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.
