Laserkeilauksen huippuyksikkö 2014-2019 – tieteellisillä tuloksilla merkittävää vaikutusta yhteiskuntaan

Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksen (FGI) johtama laserkeilauksen huippuyksikkö toimi vuosina 2014 - 2019. Huippuyksikössä olivat mukana FGI:n lisäksi Helsingin ja Oulun yliopistot sekä Aalto-yliopisto. Suomen Akatemian strategisen tutkimuksen rahoittama huippuyksikkö koulutti 30 uutta professoria 12 eri yliopistoon tai tutkimuslaitokseen, 24 tohtoria ja saman verran maistereita.

Laserkeilauksen huippuyksikön tieteelliset saavutukset ovat tuottaneet paljon hyvää: kaupalliset ja yhteiskunnalliset vaikutukset kantavat kauas. Huippuyksikkö kehitti etenkin metsätalouteen ja rakennettuun ympäristöön liittyviä innovaatioita.

Huipputeknologiaa ja avointa tiedettä

Teknologian osalta Laserkeilauksen huippuyksikkö on edistänyt muun muassa uutta laserkeilauksen elektroniikkaa, uusia laserkeilausmenetelmiä ja -järjestelmiä sekä liikkuvan kartoituksen mahdollistavan reppulaserkeilaimen kehitystä. Tutkijat kehittivät ja testasivat myös autonomiseen ajamiseen perustuvia ja mini-UAV-pohjaisia laserkeilausmenetelmiä. Huippuyksikkö on edistänyt rakennetun ympäristön virtualisointia ja mallintamista sekä täsmämetsätalouden ratkaisuja.  Lisäksi huippuyksikkö on kouluttanut laserkeilauksen metsäosaajia japanilaisessa Shinshun yliopistossa.

Huippuyksikön tutkijat ovat edistäneet muun muassa liikkuvan kartoituksen mahdollistavan reppulaserkeilaimen kehitystä

Huippuyksikön tutkijat ovat edistäneet muun muassa liikkuvan kartoituksen mahdollistavan reppulaserkeilaimen kehitystä. Kuva: Laserkeilauksen huippuyksikkö.

Huippuyksikkö julkaisi yli 400 tieteellistä julkaisua, joista useat ovat olleet alallaan merkittäviä, ahkerasti luettuja, runsaasti viitattuja ja jopa palkittuja huipputason julkaisusarjojen artikkeleita. Menestystä kuvaa hyvin muun muassa Remote Sensing -lehden vuosikymmenanalyysi, joka arvioi Paikkatietokeskus FGI:n ja Helsingin yliopiston julkaisut lehdessään laadukkaimmiksi (eniten viittauksia / julkaisu). Huippuyksikön tutkijoista koostuneet kirjoittajaryhmät jättivät taakseen maailman huippuyliopistojen lisäksi NASA:n ja NOAA:n eli Yhdysvaltojen sää- ja valtamerentutkimusorganisaation kaltaisia kansainvälisesti
tunnettuja tutkimuslaitoksia ja viranomaistahoja.

Metsätieteet huippuyksikön tutkimusten ja vaikuttavuuden keskiössä

Metsävarojen hallinnan ja geoinformatiikan (FRM-GIS) -tutkimusryhmä Helsingin yliopiston metsätieteiden osastolta vastasi huippuyksikön metsiin liittyvistä tutkimuksista ja sovelluksista. Tutkimuksen painopistealat olivat:

  1. 3D –täsmämetsätalous metsäsuunnittelussa ja puuhuollon tehostamisessa,
  2. 3D –mittausten hyödyntäminen metsiä ja puita kuvaavissa malleissa ja
  3. 3D –kaukokartoituksen hyödyntäminen metsien biomassa-, monimuotoisuus- ja terveydentilan muutosten seurannassa.
Laserkeilauksen huippuyksikkö

Ninni Saarinen, Jiri Pyörälä, Tuomas Yrttimaa, Ville Luoma, Einari Heinaro, Topi Tanhuanpää, Joanne White, Ville Kankare, Samuli Junttila ja Markus Holopainen.

Näistä painopistealoista tehtiin huippuyksikön aikana kaikkiaan noin 100 tutkimusartikkelia, joista suuri osa sisältyi kymmeneen Helsingin yliopistolle tehtyyn väitöskirjaan. Tutkimusten kautta on tuotettu uutta tietoa esimerkiksi puunkorjuun tehostamiseen, puiden laadun mittaamiseen sekä puiden ja metsien terveydentilan ja biomassamuutosten seurantaan kaikilla mittakaavatasoilla yksittäisistä puista globaaleihin sovelluksiin. Tutkimukset antavat uusia näkökulmia ja lähtökohtia entistä tarkempaan metsävarojen hallintaan, metsäluonnon monimuotoisuuden ja terveydentilan seurantaan sekä ilmastokestävän metsätalouden harjoittamiseen.

Yksi FRM-GIS –tutkimusryhmästä väitelleistä tohtoreista on Joanne White, jonka ISI Web of Science totesi helmikuussa 2020 yhdeksi maailman vaikuttavimmista tutkijoista viimeisen kymmenen vuoden aikana. Arvio perustui Whiten laadukkaisiin tutkimusartikkeleihin sekä niiden keräämiin viittausmääriin (ISI Web of Science 2020). White on edistänyt niin väitöskirjassaan kuin aiemmissa tutkimuksissa muun muassa laserkeilauksen sekä satelliittikuvien käyttöä laajojen alueiden metsävarojen inventoinnissa ja seurannassa. White työskentelee Kanadan luonnonvarakeskuksessa (Natural Resources Canada, NRCan) Victoriassa. NRCan olikin yksi keskeisistä huippuyksikön kansainvälisistä yhteistyökumppaneista.

Huippuyksikkö on tehnyt yhteistyötä lukuisten maankäyttöön ja metsätalouteen liittyvien organisaatioiden kanssa niin kotimaassa kuin kansainvälisesti. Metsätieteiden osalta keskeinen yhteistyökuvio huippuyksikön alkuvuosina oli Tekesin rahoittama Forest Big Data –hanke, johon huippuyksikön lisäksi osallistui suuri osa keskeisistä metsäteollisuuden ja metsätalouden käytännön organisaatioista sekä useita yliopistoja ja tutkimuslaitoksia (kts. Perusteita seuraavan sukupolven metsävarajärjestelmälle – Forest Big Data -hanke).

Huippuyksikön viimeisinä vuosina yhteistyö metsätalouden käytännön organisaatioiden kanssa tapahtui ennen kaikkea Maa- ja metsätalousministeriön (MMM) vetämän kärkihankkeen "Metsätieto ja sähköiset palvelut" kautta. MMM-hankkeessa tehtiin laajaa yhteistyötä metsäbiotalouteen ja maankäyttöön liittyvien yliopistojen, tutkimuslaitosten, valtion hallinnon organisaatioiden ja yritysten välillä. Kärkihankkeen keskeisiä käytännön saavutuksia olivat yksityismetsiin liittyvän metsävaratiedon avautuminen julkiseksi (metsaan.fi -verkkosivusto), sähköisen puukaupan käynnistämiseen osallistuminen sekä seuraavan valtakunnallisen laserkeilauksen taustatutkimusten tekeminen.

Talousmetsien lisäksi huippuyksikön tutkimuksissa on edistetty myös kaupunkimetsien, puistojen ja katupuiden kartoitusta ja seurantaa. Keskeisenä yhteistyökumppanina on tältä osin ollut Helsingin kaupunki.

Onnistuneita tieteen ja yritysmaailman kohtaamisia

Huippuyksikön tulokset poikivat myös kymmeniä kaupan ja liiketalouden alan julkaisuja. Tuloksilla on myös ollut merkittävä ja suora kaupallinen ja yhteiskunnallinen vaikutus: huippuyksikön aikana syntyi kymmenen spin-off -yritystä, jotka työllistävät nykyisin lähes sata henkeä. 

– Huippuyksikön yhteiskunnalliset ja tieteelliset vaikutukset kantavat vielä kauas, jopa vuosien tai vuosikymmenten päähän. Jopa hyvin merkittävien teknologian ja tieteen murrosten lopulliset vaikutukset yhteiskuntaan ja tieteen kehitykseen ovat usein todettavissa vasta vuosien ja joissain tapauksissa vuosikymmenten viiveellä, huippuyksikön johtaja Juha Hyyppä toteaa.

Tiede ja taide yhdistyivät

Laserkeilauksen huippuyksikön tieteellisten, taloudellisten ja yhteiskunnallisten saavutusten lisäksi edistettiin myös uudenlaista tiedeviestintää sekä laserkeilaukseen liittyvää taidetta ja kulttuuria.

Arvostettu Science-tiedelehti järjestää vuosittain Dance your Ph.D. -kilpailun, jossa palkitaan parhaat videot, jotka onnistuvat luovalla tavalla viestimään tieteestä. Tämän vuoden kilpailun fysiikan sarjan voittaja oli MMT Samuli Junttilan tekemä musiikkivideo: Idän Proffa – Keilaa puita feat. Linda Ilves, jossa Junttila viestii ilmastonmuutokseen liittyvästä tutkimuksestaan räpin avulla. Palkinto tuli Suomeen ensimmäistä kertaa. Junttilan tutkimus oli myös tieteellisesti laadukas, sillä se valittiin vuoden 2019 parhaaksi väitöskirjaksi Helsingin yliopiston maatalous- metsätieteellisessä tiedekunnassa.

Huippuyksikkö on tehnyt pioneerityötä tieteen ja tutkimusdatan avoimuuden edistämisessä. Vuonna 2019 Aalto-yliopiston ja Paikkatietokeskuksen yhteinen MeMo-tutkimusryhmä sai ensimmäisen kansallisen avoimen tieteen palkinnon. MeMo on muun muassa luonut Ylen urheilutoimitukselle 3D-mallit Lahden perinteisiltä hiihtoreiteiltä, tehnyt Svenska Ylen kanssa Helsingin Juhlaviikoille Lapinlahden sairaalaan sijoittuvan maailman ensimmäisen virtuaalikuunnelman, rikastuttanut näyttelyitä ja teatteria lisätyllä todellisuudella ja ollut useasti mukana lasten taidefestivaali Kutituksessa. Aalto-yliopisto on myös mallintanut Espoon kulttuurikeskusta helpottaakseen taideinstallaatioiden rakentamista sekä tehnyt 3D-mallinnuksia monista muista kulttuurikohteista.

Lisätietoja