Rakennusalan ja rakennetun ympäristön suunnittelu ovat käymässä läpi digitalisaatioon liittyvää murrosta. Kehitys ei tarkoita perinteisten suunnittelumenetelmien siirtymistä digitaalisiin ympäristöihin, vaan prosessit muuttuvat ja alalla siirrytään uudenlaiseen tiedon tuottamiseen ja hyödyntämiseen.

Kirjoittajat: Timo Lehtoviita ja Jarno Rautiainen

Rakennusten ja infrastruktuurin suunnittelussa siirrytään hyödyntämään tietomallintamista (Building Information Modelling, BIM), joka sisältää teknologian ja siihen mukautuneet prosessit. Teknologian ansiosta suunnittelu saa usein kolmiulotteisen muodon, suunnitelmat tarkentuvat ja niiden oikeellisuus on helpompi varmistaa. Prosessien kehityksen ja visuaalisuuden ansiosta hanketoimijoiden välinen yhteisymmärrys paranee ja yhteistyöstä tulee saumattomampaa kohteiden elinkaaren ajalla.

Digitaaliset aineistot eivät rajoitu tietomalleihin, vaan aineistoa tuotetaan valtavasti eri käyt-tötarkoituksiin. Perinteiset piirustusaineistot ovat yhä olemassa ja mittaustekniikka kehittyy. Fyysistä ympäristöä taltioidaan tuottamalla jopa miljardeja mittauspisteitä kolmiulotteiseen koordinaatistoon. Aineistot ovat kuitenkin siiloutuneet erilaisiin pilvipalveluihin sekä projektipankkeihin, ja niistä tietävät vain rajatut henkilöt.

Yleisimmät digitaaliset aineistot

LAB-ammattikorkeakoulussa käynnistyi vuonna 2021 Cross-border safety, accident prevendition and management -hanke, jossa rakennetaan virtuaalista koulutusalustaa pelastuslaitosten käyttöön. Alustalle koottiin todellisuutta vastaava virtuaalinen ympäristö, johon luodaan pelastuslaitosten henkilöstön käsikirjoittamia onnettomuussimulaatioita. Virtuaaliympäristö sijoittuu Saimaan kanavan lähiympäristöön Etelä-Karjalassa. Samoista aineistoista koostettiin tietoalustalle alueen integroitu tietomalli, jonka käytettävyyttä arvioitiin riskienhallinnan näkökulmasta. (CB-SAFE 2022.)

Hankkeen alussa tarkasteltiin rakennetun ympäristön digitaalisten aineistojen saatavuutta ja kerättiin niitä eri lähteistä. Koulutusalustan todettiin muistuttavan raaka-aineistoltaan Yleiset inframallivaatimukset 2019 ohjeissa kuvattua esittelymallia ja aineistot koottiin julkaisussa määriteltyyn kansiorakenteeseen (YIV 2019, 46–56). Suurimman osan raaka-aineistoista omistaa ja luovutti hankkeelle Väylävirasto, joka osallistui aktiivisesti keskusteluihin raaka-aineistojen tarpeesta, saatavuudesta ja käytöstä. Hankkeelle kerättiin seuraavat aineistot:

  • Rakennusten tietomallit ja piirustukset (Ortamonpuisto, Insinööritoimisto Ark’Idea)
  • Siltojen ja sulkujen tietomallit, maa- ja kallionpinnan mallit (Väylävirasto)
  • Siltojen ja satamarakenteiden piirustukset (Väylävirasto)
  • Saimaan kanavan pohjan ja reunojen pistepilvet (Väylävirasto)
  • Maanpinnan pistepilvi 0,5 P/m2 (Maanmittauslaitos)
  • GIS-paikkatieto (rakenteet, vesiväylät, turvavälineet, kiinteistöt ym.) (Väylävirasto)
  • Video ja kuvamateriaali, 4K (drone ja kamerat paikalla)

Tämä aineistokooste on hyvä esimerkki yleisimmistä rakennetun ympäristön aineistoista. Hankkeessa tarkasteltiin myös laivojen AIS-seurantatietojen hyödyntämisen mahdollisuutta simulaatioiden todenmukaisuuden mallintamisessa. Kuvassa 1 on kerätyistä aineistoista Trimble Connect-alustalle jalostettu yhteiskäytöllinen tietoympäristö.

Kuvassa näkyy yläviistosta kuvattuna aineistoja Saimaan kanavan alueelta. Maanpinta on esitetty tuhansien mittauspisteiden avulla. Myös kanavan pohja ja vierusta on esitetty ti-heämmän pisteytyksen avulla. Kuvassa näkyvät myös etualalla kanavan sulun, keskellä rakennuksen ja etäämpänä kuvakulmasta sillan kolmiulotteiset tietomallit. Pistepilvien ala-puolella näkyvät myös viivoina esitetyt paikkatietoaineistot.

Kuva 1. Saimaan kanavan alueen aineistot Trimble Connect-ympäristössä (Kuva: Jarno Rautiainen)

Riskienhallinnan tarkastelua varten aineistojen jatkojalostus pidettiin vähäisenä. Ainoastaan niiden koordinaatistot muunnettiin niin, että ne sopivat samaan ympäristöön ja ovat tarkasteltavissa yhdessä samalla alustalla.

Aineistojen saatavuus, kokoamisen haasteet ja käyttöoikeudet

Tietomallit ovat yleensä suunnittelun lopputuote, joiden saatavuus riippuu kohteesta ja rakennuttajasta. Julkisrakentamisessa tietomallintamista on vaadittu vuosia, joten uudemmista kohteista on helpommin malleja saatavilla. Mallit ja piirustukset ovat usein tilaajaorganisaation, rakennuttajan tai alkuperäisen suunnittelijan hallinnoimissa projektipankeissa. Tilaajalla on usein käyttöoikeus avoimessa tiedostomuodossa toimitettuihin malleihin, mutta muokattavien alkuperäismallien tekijänoikeudet pysyvät ilman erillistä sopimista suunnittelutoimistoilla. Siksi niiden käyttö edellyttää usein tekijän suostumuksen. Rakennusten ja siltojen avointen tietomallien ongelmana on, että saatavissa olevat IFC-mallit eivät aina vastaa tietosisällöltään kyseisen käyttötapauksen vaatimuksia, jolloin niitä on jatkokäsiteltävä.

Väylävirasto vastaa valtion infrastruktuurin kehittämisestä ja väyläkohteet ovat usein julkisia. Väylävirastolla on omistus hankkeelle luovutettuihin avoimen formaatin malleihin. Tietomallien käytössä ja jakamisessa noudatettiin varovaisuutta, koska osa malleista sisälsi salassa pidettävää tietoa. Piirustuksia alueen rakenteista, kuten silloista ja satamarakenteista saatiin myös tarpeen mukaan.

Laserkeilaus ja mittaukset tuotetaan usein hankkeiden tarpeisiin. Väylävirasto oli toteuttanut vuonna 2016 SAKA-hankkeen, jossa koko Saimaan kanava ja sen välitön lähiympäristö mitattiin monikeilainluotauksella sekä mobiililaserkeilauksella veneen kyydistä. Käyttöön luovutettu SAKA-aineisto on esitetty kuvassa 2.

Kuvassa näkyy pisteistä muodostuva kuva Saimaan kanavan keskeltä katsottuna. Kuvan keskellä on pisteistä muodostuva ratasilta ja kanavan molemmilla puolilla puustoa. Kuvas-sa kanavan reunoja ja vedenalaisia osia kuvaavat pisteet näkyvät syvyyden mukaan vihre-ästä keltaisen kautta punaiseen, kanavan pohjalta lähtien. Veden yläpuoliset osat, ympäris-tö ja kanavan penkat näkyvät eri sinisen sävyissä mittalaserin vasteen mukaan.

Kuva 2. Saimaan kanavan pohjan ja lähiympäristön pistepilvet (kuva: Jarno Rautiainen)

Kuvan ratasilta korvattiin uudella vuonna 2021 valmistuneessa urakassa. Uuden sillan tietomalli näkyy kuvan 1 ylälaidassa. Koko Suomen maasto on mitattu lentokoneesta laserkeilaamalla tiheydellä 5 pistettä/ m2. Laserkeilauksen on tuottanut Maanmittauslaitos ja pistepilven saa käyttöön lisenssimaksua vastaan (Maanmittauslaitos 2020a). Pilven harva versio, jossa on 0,5 pistettä/ m2, on saatavilla CreativeCommons-Nimeä -lisenssillä (Maanmittauslaitos 2020b). Hankkeelle ladattiin osa harvemmasta pistepilvestä tarkastelualueelta.

Muita rakennetun ympäristön tietoja ovat kaava- ja paikkatiedot. Kaavatiedot voi usein saada piirustusformaateissa rakennusvalvonnasta, mutta paikkatietojen (GIS, Global Positioning System) saatavuus voi olla heikompi. Väylien paikkatiedot oli kasattu Väyläviraston Extranet-palvelun Pooki-järjestelmään, johon saatiin käyttöoikeudet. Alustalta ladattiin DWG-piirustuksina rakenteiden, vesiväylien, turvavälineiden, kiinteistöjen ym. paikkatietoja. Niiden hyödyntäminen kuitenkin kaventui lähinnä riskienhallinnan käyttötapaukseen. Hankkeessa tuotettiin erikseen nelikoptereilla ja järjestelmäkameroilla video- ja kuvamateriaalia kohdealueelta, paloasemilta sekä pelastuslaitosten uniformuista, varusteista ja ajoneuvoista. Näillä täydennettiin muita tietoja virtuaalisen koulutusalustan luonnissa.

Rakennetun ympäristön tiedot ovat usein hajautuneet moniin paikkoihin ja siiloutuneet rakennushankkeiden jälkeen projektipankkeihin ja tietovarastoihin, jolloin niiden alkuperä, käyttöoikeudet ja jopa olemassaolo saattavat unohtua. Aineistojen keräämisessä voidaan tulevaisuudessa hyötyä kansallisesta rakennetun ympäristön tietojärjestelmästä, joka kuvailtiin vuonna 2022 julkaistussa lakiesityksessä Maankäyttö- ja rakennuslain muuttamiseksi. (Ympäristöministeriö 2022, 114). Tällaista yhtenäistä menettelyä ei vielä ole, joten CB-SAFE-hankkeen onnistumisen kannalta oli arvokasta, että Väyläviraston aineistot oli pidetty hyvin koottuina ja ne olivat hankkeen käytettävissä.

Lähteet

CB-SAFE. 2022. Cross-border safety, accident prevention and management. Viitattu 28.7.2022. Saatavissa https://cb-safe.info/

Maanmittauslaitos. 2020a. Laserkeilausaineisto 0,5 p. Valtakunnallinen laserkeilausaineis-to. Viitattu 28.7.2022. Saatavilla https://www.maanmittauslaitos.fi/kartat-ja-paikkatieto/asiantuntevalle-kayttajalle/tuotekuvaukset/laserkeilausaineisto-05-p

Maanmittauslaitos. 2020b. Laserkeilausaineisto 5 p. Valtakunnallinen laserkeilausaineisto. Viitattu 28.7.2022. Saatavilla https://www.maanmittauslaitos.fi/kartat-ja-paikkatieto/asiantuntevalle-kayttajalle/tuotekuvaukset/laser-scanning-data-5-p

YIV. 2019. Yleiset inframallivaatimukset YIV. BuildingSMART Finland. Viitattu 24.10.2022. Saatavissa https://wiki.buildingsmart.fi/fi/04_Julkaisut_ja_Standardit/YIV

Ympäristöministeriö. 2022. Luonnos hallituksen esityksestä rakennetun ympäristön tietojär-jestelmästä sekä maankäyttö- ja rakennuslain muuttamisesta. Viitattu 12.8.2022. Saatavissa https://www.lausuntopalvelu.fi/FI/Proposal/DownloadProposalAttachment?attachmentId=18047

Kirjoittajat

Timo Lehtoviita toimii lehtorina LAB-ammattikorkeakoulun rakennustekniikan ja tietomallinnuksen koulutuksissa sekä tietomalliasiantuntijana CB-SAFE-hankkeessa sekä muissa kehityshankkeissa.

Jarno Rautiainen toimii TKI-asiantuntijana LAB-ammattikorkeakoulun rakennustekniikkaan ja rakennusten tietomallintamiseen liittyvissä hankkeissa, sekä satunnaisesti rakennusten tietomallintamista sisältävissä opetuskokonaisuuksissa. CB-SAFE-hankkeessa hän vastasi lähtötietoaineistojen kokoamisesta.

Artikkelikuva: https://pxhere.com/en/photo/877703 (CC0)

Julkaistu 11.11.2022

Viittausohje

Lehtoviita, T. & Rautiainen, J. 2022. Rakennetun ympäristön digitaaliset aineistot. LAB Pro. Viitattu pvm. Saatavissa https://www.labopen.fi/lab-pro/rakennetun-ympariston-digitaaliset-aineistot/