{"id":3516,"date":"2020-04-20T17:01:47","date_gmt":"2020-04-20T14:01:47","guid":{"rendered":"http:\/\/www.geocenter.fi.testwww.yritysweb.fi\/NGC\/blogi\/?p=3516"},"modified":"2020-04-22T16:07:02","modified_gmt":"2020-04-22T13:07:02","slug":"gigo-periaate-ja-mallinnus","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/gigo-periaate-ja-mallinnus\/","title":{"rendered":"GIGO-periaate ja mallinnus"},"content":{"rendered":"\n

Koronaviruksen mielenkiintoisimpia aspekteja matemaattisesti tarkasteltuna ovat kiivaat keskustelut pandemian kulkua ennustavista malleista<\/a>. Laaja yleis\u00f6 on nyt oppinut, ett\u00e4 mallit ovat yksinkertaistuksia ja niiden tarkkuus ja ep\u00e4varmuus riippuvat muun muassa l\u00e4ht\u00f6tiedon laadusta, laskentatavoista sek\u00e4 muista asetetuista reunaehdoista. N\u00e4in olemme saaneet tarkastella lukuisten epidemiologien ja tilastotieteilijoiden, ammattilaisten ja harrastelijoiden, tuotoksia, joiden lopputulos vaihtelee varsin suuresti. Osa mallintajista k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 jopa taloustieteest\u00e4 tuttuja mallinnustapoja. Koronaviruksen aiheuttaman Covid-19-tauti on kuitenkin monilta osiltaan viel\u00e4 varsin tuntematon.<\/p>\n\n\n\n

N\u00e4in mittaussektorilta tarkasteltuna erilaiset mallinnukset ovat osoittaneet hyvin toteen vanhan ”roskaa sis\u00e4\u00e4n-roskaa ulos\u201d periaatteen, englanniksi \u201dgarbage in, garbage out\u201d (GIGO)<\/a> tai \u201drubbish in, rubbish out (RIRO). Suomessa k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n my\u00f6s tuttavallisemmin ilmaisua \u201dpaskaa sis\u00e4\u00e4n, paskaa ulos\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Itse tilastollinen analyysi tai matemaattinen algoritmi voi sin\u00e4ns\u00e4 olla ihan validi, mutta laskennan tuottama lopputulos heijastaa siis auttamatta my\u00f6s l\u00e4ht\u00f6tiedon laatua. T\u00e4ll\u00e4 hetkell\u00e4 n\u00e4emme kaiken p\u00e4\u00e4lle lukuisia eri laskentamalleja, joten ilmankos ennustusten lopputulokset vaihtelevat huomattavasti. Jokainen voi k\u00e4yd\u00e4 itse kokeilemassa New York Timesin sivuilla, miten lopputulokset muuttuvat parametrej\u00e4 vaihtamalla.<\/a> Tai vastaavasti t\u00e4ll\u00e4 sveitsil\u00e4isvetoisella laskurilla on my\u00f6s mielenkiintoista leikki\u00e4.<\/a> <\/p>\n\n\n\n

Kaiken pandemiakurjuuden keskell\u00e4 k\u00e4yt\u00e4v\u00e4 keskustelu on sin\u00e4ns\u00e4 varsin ilahduttavaa, sill\u00e4 t\u00e4m\u00e4 on mittausmaailman arkea. Ehk\u00e4p\u00e4 nyt jatkossa myyntineuvottelussa my\u00f6s ostava osapuoli ymm\u00e4rt\u00e4\u00e4 mittausaineistojen laadullisen eron? Jos mallinnuksen l\u00e4ht\u00f6aineiston laatu ja tarkkuus on heikko, niin lopputuloksen ep\u00e4varmuus kasvaa. My\u00f6s mallinnusohjelmalla sek\u00e4 k\u00e4ytetyill\u00e4 laskentaparametreilla on vaikutus lopputulokseen. <\/p>\n\n\n\n

Jos kyseess\u00e4 on kriittinen mittauskohde, niin lopulliset kustannukset voivat kasvaa huomattavasti vaikka tuotettu malli n\u00e4ytt\u00e4isi visuaalisesti kauniilta mutta tarkkuus on ala-arvoinen. Antaako huonosta aineistosta tehty geometrinen malli muuta lis\u00e4arvoa kuin jonkinlaisen visuaalisen el\u00e4myksen katsojalle? J\u00e4t\u00e4mme t\u00e4m\u00e4n lukijan mietitt\u00e4v\u00e4ksi.<\/p>\n\n\n\n

Otetaanpa esimerkki tiemittauksen puolelta. Luimme kuviin Riegl VMX-1HA mobiilimittausaineistoamme p\u00e4\u00e4lle  Digiroadin tietokannasta haetun keskilinjatiedoston. <\/p>\n\n\n\n

\"\"
Teiden geometrisella keskilinjalla on horisontaalinen ja vertikaalinen komponentti (vaaka- ja pystygeometria). Kuten kuvista n\u00e4kyy, pelk\u00e4st\u00e4\u00e4n vaakatasossa mallinnettu keskilinja saattaa sahata mielenkiintoisin tavoin ja ongelmat ovat yleens\u00e4 suurempia pystytason komponentissa, pystygeometriassa. Hankalimmat tiemittauskohteet ovat m\u00e4kisi\u00e4 ja mutkaisia ja kaiken p\u00e4\u00e4lle tien vieress\u00e4 kasvava mets\u00e4 katkoo satelliittiyhteyksi\u00e4 lis\u00e4ten satelliitteihin pohjautuvan mittauksen ep\u00e4varmuutta. N\u00e4iss\u00e4 olosuhteissa mittauksen on perustuttava kovatasoiseen INERTIA-tekniikkaan. Kuvan mallinnettu keskilinja (violetti murtoviiva) on per\u00e4isin Digiroadin tietokannasta.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"\"
Keskilinjan korkeuskomponentissa n\u00e4kyy \u00e4killinen usean metrin korkuinen hyppy. Ei tie oikeasti k\u00e4ytt\u00e4ydy noin tai autoilijalle k\u00e4visi kehnosti. Kyseess\u00e4 ei ole edes mittauksellisesti vaikea paikka, vaan ollaan keskell\u00e4 suurta ja avointa p\u00e4\u00e4v\u00e4yl\u00e4\u00e4.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Tarkastelemissamme aineistoissa n\u00e4kyy paljon sek\u00e4 horisontaalista ett\u00e4 vertikaalista soutamista ja huopaamista, mik\u00e4 viitt\u00e4\u00e4 mittauskalustojen (jos t\u00e4m\u00e4 keskilinjatieto on ajoneuvosta tuotettu) huonoon keskiakselin kalibrointiin (boresight calibration). Aineistoa tarkastellessa sek\u00e4 Roll, Pitch ja Yaw -kulmissa on ongelmia, mutta nuo \u00e4kkin\u00e4iset muutokset kuvaavat joitain muita virhel\u00e4hteit\u00e4. Surullisinta on, ettei k\u00e4ytt\u00e4j\u00e4 ei voi edes hallita n\u00e4it\u00e4 ongelmia, jos mittauskaluston integrointi on tehty v\u00e4\u00e4rin tai k\u00e4ytetty prosessointiohjelma ei anna siihen toimivia ty\u00f6kaluja.<\/p>\n\n\n\n

Tien keskilinjan toteuma on itse asiassa varsin haastava m\u00e4\u00e4ritt\u00e4\u00e4 kuluneiden teiden kohdalla. Uudella tiell\u00e4 keskilinja kulkee tien korkeimmalla kohdalla kaistojen asfalttisauman keskell\u00e4, mutta kulunut tie on tasaantunut my\u00f6s tuon sauman kohdalla. Tien maalauksilla ei ole suoraa yhteytt\u00e4 tien keskilinjan tai muuhunkaan geometriaan, sill\u00e4 tyypillisesti maalauksien sijainti riippuu maalausauton kuljettajan ”silm\u00e4st\u00e4”, ei hyv\u00e4st\u00e4 paikannuksesta. Tarkasta mobiililaserkeilausaineistosta geometrisen keskilinjan m\u00e4\u00e4ritt\u00e4minen on kuitenkin mahdollista huomattavasti muita k\u00e4ytett\u00e4viss\u00e4 olevia menetelmi\u00e4 tarkemmin massatuotantona.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Kuvassa vasemmalta oikealle kulkeva kummallinen korkeusgeometrian ”porras” sillan kohdalla. Korkeus hypp\u00e4\u00e4 alasp\u00e4in ennen alla kulkevaa riste\u00e4v\u00e4\u00e4 tiet\u00e4 ja ja palautuu l\u00e4ht\u00f6tasolle taas sen j\u00e4lkeen. Miksi?<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Viime vuosina on keskitytty mallinnettujen aineistojen siirt\u00e4miseen uusille alustoille, mutta itse sis\u00e4ll\u00f6n suhteen ei ole tehty merkitt\u00e4vi\u00e4 parannuksia. Kaikki erilaisten tiemittausten kanssa ty\u00f6t\u00e4 tekev\u00e4t toimijat k\u00e4rsiv\u00e4t kuitenkin aineistojen laadusta, ep\u00e4tarkkuudesta, joten eik\u00f6 olisi vihdoinkin jo aika tehd\u00e4 asialle jotain? Jos referenssiainesto olisi parempi, niin my\u00f6s heikkolaatuisempien aineistojen tuottajien olisi helpompi sovittaa omat aineistonsa referenssin. Nyt paukkuvat esimerkiksi sijainnit ja tieosuuksien pituudet siihen malliin, ett\u00e4 jokainen toimija joutuu k\u00e4rsim\u00e4\u00e4n turhat  lis\u00e4kustannukset omassa selk\u00e4nahassaan. Alkaen ihan v\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4n pituustietoon perustuvasta urakkatarjouksesta.<\/p>\n\n\n\n

Pidemm\u00e4n p\u00e4\u00e4lle esit\u00e4mme my\u00f6s sellaista ajatustapaa, ett\u00e4 jokaisen uudelleenasfaltoinnin yhteydess\u00e4 muotonsa menett\u00e4nytt\u00e4 vanhan tien keskilinjageometriaa ja kallistuksia voitaisiin parantaa. Itse ty\u00f6 teht\u00e4isiin jyrsinn\u00e4n yhteydess\u00e4, jolloin asfaltoinnin j\u00e4lkeen tien geometriset ominaisuudet olisivat paremmat. Jossain vaiheessa tietkin ovat luonnollisesti elinkaarensa p\u00e4\u00e4ss\u00e4, jolloin auttaa vain suurempi tierunkoon ulottuva korjaus. <\/p>\n\n\n\n

Rautatiesektorilla toppakoneilla tehd\u00e4\u00e4n muuten t\u00e4t\u00e4 geometrian korjausta palauttaen kiskojen sijainnin taas l\u00e4hemm\u00e4ksi suunniteltua mallia, jolloin juna kulku raiteilla on matkustajille sek\u00e4 turvallisempaa ett\u00e4 miellytt\u00e4v\u00e4mp\u00e4\u00e4. Tosin siell\u00e4kin on todettu, ett\u00e4 toppakoneen laskema korjaus perustuu melko lyhyeen mittausalueeseen, joten tarkan INERTIA-GNSS tekniikan mobiililaserskannaus tuottaisi matkustajien kannalta mieluisamman lopputuloksen. Junien nopeuksien noustessa tarkka INERTIA-GNSS tekniikka tulee olemaan ainoa massamittaukseen perustuva toimiva ratkaisu my\u00f6s rautateill\u00e4. Muun muassa Ranskan rautateill\u00e4 on jo k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 kaksi kappaletta RIEGLin uusinta rautateiden mobiililaserskanneria VMX-RAIL. Niill\u00e4 tehd\u00e4\u00e4n Ranskan rautateiden virtuaalikaksonen, mutta oikein mitattuna aineistosta voi analysoida my\u00f6s raidegeometriaa ja varmistaa sen pysyv\u00e4n toleranssien sis\u00e4ll\u00e4.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Koronaviruksen mielenkiintoisimpia aspekteja matemaattisesti tarkasteltuna ovat kiivaat keskustelut pandemian kulkua ennustavista malleista. Laaja yleis\u00f6 on nyt oppinut, ett\u00e4 mallit ovat yksinkertaistuksia ja niiden tarkkuus ja ep\u00e4varmuus riippuvat muun muassa l\u00e4ht\u00f6tiedon laadusta, laskentatavoista sek\u00e4 muista asetetuista reunaehdoista. N\u00e4in olemme saaneet tarkastella lukuisten epidemiologien ja tilastotieteilijoiden, ammattilaisten ja harrastelijoiden, tuotoksia, joiden lopputulos vaihtelee varsin suuresti. Osa mallintajista […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[147,99,181,57],"class_list":["post-3516","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-yleinen","tag-3d-mallinnus","tag-mobiililaserskannaus","tag-tiemittaus","tag-tietomallinnus"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3516","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3516"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3516\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3516"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3516"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3516"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}