I projektet COMBAT/Pointcloud, som finansieras av Rådet för strategisk forskning vid Finlands Akademi, omvandlades data om laserskannade objekt till exakta 3D-modeller Modellerna underlättar beslutsfattande om förvaltningen av vägar, kraftledningar och skogar. I projektet deltog forskare från Geodatacentralen (FGI), Aalto-universitet, Åbo universitet och Uleåborgs universitet. I projektet som löpte över sex år modellerades för första gången objekt som inte tidigare hade kartlagts lika noggrant i Finland. Laserskanning tillämpades vid 3D-modellering av skogar, städer och trafikleder, såsom vägar, samt kraftledningar och älvar.
 
Den exakta informationen som insamlades genom laserskanningarna gagnar samhället och företagen då beslut om förvaltningen av vägar, kraftledningar eller skogar ska fattas.
”I praktiken är den exakta bilden som tagits fram genom laserskanning till nytta vid förvaltningen av skogar, fastigheter och farleder, vilka utgör en betydande del av vår nationalförmögenhet”, säger Harri Kaartinen, som är forskningsprofessor på Lantmäteriverkets Geodatacentral.
Modelleringar gjordes även med ett multispektralt laserskanningssystem som utvecklats i projektet. Systemet är den senaste tekniken i branschen och ger ännu noggrannare information om objektet. För 3D-modellering av miljön utarbetade forskare vid Geodatacentralen och de medverkande universiteten algoritmer som identifierar trädstammar, elledningar eller städernas markanvändning.
 
”Tack vare banbrytande forskning kan olika träslag och exempelvis vägbeläggningar identifieras i materialet mycket noggrannare än tidigare”, säger Kaartinen.

Tidigare gjordes 3D-modelleringar med hjälp av exakta flygfotografier. Utöver flygfotografier producerar Lantmäteriverket 3D-punktmoln genom laserskanning, som går ut på att objektet belyses med laser.  I det nationella laserskanningsprogrammet uppdateras punktmolnen för hela Finland vart sjätte år, med undantag för det nordligaste Lappland.

Laserskanner monterad på ryggsäck, fyrhjuling, helikopter och bil – så här filmas Finland i 3D-form

Denna gång laserskannades objekt som inte tidigare har kartlagts lika noggrant i Finland. Därför fanns det inte heller någon färdig utrustning på butikshyllorna. Forskarna byggde själv de multispektrala laserskanningsinstrument som behövdes för att avbilda omgivningen från fyrhjuling, helikopter och bil eller med rycksäcksmonterad utrustning då man rörde sig till fots i terrängen.  

Kartläggning av trafikleders skick pilottestades med en bil som var utrustad med laserskanner. Försöket var framgångsrikt, och man håller nu på att börja insamling av exakt 3D-data om hela vägnätet och nätverk av huvudgator i Finland, totalt cirka 50 000 kilometer av vägar och gator. Med dessa data kan man göra en exakt kartläggning och konditionsbedömning av vägen och dess omgivningar. Materialet lämpar sig även för precisering av stadsmodellerna.

”Under projektet vidareutvecklade vi kartläggningsteknikerna för trafikleder, som nu kan tillämpas i praktiken vid inventering av vägarnas skick och optimering av underhåll, säger professor Hannu Hyyppä från Forskningsinstitutet för mätning och modellering av den byggda miljön vid Aalto-universitetet. 

Vad gäller skogar utnyttjas informationen från projektet vid inventeringen av skogstillgångar. Med hjälp av algoritmen som forskarna vid Geodatacentralen tagit fram är det möjligt automatiskt ock exakt mäta längden, diametern, stamkurvan och volymen på enskilda trädstammar. Informationen används av de största finländska skogsindustriföretagen. 

Laserskanning kan tillämpas vid klimatanpassning. 
”Projektet främjade betydligt utveckling av verktyg som behövs för dammsäkerhet och översvämningsskydd”, sammanfattar Petteri Alho som är professor i hydrogeografi och fjärranalys vid Åbo universitet.

Forskningsresultaten utnyttjas även för att säkerställa elförsörjningen. För att bedöma kraftledningarnas skick utvecklar forskarna en algoritm som identifierar elledningarna från omgivningen. I projektet testades med framgång laserskanning från luften, vilket underlättar konditionsbedömning i fortsättningen. Forskningsdata om älvar och åar utnyttjas av företag och myndigheter vid exakt modellering av effekterna av klimatpåverkan, reglering eller terrassering på hållbarhet, erosion och översvämning av älvbranter. Tekniken kan också användas för att granska små rörelser som sker vid vattenkonstruktioner, exempelvis broar och dammar, och som det inte har varit möjligt att upptäcka lika pålitligt med traditionella mätmetoder.

3D-modellering i snabb tillväxt – Finland i framkant av utvecklingen

Projektet Pointcloud har främjat utnyttjande av multispektral laserskanning och 3D-modellering i Finland. Under projektet har efterfrågan på tekniken och kompetensen på området utvidgats till nya branscher i Finland. En av uppgifterna för projektet Pointcloud har varit att överföra kompetens och kunskaper till nya finländska aktörer som kan dra nytta av dem. 
 
”Finland har världsledande kompetens inom laserskanning. Med hjälp av projektet har vi kunnat sätta fart på kompetensspridningen i Finland samt skapa nya affärsmöjligheter för företag samtidigt som punktmolntekniken avancerar i snabb takt. Forskningens kvalitet framgår också av Finlands Akademis senaste statistik där Lantmäteriverket kom på första plats i rankningen bland forskningsinstitut ”, säger Kaartinen. 

Informationsspridning är en del av principen för öppen vetenskap, enligt vilken forskning och forskningsrön ska vara öppet tillgängliga och får utnyttjas fritt.
 
Genom öppen informationsspridning och uppmuntrande forskningsresultat finns det utmärkta förutsättningar för 3D-modellering att fortsätta sprida sig till nya sektorer. Efter projektet Pointcloud har det lanserats flera nya forskningsprojekt kring temat, såsom samarbetsnätverket  Hydro-RDI-Network för hållbara älvmiljöer och flaggskeppsprogrammet för skogsmiljöer UNITE.