top of page
  • Writer's pictureMiika Kostamo

Paikkatiedon aikaperspektiivi on muuttumassa - digitaaliset kaksoset tulevat


Reaaliaikaista paikkatiedon tuottamista Kaisaniemessä

Digitaalisille kaksosille on olemassa useita eri määritelmiä. Esim. Wikipediassa digitaaliset kaksoset on määritelty seuraavasti "A digital twin is a digital model of an intended or actual real-world physical product, system, or process (a physical twin) that serves as the effectively indistinguishable digital counterpart of it for practical purposes, such as simulation, integration, testing, monitoring, and maintenance."


Käytännössä vapaasti suomennettuna tämä tarkoittaa, että digitaalinen kaksonen on jonkin todellisen maailman tuotteen, järjestelmän tai prosessin digitaalinen malli, joka toimii todellisen maailman toimivana digitaalisena vastineena. Erilaisia digitaalisen kaksosen käyttötapauksia ovat esim. simuloinnit, integraatiot, testaus, seuranta ja ylläpito.


Alunperin tätä termiä on liitetty erilaisiin valmistavan teollisuuden prosesseihin, mutta nykyisin termin käyttö kattaa käytännössä lähes kaiken toiminnan, jossa jotain todellisen maailman prosessia mallinnetaan digitaalisena. Olennaista määritelmässä on silti jonkin todellisen prosessin, järjestelmän tai prosessin mallinnus, mikä tarkoittaa, että esim. staattinen 3D-kaupunkimalli ei vielä itsessään ole digitaalinen kaksonen eikä pelkkä jonkin prosessin simulointi riitä digitaalisen kaksosen määritelmään ilman sen fyysistä vastinkappaletta.


Perinteiset paikkatietoaineistot ovat staattisia


Vaikka uusia paikkatiedon keruuseen käytettäviä mittaustekniikoita, kuten laserkeilaukset, digitaalikuvaukset sekä RTK-satelliittipaikannus, on otettu käyttöön laajasti viimeisen parin vuosikymmenen aikana, on niillä tuotettavat paikkatietoaineistot pääosin silti staattisia ja tiettyyn ajanhetkeen (yleensä aineiston keräämisajankohta) sidottuja.


Hyvänä esimerkkinä staattisista aineistoista toimii esim. kansalliset korkeusmallit, joita nykyisin tuotetaan laserkeilaamalla, mutta jotka jo julkaisu hetkellään esittävät osin vanhentunutta tietoa erityisesti aktiivisen rakentamisen alueilla. Ilmalaserkeilausten painottuessa kevääseen alkukesään muuttaa kesän aikana aktiviisimmillaan oleva infrarakentaminen jo osaa syksyllä julkaistavan korkeusmallin uudesta sisällöstä eli malli on osin vanhaa tietoa jo sen julkaisuhetkellä.


Vuoden 2023 ilmakuvaus- ja laserkeilausalueet, Maanmittauslaitos

Lisäksi kansallisen laserkeilausohjelman vaiheistus eri tahtiin eri puolilla Suomea johtaa tilanteeseen, että vain osa 2023 julkaistuista koko Suomen kattavasta korkeusmallista on itse asiassa 2023 kerättyä tietoa.


Loput mallista pohjautuvat aiempien vuosien tilanteeseen ja jopa 2010-luvun puolella laserkeilattuihin pistepilviin.


Samankaltaisia aineistoja ovat myös eri kaupunkien ylläpitämät 3D-kaupunkimallit sekä muut laajemmat aineistot, jotka perustuvat yleensä tiettynä vuotena kerättyyn kartoitusaineistoon.


Tällaiset aineistot soveltuvat hyvin esim. vuositasolla tehtäviin tulvariskialueiden mallintamiseen tai yleiseen maanpinnan muutosten seurantaan, mutta niiden avulla on vaikeaa rakentaa digitaalisia kaksosia, koska iso osa päivittäisistä muutoksista esim. kaupunkiympäristössä päivittyy malliin vasta vuosien päästä seuraavan isomman kartoituskampanjan myötä.


Liikenteen ja liikkumisen dataa kerätään ja jaetaan jo reaaliaikaisesti

Junia pariisilaisella juna-asemalla 2022

Lähimpänä reaaliaikaista tiedonkeruuta ja jakelua ollaan liikenteessä, jossa erilaiset liikennesensorit keräävät tietoa ajoneuvojen määrän lisäksi myös tietoa esim. yksittäisten bussien liikkumisesta kaupungissa. Tällainen data mahdollistaa jo reaalitilanteen kuvaamista ja esim. julkisen liikenteen ajoneuvojen digitaalisen kopioin esittämisen peliympäristössä yhdistämällä sitä muuhun samasta ympäristöstä olevaan mallinnusaineistoon.

Vastaavasti rakennuksista, joissa on esim. hissejä tai rullaportaita käytössä, voidaan saada reaaliajassa tietoa liikkumisesta sekä kerätä päivittäisen käytön analytiikkaa, jonka avulla voidaan optimoida mm. hissien käyttöä. Tätä dataa tosin ei ole vielä avoimesti netistä saatavilla, mutta aineistoa pystytään hyödyntämään erilaisissa suunnitteluhankkeissa mm. liikennevirtojen simuloimiseen tai erilaisten tarpeiden ennustamiseen.


Lähes reaaliaikaista dataa on saatavilla myös infrarakentamisesta

Jokeri-Radan työmaa Espoon Säterissä 2020

Lähes reaaliaikaista tietoa on saatavilla liikenteen lisäksi myös infrarakennustyömailta, koska monet infratyömailla nykyisin käytettävät työkoneet on varusteltu myös koneohjausjärjestelmillä, joiden avulla voidaan myös tallentaa tietoa toteumista ja sitä kautta päästä noin 5 minuutin tiedostojen päivityssyklillä kiinni työmaan todelliseen tilanteeseen.


Johtuen eri työkonejärjestelmien dataformaattien eroista ja vasta valmisteilla olevasta järjestelmien välisen tiedonvälityksen standardista, tätä tietoa ei vielä pystytä välittämään kuin työmaan omaan käyttöön erilaisilla alustoilla. Myös rajoitteet infraan liittyvissä tietokannoissa sekä ohjelmistojen rajapinnoissa vaikuttavat siihen, ettei reaaliaikaista tilannekuvaa pystytä vielä välittämään ulos työmailta.


Digitaalisten kaksosten käyttö lisääntyy tulevaisuudessa myös Suomessa


Vajaan kuukauden päästä järjestettävän GeoForum Summitin ohjelma on hyvä esimerkki siitä, miten digitaalisten kaksosten käyttö laajenee kokoajan uusille alueilla. Tapahtuman aikana digitaalisia kaksosia käsitellään mm. väylien, vesistöjen, metsien, maatalouden, kaupunkien, liikenteen ja energiajärjestelmien näkökulmasta.


Laajemmassa kontekstissa rakennettuun ympäristön muutos kohti tietomallipohjaista toimintaa MRL-uudistuksen sekä siihen liittyvien Ryhti-, Katja-, RAVA3Pro- ja KAATIO-hankkeiden osaltaan tulevat mahdollistamaan seuraavan sukupolven digitaalisten kaksosten rakentamista.


Hankkeiden osana oleva vakioiden tietosisällön määrittäminen ja yhteiset tiedostoformaatit helpottavat myös digitaalisten kaksosten toteuttamista laajemmassa mittakaavassa, kun saman kaltaista tieto esim. rakennuksista saadaan tulevaisuudessa yli 200 kunnasta Suomessa. Kotimaassa infraan liittyvä Infra-O skeeman 2.0 version julkaisu sekä kansainvälisesti IFC-standardin kehitys seuraavan ISO standardiversion kehitys sekä OGC:n käynnissä oleva API-kehitys ovat edistäneet omalta osaltaan yhteisten pelisääntöjen luomista digitaalisen rakennetun ympäristön mallintamiseen.


Laajemmassa kuvassa paikkatietoon pohjautuvat digitaaliset kaksoset mahdollistavat omalta osaltaan yhteiskunnan digitaalista muutosta sekä resurssien parempaa kohdistamista


Koko EU-tasolla tavoitteeksi otettu vihreän siirtymän ja kiertotalouden edistäminen edellyttävät myös paikkatietoa siitä, mitä missäkin on ja mihin sitä mahdollisesti voisi käyttää uudelleen. Infrarakentamisen osalta tällaisia paikkatietoon pohjautuvia kiertotalousanalyyseja on tehty mm. Tunnin juna hankkeessa.


Paikkatietoa ja -teknologioita hyödyntämällä saadaan myös tarkempaa tietoa ympäristön tilasta laajemmin sekä varmistettua, että Suomi saavuttaa myös sille asetetut tavoitteet.


Valmiita ratkaisuja paikkatietoon pohjautuvista digitaalisista kaksosista on silti vielä vähän saatavilla, mikä tarkoittaa, että uutta pitää kehittää ja tätä kehitystä pitää tehdä yhteistyössä muiden kanssa.


Location Innovation Hub Partners tapaaminen Helsingissä 2023

Paikkatietoihin ja myös digitaalisiin kaksosiin liittyen Location Innovation Hub on yksi tällä hetkellä käynnissä olevista hankkeista, jonka tavoitteena on viedä eteenpäin paikkatiedon ja tarkan paikannuksen laajempaa hyödyntämistä yhteiskunnassa sekä yritystoiminnassa. Hankkeen aihealueina ovat mm. liikenne ja logistiikka, rakennettu ympäristö, terveys ja hyvinvointi, maatalous ja ruokatuotanto sekä metsätalous.




Digital Twin Finland tulevaisuudessa

Miltä Digital Twin Finland näyttää vaikka 10 vuoden päästä, ei voi vielä varmasti sanoa, mutta suuntaviivoja sille on jo olemassa ja aiheesta pääsee keskustelemaan myös tulevan GeoForum Summitin aikana. Tarkan paikannuksen näkökulmasta digitaalisia kaksosia käsitellään myös osana Summitin ohessa järjestettävää Tarkan paikannuksen tulevaisuus-seminaaria.




54 views
bottom of page