Paikkatieto antaa nimensä mukaisesti tietoa jostakin paikasta eli maantieteellisestä sijainnista. Paikkatiedon visuaalinen esitystapa on yleensä kartta, joka voi olla paljon muutakin kuin perinteinen fyysinen kartta esittämässä maaston eri piirteitä. Digitaalisia karttoja on ollut saatavilla jo vuosikymmeniä, mutta viimeisimpien vuosien aikana yhä useammat organisaatiot ja kaupungit ovat alkaneet hyödyntämään kolmiulotteista paikkatietoa. Suomen suurimmilla kaupungeilla on jo hallussaan 3D-paikkatietoa vähintäänkin kaupunkien keskeisiltä alueilta. Kolmiulotteinen kaupunkimalli on visuaalisesti näyttävä ja sen etuna on myös dynaamisuus: tietoa voidaan päivittää ja malliin voidaan lisätä erilaisia komponentteja. Kolmiulotteista kuvaa voi myös tarkastella eri suunnista ja sen ympäristössä on mahdollista kokeilla turvallisesti erilaisia muutoksia ja havaita niiden vaikutuksia ennen täytäntöönpanoa reaalimaailmassa.
Kuvausresoluutio määrittelee lopputuloksen näyttävyyden
Kaupunkitietomallin aineistoa voidaan kerätä monin tavoin, tyypillisesti ilmakuvauksin ja laserkeilauksin. Kuvausmateriaalin resoluutio määrittelee pitkälti lopputuloksen laadun: mitä tarkempaa aineisto on, sitä näyttävämpi ja visuaalisempi lopputulos eli malli on. Kansallinen laserkeilausaineiston pistetiheys on 5 pistettä/m² ja avoimen aineiston pistetiheys on 0,5 pistettä/m² . Suurimmilla kaupungeilla on omaa aineistoa, joka on tarkkuudeltaan yleensä 20-50 pistettä/m² eli monikymmenkertaisesti kansallista aineistoa tarkempaa. Dronelennätyksillä ja maasta käsin tehtävillä täydennysmittauksilla saavutetaan vielä korkeampi yksityiskohtaisuuden taso pienemmän mittausetäisyyden ansiosta. Eri resoluution mittauksia on mahdollista yhdistää samaan malliin multiresoluutioesitykseksi, jolloin saavutetaan karkeamman mittauksen mahdollistama laaja kattavuus sekä korkean resoluution tarkka paikallinen yksityiskohtaisuuden taso.
Kolmiulotteisen paikkatietoaineiston kaikkia hyötyjä ja mahdollisuuksia on vaikea kuvitella. Paikkatietoaineistosta voi esimerkiksi tarkistaa, milloin tiet ja kadut on viimeksi päällystetty, milloin rakennus on valmistunut/saneerattu tai vaikka, kuinka monta hehtaaria metsää kaupungin alueelta löytyy. Malliin voidaan simuloida erilaisia luonnonilmiöitä, kuten sade, tuuli ja auringon säteily. Ajastustoiminnon avulla voidaan seurata luonnonilmiöiden vaikutuksia, kuten energiapotentiaalia, varjoisuuden muutoksia ja rankkasateiden vaikutuksia hulevesiverkostoihin.
Digitaalinen kaupunkihiili 2.0 hankkeessa kehitetään kolmiulotteista paikkatietoa hiilinieluista ja -varastoista
Digitaalinen kaupunkihiili 2.0 hankkeessa laserkeilausaineistosta tehdään malli, jolla on mahdollista tunnistaa kasvillisuus, rakennettu ympäristö ja niiden muutos. Muutostulkinnan avulla mallinnetaan puuston pituuskasvu ja saadaan tietoa hiilivirtojen muutoksista. Hankkeen koealueilta simuloidaan eri ekosysteemien hiilensidonta ja maaperän hiilivarastot ja alueista rakennetaan 3D-kaupunkimalliympäristöt, joihin hiilivirtoihin liittyvä data integroidaan ja visualisoidaan. Tässä vaiheessa projektia pidetään vielä yhtymäkohtia avoinna sille, mitä kaikkia prosesseja paikkatietoaineisto voi hyödyntää. Hankkeen aikana on mahdollista tehdä kokeiluja tämän suhteen.
Hiilensidonnan voimakkuutta selittää ensisijaisesti yhteyttämissäteilyn määrä. Pimeällä kasvillisuus ei yhteytä eikä sido hiilidioksidia ja varjoisilla alueilla bruttofotosynteesinopeus on oletettavasti hitaampaa kuin aurinkoisella alueella. Suurten rakennusten varjo rajoittaa auringonvalon pääsyä kasveille, joten varjo voi vähentää niiden kykyä sitoa hiiltä.
Fotosynteesiä esiintyy vihreissä kasveissa. Talvella vihreää kasvillisuutta on vähemmän esillä kuin kesällä ja toisaalta myös auringon säteily on vähäisempää. Lämmityksestä ja muista polttoprosesseista syntyy päästöjä, joten ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on Suomessa talvella huomattavasti korkeampi kuin kesällä. Ekosysteemin hengitysnopeutta eli hiilidioksidipäästöjä selittää ensisijaisesti lämpötila. Kasvukauden aikana kasvillisuus sitoo hiilidioksidia nopeammin, mutta myös ekosysteemihengitys on voimakkaampaa kuin kasvukauden ulkopuolella.
Kaupungit voivat hyödyntää tietoja päätöksenteossaan
Puuston kasvun muutostulkinnan ja sen vaikutuksen hiilivirtoihin lisäksi kolmiulotteiseen malliin on mahdollista sisällyttää varjoisuuden ja kasvukauden muutostulkinnat, joiden avulla palvelun dynaamisuus olisi jo aivan eri tasolla kuin mihin on totuttu vastaavien palveluiden osalta.
Kaupungit pystyvät hyödyntämään tarkempia hiilivarasto- ja hiilinielutietoja omassa päätöksenteossaan. Yksityiskohtaiset analyysit, jotka ulottuvat jopa yksittäisten puiden tarkkuudelle, mahdollistavat tehokkaamman suunnittelun esimerkiksi koulujen, terveyskeskusten ja vanhustenhoidon rakennusten viilennyksen parantamiseksi hyödyntämällä puustotietoa. Lisäksi aineistot mahdollistavat vanhojen puiden ja biodiversiteetin paremman säilymisen sekä kuntalaisia palvelevan paremman päätöksenteon.
Kirjoittajat:
Jiri Luojukoski, Projektipäällikkö, Sykli
Juha Hyyppä, Professori, Maanmittauslaitos
Heikki Kauhanen, Väitöskirjatutkija, Aalto yliopisto
🔎 Digitaalinen kaupunkihiili 2.0 tuplahankkeessa selvitetään millaista uutta ja täydentävää dataa sekä menetelmäsuosituksia kaupunkien vähähiilisyystyön tueksi voidaan tuottaa rakennettujen luontoympäristöjen hiilinielujen osalta. Keskiössä on laserkeilausdatan jalostaminen, satelliittidatan tulkinta ja hiilensidontaa kuvaavien prosessipohjaisten mallien hyödyntäminen. Näistä datalähteistä hanke tuottaa pilottiluonteista paikkatietoa, jonka hyödynnettävyyttä ja merkitystä arvioidaan kaupunkiorganisaatioissa käytännön tasolla.
Hankkeet toteutetaan Uudenmaan (Digitaalinen kaupunkihiili 2.0 Uusimaa) ja Kanta-Hämeen (Digitaalinen kaupunkihiili 2.0 Kanta-Häme) maakunnissa. Yhteistyökaupunkeina mukana ovat Espoo, Forssa ja Riihimäki, mutta alueiden kaikkiin kuntaorganisaatioihin pyritään löytämään yhteys ja haastattelemaan kuntien tarpeita, miten hiilinieluja, luontoarvoa ja viihtyvyyttä voitaisiin alueella lisätä.
Molempien maakuntien hankkeiden päätoteuttajana on Suomen ympäristöopisto SYKLI. Osatoteuttajista Ilmatieteen laitos ja Maanmittauslaitos ovat mukana molemmissa hankkeissa. Uudenmaan alueella hankekonsortiossa on mukana Aalto yliopisto ja Kanta-Hämeessä Hämeen ammattikorkeakoulu HAMK.
Lue lisää hankkeesta >>
👉Haluaisitteko olla mukana kaupunkien vähähiilisyyden kehitysyhteistyössä rakennettujen luontoympäristöjen hiilinielujen osalta? Jätä sähköpostiosoitteenne klikkaamalla alla olevaa painiketta, niin olemme teihin yhteydessä.