Uutiset

3D-kaupunkimalleille on satoja eri käyttötarkoituksia

Kaupunkimalleista on hyötyä esimerkiksi karttasovelluksissa, kaupunkisuunnittelun tukena ja virtuaalitapahtumien osana. Aallossa tutkitaan eritoten kaupunkimallien hyödyntämistä pääkaupunkiseudulla ja uusien 3D-kartoituksen teknologioiden hyödyntämistä kaupunkimallinnuksessa.
3D model of Redi at Kalasatama

Laajat kaupunkiympäristöjä esittävät kolmiulotteisen mallit ovat nykypäivänä tuttuja esimerkiksi videopeleistä, mutta niitä voidaan hyödyntää monin muin tavoin myös kaupunkien tietopalveluissa, tutkimuksessa, sekä erilaisissa kaupallisissa tarkoituksissa. 3D-kaupunkimallinnuksesta on tullut osa vakiintunutta kaupunkien paikkatiedon tuotantoa. Aallossa 3D-mittauksen ja -mallinnuksen tutkimukseen ja tiedonhallintaan keskittyvässä Rakennetun ympäristön mittauksen ja mallinnuksen instituutissa, eli MeMossa tehdään tutkimusta kaupunkimalleista, sekä tuotetaan kaupunkimallidataa. 

Tutkimusryhmä tuottaa kaupunkimallidataa monipuolisesti 3D-mittauksen ja mallinnuksen menetelmillä. Tohtoriopiskelija Arttu Julin ryhmästä kertoo, että aineistoja kerätään itse erityisesti fotogrammetriaan tai laserkeilaukseen perustuvilla menetelmillä, kuten drone-pohjaisella ilmakuvauksella, maalaserkeilauksella, tai SLAM-pohjaisilla liikkuvilla kartoituslaitteilla. 

3D-kaupunkimallintaminen ja avoin data ovat kuitenkin edenneet Suomessa sen verran pitkälle, että tutkimuksessa voidaan usein hyödyntää kaupunkien valmiita aineistoja, eikä tutkimusta välttämättä tarvitse aloittaa kartoittamisesta.  

'3D-kaupunkimallien tarkentaminen halutuilta alueita, esimerkiksi kaupunkikehityksen tarpeisiin, on sen sijaan ajankohtainen tutkimussuunta. Rajattujen kaupunkialueiden tarkempaan mittaukseen voidaan käyttää esimerkiksi liikkuvaa laserkeilausta tai drone-alustalta tapahtuvaa mittausta. Näitä menetelmiä myös käytämme säännöllisesti osana tutkimustyötä.' , tutkijatohtori Juho-Pekka Virtanen tutkimusryhmästä lisää.  

Helsingin älykäs tietomalli 2025 ja KAOS (6aika)  

MeMon tutkijat ovat mukana toteuttamassa Helsingin kaupungin Helsingin älykäs tietomalli 2025- sekä Euroopan sosiaalirahaston KAOS (6aika) -hankkeita, jotka molemmat liittyvät 3D -kaupunkimallien hyödyntämiseen pääkaupunkiseudulla. 

'Helsingin älykäs tietomalli 2025 hankkeessa keskitytään erityisesti Helsingin 3D-kaupunkimallien hyötykäyttöön ja kehittämiseen. Tavoitteena on kehittää uusia ja tehokkaampia tapoja hyödyntää kaupunkimalleja erilaisissa prosesseissa ja liike-elämässä. Hanke pyrkii lisäämään tietoa sekä osaamis- ja elinkeinoperustaa Helsingin kaupungin, asukkaiden ja yritysten kesken', kertovat Julin ja Virtanen.  

Hankkeessa tehdään mittauksia tutkimuskäyttöön. Tutkimuskysymykset käsittävät esimerkiksi mallin tarkentamisen halutuilta alueilta ja sisätilojen yhdistämisen 3D-kaupunkimalliin. Koska tällaisia aineistoja ei suoraan ole avoimesti saatavilla, niitä on hankkeessa tuotettava mittausmenetelmien, esimerkiksi SLAM-laserkeilauksen avulla. Hankkeessa tehdään tiivistä yhteistyötä Helsingin kaupungin 3D-tiimin kanssa. 

KAOS -hankkeen tavoitteena on kehittää kaupunkimallien hyödyntämiseen liittyvää osaamista sekä Espoon ja Helsingin kaupungeissa, että yritysmaailmassa. Tutkimuksen sijaan hanke painottuu enemmän tiedotukseen, viestintään, tapahtumiin ja yhteiskehittämiseen sidosryhmien kanssa. Virtanen kertoo, että vahvistettavia osaamisalueita ovat kaupunkimallintamisen tekniset lähtökohdat, 3D-kaupunkimallin toiminta koko organisaation prosesseja tukevana kokonaisuutena, sekä 3D-kaupunkimallien hyödyntäminen jaettavina tietovarantoina.  

3D -kaupunkimallit ovat käytössä myös maailmalla 

Suomen pääkaupunkiseutu ei ole suinkaan ainoa alue, jolta kaupunkimallidataa on kerätty. Sekä Helsingissä että Espoossa kaupungin tietomallinnus perustuu CityGML formaatin mukaisten mallien tuottamiseen, joka on maailmallakin vakiintunut toteutusmuoto. Vastaavia kaupunkitietomalleja on tuotettu eritoten eurooppalaisista kaupungeista, kuten esimerkiksi Rotterdamista, Berliinistä, Wienistä, sekä jopa koko valtion tasolla Sveitsistä.    

'Semanttisten CityGML-tietomallien lisäksi on toteutettu lukuisia visuaalisesti näyttävämpiä fotorealistisia 3D-kaupunkimalleja, kuten Helsingin kaupungin erillinen kaupunginlaajuinen 3D mesh-malli. Yksityiskohdiltaan ja ulkonäöltään realistiset kaupunkimallit, ja erityisesti niiden tehokas tuotanto, on myös ollut keskeinen tutkimuskohde meillä Aallossa. On nähtävissä, että nämä 3D-kaupunkimallintamisen kaksi suuntausta ”fotorealistinen” ja ”semanttinen” mallinnus tulevat koko ajan lähemmäs toisiaan. Tästä esimerkkinä on erilaisten peliteknologiaan pohjautuvien kaupunkien digitaalisten kaksosten kehittämisen ja rakentamisen voimakas trendi.', Arttu Julin kertoo. 

'Pääkaupunkiseudulla ollaan 3D-kaupunkimallinnuksessa kansainvälisellä tasolla. Tällöin myös monet projekteissa käsitellyt tutkimuskysymykset ovat myös kansainvälisesti kiinnostavia ja ajankohtaisia. Monet eurooppalaiset kaupungit painivat samankaltaisten kysymysten kanssa.', Virtanen kommentoi.  

3D model of Kalasatama/Kulosaari in Palvelututka app
Palvelututkan näkymä Kalasataman kaupunginosasta

Palvelututkan kaltaiset sovellukset helpottavat kaupunkiympäristön hahmottamista 

Palvelututka on kaikille avoin tutkimusryhmän toteuttama esimerkkisovellus, jossa yhdistyvät Helsingin kaupunginrajapintojen palvelutiedot sekä 3D-kaupunkimallit. 'Palvelututkan keskeinen idea on pyrkiä yhdistämään kaupungin jo tarjoamia avoimia aineistoja yhdelle selainalustalle. Tässä 3D-kaupunkimalli toimii ikään kuin kaupunkiympäristön erilaisten tietolähteiden alustana ja tarjoaa kolmiulotteisen ympäristön niiden tulkintaan.', Julin kertoo sovelluksesta. 

Sovellus voi helpottaa eritoten rakenteeltaan monikerroksisien kaupunkiympäristöjen, kuten esimerkiksi Helsingin Kalasataman hahmottamista. Virtasen mukaan tällaisten kokonaisuuksien hahmottaminen kaksiulotteisista kartoista on usein vaikeaa, jolloin 3D-malli tarjoaa huomattavasti yksinkertaisemman ja visuaalisemman tavan esittää ympäristöön liittyvää tietoa. Palvelututkan lähdekoodi on myös saatavilla. 

Kaupunkimallidatasta on monella tapaa hyötyä 

Kaupunkimallidataa voidaan myös monipuolisesti hyödyntää esimerkiksi tutkimuksen tukena. Julin kertoo, että kaupunkimallinnus tarjoaa lukemattomia näkökulmia esimerkiksi geoinformatiikan, maantieteen, tai arkkitehtuurin tutkimukseen, sillä se tarjoaa mahdollisuuksia visualisoida kaupunkitilaa monipuolisilla tavoilla, sekä pohjan erilaisille analyyseille ja simulaatioille.   

'Tiedon esittämisen lisäksi kaupunkimalli tarjoaa mahdollisuuden erilaisten analyysien tekemiseen. Erityisesti kaupunkitietomalli, joka käsittää kohteiden ulkomuodon lisäksi muitakin tietoja kohteista antaa hyvän lähtökohdan erilaisiin laskennallisiin analyyseihin. Esimerkiksi julkaisussa "Near Real-Time Semantic View Analysis of 3D City Models in Web Browser" esittelimme analyysin, jossa paikkatietoaineistoilla täydennettyä kaupunkitietomallia käytettiin kaupungin näkymien ominaisuuksien, vaikkapa rakennuksen tietystä ikkunasta näkyvän kasvillisuuden tai vesistöjen määrän arviointiin. Tällainen kaupunkimallista tehtävä analyysi voi palvella esimerkiksi kiinteistötalouden tai kaupunkikokemuksen tutkimusta – lisäksi sen toteuttaminen tietenkin on geoinformatiikan tutkimusta jo itsellään.', Virtanen kertoo.  

Yritysmaailmassa kaupunkimalleja hyödyntävät eritoten kaupunkiympäristöjen parissa toimivat yritykset. Lisäksi kaupunkimalleja voidaan hyödyntää useilla muillakin aloilla, sillä ne tarjoavat mahdollisuuden tiedon esittämiseen navigoinnissa sekä lähtökohdan erilaisille simulaatioille, joten niitä voi käyttää myös kuljetusten ja tapahtumien suunnittelussa. Kaupunkimalleja on käytetty esimerkiksi uutistoimistoissa ja muissa media-alan yrityksissä sekä viihde- ja pelialalla. Viimeisen vuoden aikana malleja on hyödynnetty myös osana erilaisia virtuaalitapahtumia. 

Kaupunkimallipalveluista voivat hyötyä myös tavalliset kaupunkien asukkaatkin. 'Esimerkiksi Helsingin kaupungin Energia- ja ilmastoatlas tarjoaa jokaiselle mahdollisuuden tarkastella aurinkoenergian tuotantopotentiaalia oman asuinpaikkansa näkökulmasta.' Virtanen kertoo.  

 

Lisätietoja: 

Tutkijatohtori Juho-Pekka Virtanen 
[email protected]  

Tohtoriopiskelija Arttu Julin 
[email protected]  

Twitter:

KAOS (6aika)

Helsingin älykäs tietomalli 2025

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

Future Digital Mobility Management
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Liikutko autolla pk-seudulla? Tule testaamaan, miten autoilureiteistä saadaan sujuvampia ja turvallisempia.

Helsingissä toteutetaan syksyn aikana kansainvälinen Code the Streets -pilotti, jossa autoilijoille ehdotetaan vaihtoehtoisia ajoreittejä navigaattorilla. Haemme nyt navigointisovelluksen testaajia, joilla on käytössään Android-puhelin.
Kimchi and Chips
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Taiteilijapuheenvuoro: Kimchi and Chips

Tervetuloa seuraamaan soulilaisen Kimchi and Chips -taidestudion taiteilijapuheenvuoroa!
CYBER_Aki-Pekka_Sinikoski010.jpg
Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Perustieteiden korkeakoulun tutkijoita mukana nyt yhteensä viidessä tutkimuksen huippuyksikössä

Suomen Akatemia on valinnut yhteensä 11 uutta huippuyksikköä. Perustieteiden korkeakoulun tutkijat ovat mukana ottamassa selvää keinotekoisesti älykkäistä materiaaleista, matematiikan viimeisimpien edistysaskeleiden sovelluksista sekä ilmakehän molekyyliprosesseísta.
A detail of spider silk material developed in Aalto University, image Fotoni Film & Communications
Tutkimus ja taide, Yliopisto Julkaistu:

Kaksi uutta huippuyksikköä Aalto-yliopistoon – yliopisto myös mukana kahdessa konsortiossa

Aalto-yliopiston johtamiksi huippuyksiköiksi valittiin Suurnopeuksiset sähkömekaaniset energianmuunnosjärjestelmät sekä Elävien toimintojen innoittamat hybridimateriaalit.