paikkatietokeskus

Pian pääsee tekoälyn kyydissä Tallinnaan

Ma, 02/04/2019 - 08:55 Toimitus
Tallink Megastar

Jos Tallinnaan mennessä meno laivan ravintoloissa ja baareissa on toisinaan hieman älytöntä, on onneksi laivan ohjaamossa tilanne aivan toinen. Tallinkin uusimmalla aluksella, Megastarilla, tulee älyä olemaan pian kyydissä jopa tavanomaista enemmän, koska sen avulla testataan ja kehitetään uudenlaisia laivojen autonomisen navigoinnin menetelmiä.

Itsestään liikkuvien autojen lisäksi meriliikenteen nykyistäkin laajempaa automatisointia tutkitaan koko ajan. Esimerkiksi Suomessa autonomista merenkulkua tutkiva Rolls-Royce aikoo saada tällaiset uudenlaiset laivat käyttöön vielä ennen vuosikymmenen loppua.

Nyt Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskus ja Aalto-yliopiston tutkijat yhdessä Fleetrange Oy:n ja Tallinkin kanssa tutkivat yhdessä koneoppimisen ja tekoälyn käyttöä Tallinnan ja Helsingin välillä sahaavalla Megastarilla.

Tutkimuksen tarkoitus on yhdistää eri lähteistä saatua aineistoa, niin kuvaa, ääntä, tutka- ja lasermittauksia, satelliittipaikannusta kuin muiden aluksien sijaintitietoja. Tätä varten Megastarille asennetaan erilaisia antureita, joista saadun aineiston käsittelyssä hyödynnetään tekoälyä ja koneoppimista.

”Yksittäinen anturi ei ole koskaan riittävä antamaan luotettavaa kuvaa turvallisuuden kannalta kriittisistä tekijöistä. Miehistö hyödyntää aina useamman laitteen antamaa päällekkäistä tietoa, jolloin yksittäisen laitteen mahdollisesti antama virheellinen tieto on helposti havaittavissa ja hylättävissä. Autonomisen navigointijärjestelmän tulisi toimia samalla periaatteella”, toteaa tutkimuspäällikkö Sarang Thombre Paikkatietokeskuksesta.

Tavoitteena automaattinen tunnistus

Tavoitteena on erilaisten kohteiden, kuten merimerkkien sekä toisten alusten automaattinen tunnistus ja tarkemman tilannekuvan muodostaminen useiden erilaisten sensorien välittämän aineiston pohjalta.

”Kun tällaista tietoa yhdistetään olemassa olevien navigointisäännösten kanssa, mahdollistetaan aluksen suunnistus mahdollisimman vähäisellä ihmisohjauksella, jopa Itämeren kaltaisilla, vilkkaasti liikennöidyillä vesiväylillä”, Thombre jatkaa.

”Megastarin valinta tutkimusalukseksi oli helppo valinta ja olemmekin erittäin tyytyväisiä saatuamme Tallink Gruppin tuen projektille. Tallink Grupp on uusien innovatiivisten ratkaisujen edelläkävijä ja Megastar on tämän alueen kehittynein ja ympäristöystävällisin alus. Tallinnan ja Helsingin välillä on vilkas kaupallisten ja vapaa-ajan alusten liikenne ja siksi se toimii erittäin hyvin tutkimiemme uusien tekniikoiden testialueena”, sanoo kapteeni Henrik Ramm-Schmidt, Fleetrange Oy:n toimitusjohtaja ja perustaja.

”Viimeaikainen kehitys tekoälyn ja koneoppimisen alalla antaa uusia mahdollisuuksia oppia tunnistamaan ja ennustamaan alusten liikkeitä. Näillä uusilla menetelmillä voidaan saavuttaa ennennäkemätön tarkkuus”, lisää vielä professori Simo Särkkä Aalto-yliopistosta.

*

Juttu on Paikkatietokeskuksen tiedote hieman editoituna.

Etsitkö piknik-paikkaa? #hylo auttaa.

Ke, 08/10/2016 - 12:26 Toimitus

Ei enää pelkkää Pokemonia känny kädessä! Uudella suomalaisella #hylo-ovelluksella voi saada tietoa vaikka liikenneruuhkasta, jalkapallojoukkueensa tulevasta pelistä tai vinkata hyvän marjapaikan.

MyGeoTrust Paikkatietokeskuksen johtama suomalaisten yliopistotutkijoiden konsortio, joka kehittää paikkatiedon ja mobiilidatan joukkoistamisen tulevaisuutta.

Sen lähtökohta on, että ihmisellä on oikeus kontrolloida, mitä tietoa hänestä kerätään ja miten paljon hän haluaa itse jakaa paikkatietoaan. Tietoa jaetaan yhteiseksi hyödyksi, eikä sitä hyödynnetä esimerkiksi mainosten myymiseen.

#hylo on sen tuorein tuotos: sen avulla kuka tahansa voi jakaa ja saada tietoa lähialueestaan. 

Sovelluksen käyttäjät laittavat kartalle geonoteiksi kutsuttuja virtuaalisia ilmoituksia. Geonoteen lisätään tunnisteita sekä paikkoja, esimerkiksi ”#liikennehäiriö @länsi-pasila”, ja valitaan, kuinka kauan geonote on näkyvissä. Geonote voi olla enimmillään näkyvissä yhdeksän kuukautta. Liikenneruuhkasta varoittavan geonoten voi laittaa näkymään vaikka vain päiväksi.

Android-laitteisiin ladattavissa oleva #hylo on ilmainen sovellus, joka hyödyntää tiedontuotossa joukkoistamista eli käyttäjät itse tuottavat palvelun sisällön.

#hylo tarvitsee toimiakseen MyGeoTrust-sovelluksen, jonka avulla pystyy hallinnoimaan oman paikkatietonsa yksityisyyttä. MyGeoTrust on pohja muille MyGeoTrustin sovelluksille. Sen avulla valitaan tai räätälöidään oma yksityisyysprofiili eli määritellään, mitä tietoja haluaa jakaa.

MyGeoTrustilla ja sen sovelluksilla on jo 1 500 käyttäjää, ja päinvastoin kuin monissa muissa paikkatietoon perustuvissa palveluissa, voi suomalaissovelluksissa käyttäjä itse määritellä, mitä tietoa haluaa jakaa itsestään. Yleensä vaihtoehtoja on vain kaksi: joko käyttäjä jakaa palvelun tarjoajalle kaikki tietonsa, tai sitten ei käytä kyseistä palvelua.

MyGeoTrust ja #hylo ovat saatavilla Google Play Storesta.

Lisää MyGeoTrustista voi lukea projektin sivuilta ja lisää #hylosta voi lukea sovelluksen sivuilta. Projektia voi seurata Twitterissä: @mygeotrust, #mygeotrust.

Juttu on Paikkatietokeskuksen tiedote hieman editoituna.
Otsikkokuva: Flickr /  Arria Belli

Tiedetuubin klubi Metsähovissa

To, 02/11/2016 - 16:01 Markus Hotakainen
Metsähovin radioteleskooppi

Vuoden 2016 ensimmäisen klubivierailun kohteeksi valikoitui Metsähovi. Yhdellä iskulla saatiin kaksi kärpästä, sillä pääsimme tutustumaan sekä Aalto-yliopiston radiotutkimusasemaan että Maanmittauslaitoksen paikkatietokeskuksen geodeettiseen perusasemaan: toisessa katsellaan ylöspäin, toisessa myös alaspäin

Metsähovin radiotutkimusasemalla tutkitaan sekä läheisiä että hyvin kaukaisia kohteita. Aurinkoa seurataan 1,8-metrisellä radioteleskoopilla auringonnoususta auringonlaskuun, ja jos havaitaan jotakin yllättävää, päähavaintolaite eli 13,7-metrinen teleskooppi käännetään kohti Aurinkoa tarkempien havaintojen tekemiseksi.

Poikkeuksellista onkin, että näin isolla radioteleskoopilla voidaan tehdä aurinkohavaintoja. Tämän kokoluokan teleskoopit ovat usein taivasalla, joten niitä ei voi suunnata suoraan kohti Aurinkoa: lautasantenni keskittäisi säteilyn vastaanottimiin – kuten sen kuuluukin tehdä – mutta Auringon tapauksessa kuumuus sulattaisi ne. Metsähovin iso teleskooppi on kuitenkin suuren kuvun sisällä, joten sitä vaaraa ei ole. 

Aurinko on taivaalla niin kookas kohde, että radioteleskoopin keila kattaa siitä vain pienen palasen. Siksi havaintoja tehtäessä Auringon kiekko ikään kuin skannataan, jolloin siitä saadaan muodostettua kuva. Aiemmin siihen meni aikaa muutama minuutti, joten kovin nopeita ilmiöitä ei pystytty rekisteröimään. Viimekeväistä auringonpimennystä varten järjestelmää kehitettiin siten, että kuvan saa muodostettua noin minuutissa.

Metsähovin radiotutkimusasema on mukana myös kansainvälisessä yhteistyössä, jossa havaintoja pystytään tekemään maapallon kokoisella virtuaaliteleskoopilla. Kun eri puolilla maailmaa olevien radioteleskooppien havainnot yhdistetään, päästään tarkkuuteen, joka vastaa halkaisijaltaan laitimmaisten antennien välimatkan kokoista teleskooppia. 

Eikä tässä vielä kaikki. Kun mukaan otetaan avaruudessa oleva RadioAstron-satelliitti, saadaan aikaan todellista pitkäkantainterferometriaa: järjestelmän erotuskyky on parhaimmillaan yhtä hyvä kuin 300 000 kilometrin läpimittaisella yksittäisellä teleskoopilla. Radioalueella päästään siten huimasti parempaan erotuskykyyn kuin optisella.

Ja se on keskeistä tutkittaessa esimerkiksi kvasaareja. Optisella alueella voidaan tutkia esimerkiksi monissa kvasaareissa esiintyviä suihkuja ja niiden rakennetta melko yksityiskohtaisesti, mutta radiopuolella erotuskyky riittää jopa kvasaarina loimottavan galaksin keskuksessa olevan supermassiivisen mustan aukon lähiympäristön tarkkailuun.

Vaikka pilvet ja päivänvalo eivät haittaa radioalueen havaintoja, vesisateella havaintoja ei tehdä. Sää ei tällä kertaa suosinut klubilaisiakaan, sillä sateessa ja pimentyneessä illassa ulkosalla olevat mittalaitteet jäivät näkemättä. Saimme kuitenkin kutsun tulla visiitille uudemman kerran, sellaisena vuodenaikana, että valoa on enemmän ja sadetta – toivottavasti – vähemmän.

Gravimetri

Geodeettisella asemalla keskeinen tutkimuskohde on Maa. Gravimetreillä mitataan painovoimaa sellaisella tarkkuudella, että päiväkirjaan oli merkittävä käyntimme, jotta kukaan ei ala hämmästellä mittaustiedoissa näkyviä poikkeamia. Niillä voidaan tehdä myös työajanseurantaa. Seinällä on muistutuksena käyrä, josta näkyy, miten taannoinen lumenpudotus katolta on edennyt. Kun lumikuorma siirtyy mittalaitteiden yläpuolelta rakennuksen seinustalle, painovoimassa tapahtuu selvä muutos. Siis huippuherkkien instrumenttien näkökulmasta.

Maan keskipisteen paikkaa on myös seurattava tarkoin, jotta gps-järjestelmän tarkkuus saadaan halutulle tasolle. Vaikka maankamara tuntuu tukevalta, maapallon muodossa ja merenpinnan korkeudessa tapahtuu jatkuvasti muutoksia. Keskipiste liikkuu keskimäärin noin nyrkin kokoisella alueella ja sitä pystytään seuraamaan tarkasti täältä pinnalta käsin, liki 6 500 kilometrin etäisyydeltä.

Kiinnostavana yksityiskohtana saimme kuulla vuoden 2004 tapaninpäivänä tapahtuneen voimakkaan maanjäristyksen seurauksista. Tuhoisan tsunamin aiheuttaneen järistyksen seurauksena maapallon sisään syntyi seisova aalto, joka kahdenkymmenen minuutin jaksoissa sai maanpinnan Metsähovissakin nousemaan ja laskemaan millimetrin kahdessadasosan verran. Ilmiö oli pitkäaikainen, sillä aaltoilu jatkui seuraavan vuoden toukokuuhun saakka. 

Asemalta katsotaan ylöspäin satelliitteihin. Laserilla varustetulla kaukoputkella on tarkkailtu satelliittien liikkeitä vuodesta 1978 lähtien. Satelliitissa olevaan prismaheijastimeen "ammutaan" lasersäde, jonka paluuaika havaitaan ja mitataan kaukoputken avulla. Näin saadaan laskettua satelliitin kulloinenkin korkeus ja tarkka rata, mikä on erityisen tärkeää navigointi- ja tutkimussatelliittien kannalta. 

Jatkuvassa käytössä olevien mittalaitteiden lisäksi pääsimme tutustumaan uusiin instrumentteihin ja tuleviin suunnitelmiin. Vanha satelliittilaser korvataan uudella, monin verroin tehokkaammalla ja käytännöllisemmällä kaukoputkella. Asennustyö on vielä kesken, joten kaukoputki jökötti paikallaan, mutta kun se on tositoimessa, kupolin alle ei välttämättä parane mennä, sillä teleskooppi kääntyilee pikavauhtia kohteesta toiseen.

Muutaman vuoden sisällä asemalle nousee myös 12-metrinen radioteleskooppi. Tällä hetkellä geodeettisia havaintoja tehdään aika ajoin radiotutkimusaseman antennilla, mutta kun käyttöön saadaan oma teleskooppi, päästään tekemään jatkuvia havaintoja. Kaukaisten kvasaarien avulla määritetään tosiaikaisesti Maan asentoa, mikä on gps-järjestelmän toiminnan ja tarkkuuden kannalta oleellinen tieto.

Tiedetuubin klubilaiset saivat tuhdin annoksen tietoa suomalaisesta huippututkimuksesta. Kiitokset isännillemme, Joni Tammelle ja Markku Poutaselle!