopussa oli mahdollista tulostaa vaikka valmis kartta.

GT-ohjelmiston eri osia. Ohjelma oli aikoinaan ”häiritsevä” keksintö olemassa olevaan tekniikkaan nähden: kaikki mittaukset ja laskennat voitiin tehdä kentällä ja työn lopussa oli mahdollista tulostaa vaikka valmis kartta.

Kun formaattiajatus oli valmis, niin se toimi alkuna maastomittausohjelman suunnittelulle. Ohjelman tarkoituksena oli mittaajien käytännön työn tarpeiden nopeuttaminen ja helpottaminen. Päällimmäisenä ajatuksena oli myös yhteensopivuus 3D-suunniteluun ja CAD maailmaan, joka juuri teki tuloaan myös tien- ja katujen suunnitteluun. Hannun visiona oli kehittää ”objektiorientoitunut, reaaliaikainen 3D-mittausohjelmisto”. Tämä tarkoitti sitä, että maastotietokoneen muistiin ladattiin olemassa oleva kiintopisterekisteri, maastoon merkittävien pisteiden tiedosto CAD’istä tai kaavalaskennasta ja tiegeometriatiedostot parametritiedostoineen. Takymetri orientoidaan koordinaatistoon ja kaikki mittaukset tehdään suoraan kohteen (objektin) koordinaatistossa, olipa sitten kyseessä maantieteellinen tai paikallinen vaakatasokoordinaatisto tai teollisuusmittauksen mielivaltaisessa asennossa oleva koordinaatisto. Mittauksen aikana syntyi myös loki, johon tallentui mittauksen tapahtumat niin, että sitä voitiin käyttää jälkikäteen työn oikeellisuuden todentamisessa. Maastossa GT mahdollisti helpon ja nopean tavan kartoittaa ja mitata 3D-maastomalli symboleineen, pisteineen ja viivoineen samanaikaisesti. Kuullostaako tutulta?

1987 alussa Hannu palkkasi ensimmäisen ohjelmoitsijan, Markku Salorannan, joka aloitti ohjelman koodaamisen Hannun ohjelmarungon perusteella. Syyskesällä ohjelmaa päästiin jo testaamaan maastomallimittauksissa ja ohjelmaa kehitettiin alusta alkaen käyttäjälähtöisesti testiryhmien palautteen perusteella. Vuoden lopulla ohjelmistosta ja takymetrijärjestelmästä saatiin ensimmäiset tilaukset. Ohjelman kehitystä jatkettiin vuosien ajan, vaikka takymetrimerkit vaihtuivat ja eräs versio myytiin Japaniin Nikonille. Loppujen lopuksia ohjelmalisenssejä myytiin yli 2200 kappaletta erityisesti Pohjois-Eurooppaan, mutta myös Kairon kaupunki osti niitä Egyptiin. Suomessa jo edesmennyt Tielaitos otti formaatin ja mittausohjelmat myös käyttöönsä, josta johtunee GT:n toinen nimi: Tielaitos-formaatti.

GT toimi aluksi ulkoisessa GeoNic/MicroNic-maastotietokoneessa. Vuonna 1988 Hannu teki sopimuksen uuden takymetrin kehittämisestä Nikonin kanssa, joten vuoden 1993 jälkeen GT toimi suoraan Nikonin ja myöhemmin Zeissin takymetreissä. Tämä monipuolisti ja nopeutti mittausta. Sittemmin tämä mahdollisuus suljettiin pois ja tyypillisesti takymetrit eivät ole vielä tänä päivänäkään avautuneet kunnolla uudestaan ulkopuolisille ohjelmille. Näin valmistajat voivat toisaalta suojata omaisuuttaan ja kilpailukykyään, mutta suljetut systeemit on loppujen lopuksi vaikea pitää hengissä pitkällä tähtäimellä. Steven Johnsonin sanoin: ” Suljettujen ympäristöjen ongelmana on, että ne estävät onnekkuutta ja pienentävät ongelmaa potentiaalisesti selvittävien mielten verkostoa”.

Kun käyttäjät ja ulkopuoliset sovelluskehittäjät pääsevät prosessoimaan suoraan raakadataa ja ohjelmoimaan suoraan omia sovelluksiaan laitteisiin, niin niiden käyttö yleensä monipuolistuu eri tarpeiden mukaan ja näin luodaan uutta kysyntää. Sellainen kehitys olisi myös suotavaa laserskannerien puolella, mutta osa laitteista pysyy tiukasti suljettuna. Onneksi avautumistakin on, sillä esimerkiksi Rieglin skannereihin voi ohjelmoida oman käyttöliittymäsovelluksen ja niiden tuottamaa täyden aallonmuodon dataa voi prosessoida halutessa itse. Kokonaisuudessaan ulko- ja sisäpaikannus sekä laserskannausmaailma ovat kehittyviä aloja sekä laiteiden, ohjelmien että palveluiden osalta, joten sinäkin, hyvä lukija, voit ideoillasi muokata tulevaisuutta.

Hyvät lukijamme, GT:n tarinan siivittämänä toivotamme teille hyvää, rentouttavaa ja idearikasta Joulua sekä menestyksekästä Uutta Vuotta 2013!

Kartoitusta, vakoilua ja arvoketjujen muuttumista

Globaalissa kartoitusmaailmassa kuhisee: kaupallisen kartoituksen suurtekijät Nokia ja Google kilvoittelevat kumpi ehtii ensin kartoittamaan maapallon paikkatietopalvelujensa pohjaksi. Samaan aikaan OpenStreetMap luo vapaata ja avointa maailmankarttaa, jota tehdään vapaaehtoisvoimin eri maissa. Ja kuin pisteenä i:n päälle Unkarissa suunnitellaan lakia tarkemman ilmakuvauksen rajoittamiseksi miltei täysin. Quo vadis agrimensor?

Kuten aina, niin myös nykytilanteessa soppaan sekoittuu monia tekijöitä kuten esimerkiksi maailmanlaajuinen yritysten arvoketjujen uusjako, karttatietojen avoimuus ja perinteinen poliittinen valtapeli: valta on edelleenkin tarkan karttatiedon haltijoilla. Lähdetäänpä liikkeelle kaupalliselta sektorilta.

Googlen kartoitussuunnitelmat ovat kunnianhimoiset, kuten tuoreessa The Guardian-lehden haastattelussa selviää. Vielä vuonna 2008 Googlen kartat tehtiin talon ulkopuolella, mutta hidas päivitystahti – tyypillisesti virheen korjaaminen kesti 6 – 18 kk – johti karttojen tuottamiseen talon sisällä. Nyt Google tuottaa 3D-karttaa huimaan tahtiin ja Google Mapsissä on lähes 45 miljoonaa kilometriä teitä, luontokohteita ja kasvavassa määrin myös sisätiloja. Google luo ja päivittää yhtiönä omia karttojaan, mutta samalla se käyttää vapaaehtoista talkoovoimaa varsinkin muutoksenseurannassa ja päivitystyön tekemisessä. Vapaaehtoisten työtä voi jopa seurata reaaliajassa Googlen MapMaker-palvelussa. Paikkatiedon tuottaminen on huima lisä Googlen arvoketjuun, koska paikkatietoon sidottujen hakujen määrä kasvaa koko ajan. Eipä tarvitse maksaa ulkopuolisille ydintuotteesta. Varjopuolena on valtioiden ja yksityisten ihmisten huoli tietoturvasta ja yksityisyydestä, joten esimerkiksi Google StreetView on Saksassa erittäinen kiistanalainen palvelu.

Nokia siirtyi kartoittamisen raskaaseen sarjaan vuonna 2007 ostamalla alan ison yrityksen Navteqin. Kilpailu Googlen kanssa on kova, mutta näin ulkopuolelta katsottuna kartoitusmenetelmät ovat pääosin samat. Esimerkiksi molemmat käyttävät laserskannerin sisältäviä mobiilimittausjärjestelmiä – tästä esimerkki Navteq True -mainosvideossa. Nokia on hankkinut hiljan myös mobiiliin stereokartoitukseen erikoistuneen Earthmine-yhtiön ilmeisesti Google StreetView:n kilpailijaksi. Joukkoistamisessa Google näyttää sen sijaan kulkevan omia, tehokkaampia polkujaan.

Molemmat yhtiöt tekevät sinänsä tehokasta kartoitusta, mutta tuotetun karttatiedon käyttö tapahtuu luonnollisesti niiden ehdoilla – kysymys ei ole hyväntekeväisyystoiminnasta. Tästä syystä valtioiden tarve omaan kartoitustoimintaan julkisten karttojen tekemiseksi ja päivittämiseksi ei suinkaan ole kuollut. Koska kansallisen kartoituksen päivittämistahti ja käyttäjäehdot ei ole kaikkien käyttäjien mielestä riittäviä, niin on olemassa myös talkooperiaatteen nojautuva OpenStreetMap-projekti, jolla on myös Suomessa muutama kymmenen aktiivitoimijaa. Tässä projektissa kartoitus tehdään pääosin GPS:n avulla, mutta Suomessa Maanmittauslaitoksen avoimet datat antavat myös valtavan määrän pohjatietoa projektiin.

Kannattaako kartoitusfirmojen huolestua Googlen, Nokian tai vaikkapa OpenStreetMapin puuhista? Kyllä ja ei. Jossain määrin suuren yleisön keskuudessa on syntynyt mielikuva, että maailma on jo mitattu ja paikallisia tekijöitä ei enää tarvita. Googlen toiminta vaikuttaa monien mielestä suorastaan hyväntahtoiselta, sillä kehittymättömissä maissa ihmiset voivat kartoittaa viimein omia lähiympäristöjään. Loppujen lopuksi maailman kartoitusurakka päivityksineen on kuitenkin niin suuri, etteivät edes isot toimijat kerkiä kaikkialle ja todella syrjäiset seudut eivät niitä edes kiinnosta. Oman ongelmankenttänsä muodostaa myös tuotetun paikkatiedon epäyhtenäisyys sekä vaihteleva sisäinen ja ulkoinen tarkkuus. Esimerkiksi Googlen Maps ja Earth-palveluissaan käyttämän korkeustiedon tarkkuus vaihtelee alueittain, joten tarkan suunnittelun pohjaksi aineistoista ei siis vielä ole.

Miten otsikossa mainittu vakoilu puolestaan liittyy karttojen tuottamiseen? No, Unkarissa suunniteilla oleva lakiesitys tarkan ilmakuvauksen rajoittamisesta tuntuu ensitietojen perusteella nojautuvan tarpeeseen salata maan strategiset kohteet ulkopuolisilta silmiltä. Tosin näinä maailmanaikoina on vaikeaa palata menneeseen ja estää korkearesoluutioista ilmakuvaamista, sillä myös kaupallisten satelliittikuvien resoluutio on nykyään niin hyvä. Esimerkiksi kymmenen vuotta sitten Kreikassa allekirjoittaneen oli vaikea saada käsiinsä ilmakuvia, mutta ongelmasta selvisi ostamalla jo silloin laadukasta satelliittikuvaa ulkomailta. Satelliittikuvauksen ollessa ylikansallista toimintaa Unkarin mahdollisesta kiellosta kärsisivät todennäköisesti lähinnä paikalliset pienyritykset.

Vakoilu ja kartoittaminen tarjovat lopuksi oivan aasinsillan palauttaa mieleen mikkeliläinen Kyyhkylän kartanon isäntä Otto Carl von Fieandt, jota 1700-luvun lopulla pidettiin Ruotsi-Suomen etevimpänä sotilastiedustelukarttojen tekijänä. Tätä aihepiiriä hän opetti Haapaniemen sotilaskoulussa ja julkaisi 1804 kirjan ”: Om sättet att rita militäriske cartor och att med säkerhet urskiljä föremålen, som i dem bör utsättäs”.

1700-luvun maanmittari työssään. Lähde: Wikimedia. Johann Heinrich von Denffer und Mitarbeiter bei der Landvermessung

1700-luvun maanmittari työssään. Lähde: Wikimedia. Johann Heinrich von Denffer und Mitarbeiter bei der Landvermessung

Ilmeisen näppäränä miehenä Otto Carl säästyi jopa kuolemantuomiolta Anjalan liiton jälkipyykeissä, koska hän ei nykypolitiikkojen ja yritysjohtajien tapaan kuulusteluissa ”muistanut” mitään kapinayrityksestä kuningasta vastaan. Melkein heti vankilasta vapautumisen jälkeen vuonna 1789 Kustaa III lähetti Otto Carlin ja ruotsalaisen Carl Fredrik Königin kartoittamaan Seine-joen laakson Le Havresta Pariisiin, sillä Kustaan kunnianhimoinen suunnitelma oli palauttaa Ranskan vallankumouksessa syrjäytetty kuningas Ludvig XVI ja kuningatar Marie Antoinette takaisin valtaan. von Fieandt ja König todellakin toteuttivat jännittävän kartoitusretken, mutta Ruotsin sotajoukot eivät koskaan lähteneet Ranskaan. Koko tarinan voi lukea Königin jälkeläisen Thorsten Sandbergin julkaisemasta kirjasta Gustav III:s Spioner (Historiska Media, 2006), joka perustuu Königin päiväkirjamerkintöihin. Mahdollisesti jo ensi kesänä Kyyhkylässä voi puolestaan tutustua von Fieandtin ja Königin piirtämän kartan kopioon.

ELMF 2012 @Salzburg

Loppuvuoden mielenkiintoisin tapahtuma 3D-laserskannauksen saralla on Salzburgissa 4.-5. joulukuuta järjestettävä European Lidar Mapping Forum – ELMF 2012. Vain ja ainoastaan laserskannaukseen keskittynyt tapahtuma kerää paikalle kaikki laite- ja ohjelmistovalmistajat ja nähtävillä on siis laaja valikoima maa-, ilma- ja mobiiliskannereita ohjelmistoineen. Intergeon ohella ELMF lienee paras paikka Euroopassa lyödä monta kärpästä yhdellä iskulla ja saada rautaisannos laserskannaustietoutta.

ELMF

Messujen ohella ohjelmassa on valmistajien työpajoja, joissa voi tutustua tarkemmin vaikkapa IXsean uuteen Atlans-inertianavigointijärjestelmään tai Rieglin tehokkaaseen VMX-450 liikkuvaan kartoitusjärjestelmään.

Alan toimijoiden kannalta ELMFin mielenkiintoisin osio voi kuitenkin olla konferenssi, jonka esitysten kautta pääsee näkemään mitä muut yritykset puuhaavat. Vertaisarviointia, verkostoitumista ja oman ideapakin kehittämistä siis! Tänä vuonna me voimme ilolla todeta, että asiakkaamme VR Track Oy esittelee osallistujille laserskannaustoimintaansa esimerkkitapauksena Helsingin ja Turun välisen rantaradan tunnelit – kalustona Rieglin skanneri. Tunneleita on pakko seurata vuoden ympäri, sillä vuodenaikojen vaihtelu – varsinkin talvi – aiheuttaa helposti erilaisia muutoksia rakenteissa.

On hienoa nähdä suomalaisia yrityksiä mukana näillä areenoilla. Onnea esitykseen!