Pistepilviä ja kansainvälistä yhteistyötä Japanissa

Terveiset vuoristoisesta Naganon maakunnasta Japanista! Olen viettänyt perheeni kanssa syksyä Shinshun yliopistossa Professori Masato Katohin vieraana Institute of Mountain Science –yksikössä, joka sijaitsee Ina nimisessä kaupungissa Naganon seudulla. Vierailuni jatkaa Paikkatietokeskuksen ja Shinshun yliopiston muutama vuosi sitten aloittamaa yhteistyötä, joka on myös osa Shinshun yliopiston ICCER-ohjelmaa (Interdisciplinary Cluster for Cutting Edge Research,). Vierailun tarkoituksena on tehdä tutkimusta Professori Katohin ryhmän kanssa japanilaisten vuoristometsien kartoituksiin liittyen. Yhteistyössä viedään suomalaista laserkeilausosaamista Japaniin.

Maastoseminaari ja UAV-laserkeilausta Naganon vuoristossa.

Naganon vuoristometsiin on perustettu useita koealueita, joissa testataan ja kehitetään uusimpien laserkeilausmenetelmien, kuten selkäreppulaserkeilauksen avulla tapahtuvaa yksittäisten puiden kartoitusta. Syksyn aikana tarkoitukseni on myös tuottaa koealueista referenssiaineistoja maalaserkeilauksen avulla. Suomalaisiin olosuhteisiin verrattuna vuoristometsät asettavat haasteita kulkukelpoisuutensa ja saavutettavuuden osalta, jolloin UAV-kartoitusmenetelmät ovat myös korvaamattomia. Talvisin vuoristossa sataa myös tyypillisesti useita metrejä lunta. Vierailun aikana järjestän myös 10 opetuskertaa sisältävän tutkimusseminaarin laserkeilausaiheista paikallisille opiskelijoille.

Vuoristometsää Fuji-vuoren ympäristössä sekä perinteinen aamiainen japanilaisessa majatalossa.

 

Intensiteettivärjättyä TLS-aineistoa koealueesta

Japani on ollut pitkään tunnettu roboteistaan, mutta laserkeilausmenetelmät ja pistepilvet ovat täälläkin tekemässä läpimurtoaan ympäristön kartoituksessa. Suomen kaltaista koko valtion kattavaa laserkeilausaineistoa heillä ei ole, mutta Japanin valtio on mm. aloittanut voimakkaasti tukemaan UAV-menetelmien käyttöä ja kehitystä. Myös yliopistolla hyllyt ovat täynnä pienoiskoptereita, joilla pääsee harjoittelemaan lentämistä. Japanissa toimivan Ace-1 firman edustajat kertovat, että tyypilliset UAV-laserkeilauksen sovelluskohteet ovat olleet rakennustyömaiden, metsien ja ympäristötuhojen kartoitus. Myös VR-teknologian buumi näkyy mm. Tokiossa, jossa Shinjukun kaupunginosasta löytyy kesällä avattu kaksikerroksinen VR ZONE –pelihalli. Fotogrammetrisilla pistepilvimalleilla on huimat sovellusmahdollisuudet, kun ne yhdistetään VR-teknologian kanssa myös kulttuurin, urheilun ja matkailun saralla.

Yhteiskuva Professori Katohin ja opiskelijoiden kanssa

Japanista terveisin,

Matti Vaaja

Laserkeilauksen uudet tuulet kiinnostavat maailmalla

Kun pistepilvien alalla etsitään uutta, kansainvälinen yleisö kääntää katseensa pohjoiseen. Pointcloud- hankkeen tutkijoiden artikkeli liikkuvasta laserkeilauksesta ylsi GIM International -lehden vuoden 2016 kymmenen luetuimman joukkoon.

Artikkelissa Laser Scanner in a Backpack – The Evolution towards All-terrain Personal Laser Scanners Antero Kukko, Harri Kaartinen ja Juho-Pekka Virtanen esittelivät Paikkatietokeskuksessa kehitetyn Akhka R2 -reppulaserkeilaimen luomia uusia mahdollisuuksia erilaisissa käyttöympäristöissä.

Millimetrintarkkaa pistepilveä tuottava reppukeilain tuo ympäristön 3D-mittauksiin lisää joustavuutta. Kannettava keilainjärjestelmä tarjoaa ratkaisun esimerkiksi ilmasta kerätyn aineiston katvealueiden kartoittamiseen. Se on omiaan siinä työssä mikä on ollut aiemmin lähes mahdotonta toteuttaa liikkuvalla laserkeilauksella: vaikeakulkuisten kohteiden, monimutkaisten kaupunkiympäristöjen ja metsien yksityiskohtaisessa kartoittamisessa.

Henkilökohtaisten laserkeilauslaitteistojen kehitys ja käyttöönotto mahdollistavat nykyistä yksityiskohtaisempien tietojen kustannustehokkaan keräämisen tarkkojen 3D-mallien pohjaksi. Menetelmien kehittyminen hyödyttää monien eri alojen osaajia aina maantieteilijöistä ja metsänhoitajista kaupunkisuunnittelijoihin.

Myös toinen tutkijoidemme artikkeli julkaistiin viime vuonna GIM Internationalissa. Artikkelissa The Current State of the Art in UAS-based Laser Scanning esiteltiin alan uusia tuulia vertailemalla miehittämättömässä ilmalaserkeilauksessa hyödynnettävien laserkeilausjärjestelmien käyttömahdollisuuksia erityyppisissä kohteissa sekä arvioimalla niiden etuja erilaisten käyttäjäryhmien näkökulmasta.

Tavoitteenamme on, että työmme jättää jäljen kansainvälisen tiedemaailman menestystarinoihin myös vuonna 2017.

 

Kutsu webinaariin: Pistepilvitietoa metsäkoneisiin – kaivattu teknologiahyppäys? 10.10.2016 klo 10.10–10.40.

Suomen metsäteollisuuden puuntuotantoketjua on mahdollista tehostaa huomattavasti pistepilviteknologian ja robotiikan keinoin. Metsien tarkka kartoitus mahdollistaa tarkemman töiden suunnittelun ja lisää tietoa metsiemme tilasta. Lisäksi metsäkoneiden älykkäällä anturoinnilla ja ohjelmistoilla voidaan helpottaa kuljettajan haastavaa työtä, lisätä koneiden automaatioastetta ja dokumentoida tehty työ automaattisesti. Metsien puulogistiikkaa voidaan myös tehostaa huomattavasti, mikäli työkoneiden keräämiä mittauksia hyödynnetään reaaliaikaisesti hakkuuoperaatiossa.

Osallistu webinaariin maanantaina 10.10. klo 10.10-10.40 ja kuule, miten metsäteollisuuden tehostamisen haasteita ratkotaan Pointcloud-hankkeessa!

Yksi puuntuotantoketjun tehostamisen keskeinen haaste on metsäkoneen paikannustarkkuus, joka vaikeuttaa reitin optimointia. Paikannusta voidaan parantaa riittävällä tarkkuudella vain yhdistelemällä useita erilaisia paikannustapoja. Nykyisin satelliittipaikannuksen tarkkuus metsässä ei riitä hakattujen tukkien yksilöimiseen, jolloin harvesterin hakkuutyössä keräämää tietoa on vaikea käyttää metsätraktorin reitin optimointiin. Tämä paikannustarkkuuden epäkohta voidaan ratkaista pistepilviteknologian avulla. Laserkeilaimella ja konenäkökameroilla varustettu metsäkone voi havaita puut ympärillään ja paikantaa visuaalisesti itsensä niihin nähden. Liikkuessaan se voi kartoittaa kulkemansa alueen ja kerätä satelliittipaikannustietoa. Tällöin tuloksena on metsäkoneen luoma kartta työalueesta, kuljettu reitti tällä kartalla ja arvio kartan sijainnista satelliittipaikannusta hyödyntäen. Tähän karttaan on helppo liittää tieto mistä tahansa koneen tekemästä operaatiosta, ja se on jaettavissa useiden työkoneiden välillä niiden yhteistyön tehostamiseksi.

Toinen keskeinen haaste on nuorten taimikoiden harvennus. Suomessa on valitettavan paljon hoitamattomia taimikoita, joiden raivaus on useimmiten edelleen ammattitaitoa vaativaa käsityötä. Työn koneellistaminen nuoressa taimikossa on erityisen haastavaa, eikä se ole vielä tähän mennessä onnistunut riittävän kilpailukykyisesti mekanisoiduin työkonein. Laserkeilaimien ja konenäkökameroiden avulla voidaan luoda kolmiulotteinen malli taimikosta esimerkiksi raivauslaitteen ohjaamiseksi. Tällöin kone voi välttää vahingoittamasta jäljelle jätettäviä puita ja auttaa kuljettajaa valitsemaan oikeat poistettavat puut.

Kuljettajaa voidaan auttaa tehtävissään myös tuomalla hänelle tietoa tehdyistä havainnoista. Tämä voidaan toteuttaa näyttämällä kuljettajalle metsäkoneiden keräämää karttaa tietokoneen näytöllä, johon karttatieto ja dokumentaatio päivittyvät automaattisesti. Lisäksi hänelle voidaan esittää koneen mittaamaa ja luomaa mallia ympäröivästä maailmasta laajennetun todellisuuden avulla. Tällöin kuljettaja voi nähdä metsäkoneen ohjelmiston mallintamat maastonmuodot ja puut myös esimerkiksi sumussa tai yön hämärässä.

 

Ilmoittaudu webinaariin viimeistään 6.10.2016 osoitteessa http://goo.gl/forms/WtBMmWCMD7B8zy0t1.

Webinaari toteutetaan verkossa Adobe Connectin välityksellä. Ilmoittauduttuasi saat osallistumisohjeet antamaasi sähköpostiosoitteeseen seminaaria edeltävällä viikolla. Webinaaria voi seurata selaimen kautta ilman erillistä ohjelmaa.

Lisätietoja: Mari Taskinen, mari.taskinen@nls.fi p. 029 531 4111 (ilmoittautumiset ja lisätiedot hankkeesta)

Heikki Hyyti, heikki.hyyti@aalto.fi, p. 040 771 8099 (webinaarin sisältö)

 

**

Suomen Akatemian strategisen tutkimuksen neuvoston Pointcloud-hankkeessa tutkitaan kaupunkien, metsien ja väylien pistepilvimallintamista ja 3D-digitalisaatiota. Lisätietoa www.pointcloud.fi. Seuraa meitä myös Twitterissä @pointcloudfi.

**