1. No category

VUOSIKERTOMUS 2012
ANNUAL REPORT 2012
Paikkatietoa Maasta avaruuteen
Geodeettisessa laitoksessa tehdään paikkatietoinfrastruktuureja tukevaa tutkimusta ja
kehitystyötä.
Geodeettinen laitos:
• tarjoaa tieteellisen perustan Suomen kartoille,
paikkatiedoille ja paikannukselle
• tutkii ja kehittää paikkatietojen mittaus-,
tuottamis- ja hyödyntämismenetelmiä
• tekee yhteistyötä yritysten, yliopistojen,
tutkimuslaitosten ja julkisyhteisöjen kanssa
Geoinformation from space to Earth
The Finnish Geodetic Institute (FGI) carries
out research and development for spatial data
infrastructures.
The FGI:
• provides a scientific basis for Finnish maps and geospatial information
• carries out research and development on methods for the measurements, data acqui-
sition, processing and exploiting of geospatial
information
• co-operates with industry, universities and governmental organisations nationally and
internationally
Sisältö
Contents
6 Johdon katsaus
10Referenssijärjestelmät
24 Mobiili geomatiikka
38Paikkatietoinfrastruktuurit
46 Muuttuva Maa
50 Henkilöstö ja talous
54 Julkaisut 2012
6 FGI Executive Board’s review
10 Reference systems
24 Mobile geomatics
38 Spatial data infrastructures
46 Changing Earth
50 Personnel and finance
54 Publications 2012
64 Publications 2011
Ylijohtajan
katselmus
Johdon
katsaus
Tutkimuksen toimintaympäristö ja vaatimukset muuttuvat. Geodeettinen laitos on vuoden 2012 aikana
osallistunut lukuisiin tieteellisiin tilaisuuksiin ja ollut
aktiivisesti esillä myös muissa ammatillisissa ja julkisissa tapahtumissa. Laitoksen näkyvyyttä on osaltaan
lisännyt Geodeettisen laitoksen visuaalisen ilmeen ja
www-sivujen uudistus. Laitos on esitellyt tutkimusprototyyppien demonstraatioita kansainvälisissä ja lukuisissa kansallisissa tilaisuuksissa. Geodeettisen laitoksen
MenoksiMetsään!-projekti on ollut osa World Design
Capital Helsinki 2012 -ohjelmaa. Tapiolan 3D mallia
ja Tassu-monikosketuskarttaa on esitelty Tampereen
asuntomessuilla, Kampin Laiturissa Fiilari-näyttelyssä
sekä Paikkatietomarkkinoilla Messukeskuksessa. 3D
Tapiola löytyy myös Google Play:stä. Geodeettinen
laitos on ollut mukana eurooppalaista avaruustoimintaa esittelevässä European Space Expossa, Helsingin
Narinkkatorilla. Tutkimustuloksia on esitelty jopa
vuosittaisessa maailman suurimmassa mobiilialan
Mobile World Congress (MWC) Barcelona 2012 –
tapahtumassa. Tekniikka&Talous-verkkolehdessä on
ollut lehtijuttu laitoksen kehittämästä ensimmäisestä
monikanavaisesta laserkeilaimesta, jolla saadaan kolmiulotteista väritietoa, mikä on maailmanlaajuisesti
täysin uutta kohteiden tunnistuksessa. Geodeettisen laitoksen GPS-häirintätutkimusta on esitelty Ylen Prisma
Studiossa. Syyskuussa 2012 järjestetty Pohjoismaisen
geodeettisen komission syyskoulu keräsi lähes 50 osallistujaa Pohjoismaista ja Baltian maista. Geodeettisen
laitoksen, pohjoismaisen navigointiyhdistyksen (NNF)
ja Institute of Electrical and Electronics Engineers
(IEEE) järjestön koordinoimaan navigoinnin ja sisätilapaikannuksen konferenssiin Helsingissä osallistui
123 tutkijaa. Nämä kuluneen vuoden tapahtumat ja
demonstraatiot ovat esimerkkejä Geodeettisen laitoksen
halusta olla entistä aktiivisemmin vuorovaikutuksessa
yhteiskunnan eri osa-alueilla.
Tutkimustulosten esittely laajalle yleisölle vaatii
kuitenkin paitsi paljon uurastusta, myös merkittävät
resurssit. Ulkopuolisen rahoituksen osuus Geodeettisen
laitoksen kokonaisrahoituksesta vuonna 2012 oli 33
prosenttia. Tärkeimmät tutkimushankkeiden rahoittajatahot ovat Suomen Akatemia, Tekes, EU, Euroopan
6
FGI Executive Board’s review
The environment and demands for research are changing.
In 2012, the Finnish Geodetic Institute (FGI) was actively
involved in addition to scientific events in a broader range
of professional and public events. Renewing the visual
look and web pages of the FGI has also enhanced the
institute’s visibility. The new research prototypes developed
at FGI have been demonstrated at numerous national
and international events. The FGI’s MenoksiMetsään!
project was approved as part of the World Design Capital
Helsinki 2012 programme. A 3D model of Tapiola and
a Tassu multi-touch screen map were introduced to the
public at a recent housing fair in Tampere, at the Fiilari
exhibition in Kamppi’s Laituri and at the GIS Expo (Paikkatietomarkkinat) in the Helsinki Exhibition and Convention Centre. The 3D Tapiola city model is also available
for Android devices in Google Play. The Finnish Geodetic
Institute also took part in the European Space Expo held
at Narinkkatori in the centre of Helsinki. Furthermore,
some of the FGI’s research achievements were presented at
the largest event in the mobile industry, the annual Mobile
World Congress (MWC) in Barcelona. The web magazine
Tekniikka&Talous published an article on the hyperspectral laser scanner developed by the FGI, which produces
spectral information in 3-dimensions from objects. This is
unique on a world scale in the field of object recognition.
Research on GPS jamming and spoofing was presented
in Yle’s Prisma Studio. The autumn school of the Nordic
Geodetic Commission, which was organised by the FGI
in September, attracted nearly 50 participants from the
Nordic and Baltic countries. In total, 123 researchers
attended the Ubiquitous Positioning, Indoor Navigation and Location-Based Service (UPINLBS) conference
organised by the FGI, the Nordic Institute of Navigation
(NNF) and the Institute of Electrical and Electronics
Engineers (IEEE). These events and demonstrations are
examples of the FGI’s desire to actively interact with society in various areas.
Disseminating our research findings to a wide audience requires not only dedicated work, but also financial
resources. The amount of external funding of the FGI was
33% of the total funding in 2012. The most crucial bodies
for research funding include the Academy of Finland, the
Finnish Funding Agency for Technology and Innovation
(Tekes), the EU, the European Space Agency (ESA), the
Ministry of Agriculture and Forestry and the Ministry of
Defence’s Scientific Advisory Board for Defence (Matine).
Financial resources from international funding bodies are
being applied for more and more intensively. For several
Avaruusjärjestö (ESA), Maa- ja metsätalousministeriö
sekä Matine. Kansainvälistä rahaa haetaan entistä ahkerammin. Laitoksessa on ollut jo usean vuoden ajan yli
10 Suomen Akatemian hanketta, mikä kuvaa tutkimuksen laatua, kuin myös se, että laitoksen johtama Laserkeilaustutkimuksen huippuyksikköhakemus valittiin
Suomen Akatemian huippuyksikköohjelmaan kaudelle
2014–2019. Vuosiksi 2012–2016 laitokselle on budjetoitu 8,1 miljoonaa euroa Metsähovin tutkimusaseman
kehittämiseen. Suomen satelliittipaikannuksen runkoverkon (FinnRef®) uudistus on meneillään, samoin
satelliittilaserin, painovoima- ja VLBI -mittauskaluston
hankinta. Ensi vuonna Geodeettinen laitos avaa paikannussignaalin korjausta tarjoavan avoimen palvelun.
Tutkimuksen vaikuttavuuden kannalta laaja-alainen
yhteistyö tutkimus- ja yritysosapuolten kanssa on välttämätöntä. Yhden kanavan tähän yhteistyöhön tarjoaa
strategisen huippuosaamisen keskittymät eli SHOKIT.
Geodeettisesta laitoksesta tuli kesäkuussa 2012 Energian ja ympäristön strategisen huippuosaamisen keskittymän CLEEN Oy:n osakas. Laitos on toiminut myös
aktiivisesti Luonnonvara- ja ympäristötutkimuksen
yhteenliittymässä (LYNET). Geodeettisen laitoksen
kannalta on tärkeää, että yhteistyö eri toimijoiden
kanssa lisääntyy ja syvenee tulevaisuudessa.
Geodeettisessa laitoksessa puhaltavat muutosten
tuulet. Tutkimus- ja innovaationeuvosto asetti joulukuussa 2011 asiantuntijaryhmän tekemään ehdotuksen
valtion tutkimuslaitoskentän kokonaisuudistuksesta.
Asiantuntijaryhmän tehtävänä oli valmistella ehdotus
malliksi, jolla toteutetaan valtion tutkimuslaitoskentän
rakenteellinen ja rahoituksen uudistaminen, vahvistetaan tutkimuslaitosten ohjausta ja parannetaan voimavarojen kohdentumista yhteiskunnan tarpeiden mukaisesti. Työryhmän raportti ”Valtion tutkimuslaitokset
ja tutkimusrahoitus: esitys kokonaisuudistukseksi”
julkaistiin syyskuussa 2012. Maa- ja metsätalousministeriössä käynnistettiin vuoden vaihteessa ”Suunnitelma
tieto- ja paikkatietotekniikkaan liittyvien kehittämis-,
tuki- ja tutkimustehtävien kokoamiseksi MMM:n hallinnon alalla”. Laitos on aktiivisesti osallistunut tähän
ns. Elma-hankkeeseen ja etenkin tutkimusta koskevaan
esiselvitykseen. Jäämme Geodeettisessa laitoksessa
odottamaan tutkimuslaitosselvityksen mukaisen paikkatiedon tutkimuslaitoksen syntyä.
years, the FGI has had more than ten ongoing projects
funded by the Academy of Finland, which, together with
the success of the Centre of Excellence in Laser Scanning
Research selected as one of the Academy of Finland’s
Centres of Excellence in Research (CoE) for the period of
2014‒2019, calls attention to the quality of the research
being conducted at the Institute. For the period 20122016, 8.1 ME has been budgeted for the development of
the Metsähovi research station. The Finnish permanent
Global Navigation Satellite System (GNSS) network
(FinnRef®) as well as the equipment for satellite laser,
gravity and VLBI measurements are also currently being
renewed. In 2014, a service for correcting GNSS positioning signals will be opened to the public.
Broad-based cooperation between research and private
sector stakeholders is crucial to the exploitation of the
research results. The strategic centers for Science, Technology and Innovation (SHOK) represent one channel
for this cooperation. In June 2012, the FGI became a
stakeholder in the CLEEN ltd, Cluster for Energy and
Environment. Moreover, the institute has been an active
member of the Finnish Partnership for Research on Natural Resources and the Environment (LYNET). The FGI
emphasises further increasing and deepening the level of
cooperation with different actors in the future.
The winds of changes are blowing at the FGI. In
2011, the Research and Innovation Council decided to
appoint an expert group to prepare a proposal on the
overall reform of the national research institute sector.
The task of the group was to suggest a model that could
be employed for the structural reform of the state research
institute sector and its funding and also to strengthen the
steering of research institutes and improve the targeting
of resources in accordance with the needs of society. The
report of the expert group, “State research institutes and
research funding: proposal on a comprehensive reform”,
was published in September 2012. At the beginning of
2013, the Ministry of Agriculture and Forestry launched
the “Plan to gather together the spatial data and technology and IT development, support and research being conducted under the Ministry of Forestry and Agriculture”.
The FGI has actively participated in this so-called Elma
project, and in particular it has helped prepare a feasibility study on the research being done in the organisations.
We look forward to implementing the Finnish Institute of
Geospatial Data and Information Technology as an outcome of the proposal by the expert group.
7
Johdon katsaus
Kuva: Anttoni Jaakkola | Photo: Anttoni Jaakkola
Tiina Sarjakoski
Tiina Sarjakoski
Juha Hyyppä
Juha Hyyppä
Heidi Kuusniemi
Heidi Kuusniemi
Markku Poutanen
Markku Poutanen
Tapani Sarjakoski
Tapani Sarjakoski
[email protected]
[email protected]
Ylijohtaja ma.
Osastonjohtaja
Kaukokartoitus ja fotogrammetria
Osastonjohtaja ma.
Navigointi ja paikannus
Osastonjohtaja
Geodesia ja geodynamiikka
Osastonjohtaja
Geoinformatiikka ja kartografia
8
acting Director General
Head of Department
Remote Sensing and Photogrammetry
acting Head of Department
Navigation and Positioning
Head of Department
Geodesy and Geodynamics
Head of Department
Geoinformatics and Cartography
9
Referenssijärjestelmät
Uusien 3D multi- ja hyperspektraalien
ilmakartoitusjärjestelmien kalibrointi ja
testaus
Ympäristönmuutoksesta aiheutuvat ääri-ilmiöt ja
ajantasaisen karttatiedon vaatimus lisäävät tarkan,
nopeasti ja kustannustehokkaasti kerättävän ympäristöä
koskevan kaukokartoitustiedon tarvetta. Vuonna 2012
kansallisesti ajankohtaisia ympäristömittausten sovellusalueita Suomessa olivat muun muassa suurtulvien
ja myrskytuhojen kartoitus sekä kaivosympäristöjen
valuma-alueiden kartoitus ja seuranta.
Tehokkaiden ja luotettavien mittausten edellytys
ovat laitteiden tarkka kalibrointi sekä laitteiden ja
menetelmien suorituskyvyn tunteminen ja testaus.
Metsähovissa 10 x 10 km:n alueelle levittäytyvä tie­
donkeruujärjestelmien testikenttä sisältää referenssi­
Kaksikymmentäkanavainen spektrikuutiomosaiikki Metsähovin testikentän ympäristöstä. Kuvat keräsi Lentokuva Vallas Oy
pienlentokoneesta pilvien alta uudella FabryPerot interferometriaan (FPI) perustuvalla
hyperspektrikameralla pilvisessä ja sateisessa
säässä. Referenssiaineistot, © Maanmittauslaitos, Väriorto ja Korkeusmalli 10 m, 01/2013,
http://www.maanmittauslaitos.fi/avoindata_
lisenssi_versio1_20120501.
A spectral data cube mosaic with twenty
layers collected from the surroundings of
the Metsähovi test field. The images were
collected by Lentokuva Vallas Oy using a
single engine aircraft below clouds in cloudy
and rainy weather conditions with the new
Fabry-Perrot interferometry (FPI) based small
hyperspectral camera. Reference materials, ©
Maanmittauslaitos, Väriorto ja Korkeusmalli 10
m, 01/2013, http://www.maanmittauslaitos.fi/
avoindata_lisenssi_versio1_20120501.
10
Reference systems
Calibrating and validating new 3D multi- and
hyperspectral airborne mapping systems
Changes in the environment and the demand for upto-date spatial information are increasing the need for
quick, cost-efficient and precise remote sensing information on the environment. Examples of environmental
disasters in Finland in 2012 requiring fast remote sensing methods included the mapping of floods and storm
damage and the mapping and monitoring of quarry
catchments.
The perquisites for efficient and reliable remote sensing measurements are an accurate calibration and knowledge about the performance of the methods being used.
The Metsähovi remote sensing test field, which spans an
area of 10 km by 10 km, includes reference targets for
geometric, radiometric and spatial resolution calibration
kohteita ilma- ja satelliittikuvauslaitteiden geometriseen, radiometriseen ja erotuskyvyn kalibrointiin
ja testaukseen. Testikenttä soveltuu viiden metrin tai
paremmille maastoerotuskyvyn kuville. Suomalaiset
ilmakuvatuottajat käyttävät geometristä testikenttää
ilmakuvausjärjestelmiensä vuosittaiseen kalibrointiin
ja testaukseen. Testikenttää kehitetään ja ylläpidetään.
Vuonna 2012 kalibrointi- ja testaustutkimuksen
keskeisiä kohteita olivat nopeat ja joustavat kaukokartoitusmenetelmät, erityisesti kevyet lentokone- ja
lennokkikäyttöiset kuvausjärjestelmät, sekä niillä tuotettavat 3D-pintamallit ja kohteiden heijastavuustieto.
Keskeinen tutkimuskohde oli Geodeettisen laitoksen
hankkiman Fabry-Perot interferometriaan perustuvan
erittäin pienikokoisen hyperspektrikameran käyttöönotossa ja sillä kerättyjen kuvien prosessointimenetelmien kehityksessä. Laitteen avulla pystytään keräämään
kohteesta heijastavuustietoa ja tuottamaan tarkka
3D-pintamalli. Oheisessa kuvassa on esimerkki laitteella
tuotetusta 20-kanavaisesta ortokuvamosaiikista, joka
tuotettiin Geodeettisella laitoksella kehitetyllä uudella
menetelmällä.
and performance evaluations of manned and unmanned
aerial imaging systems. The test field is suitable for images
with a ground sampling distance of 5 metres or better.
The Finnish image provides use the geometric test field in
the annual calibration and validation of their imaging systems. The test field is continuously being maintained.
The main research topics in 2012 for calibration and
validation were new fast and flexible remote sensing
methods, especially light-manned and unmanned imaging
systems, and the reflectance information and 3D surface
models collected when using them.
One of the main research topics had to do with
implementing a new Fabry-Perot, interferometry-based
miniature hyperspectral sensor and developing image
processing methods for this sensor. With this sensor, it is
possible to collect hyper-spectral reflectance information
and create 3D surface models. Figure 1 shows an example
of a 20-channel image mosaic collected with the sensor
at an average flying height of 400 m late in the autumn
during dark and rainy weather; the mosaic was calculated
using the new method developed by the Finnish Geodetic
Institute. The campaign was organized in co-operation
with Lentokuva Vallas Oy. During the campaign, Luode
Oy performed water quality reference measurements in
Lake Petäjärvi to facilitate the assessment of the new data
using the water quality measurements.
Metsähovin radiometrisen testikentän referenssikohteiden heijastusspektrit, jotka perustuvat
hyperspektrikameran radiometriseen laboratoriokalibrointiin (vasen) ja testikenttäkalibrointiin
(oikea). Kuvat otettiin AisaEAGLE-II hyperspektraalilla ilmakuvauslaitteella ja kohteiden sävyarvot
korjattiin heijastuksiksi ATCOR-4 ilmakehäkorjausohjelmistolla.
Reflectance spectra of Metsähovi radiometric
test field reference targets. Spectra based on
the radiometric laboratory calibration (left) and
test field –based vicarious radiometric calibration
(right) of the airborne hyperspectral AisaEAGLE-II
sensor. Images were radiometrically corrected to
surface reflectance using ATCOR-4 atmospheric
correction software.
11
Referenssijärjestelmät
Kuvaus suoritettiin pienlentokoneesta noin 400
metrin korkeudesta (hämärässä ja sateisessa syyssäässä)
yhteistyössä Lentokuva Vallas Oy:n kanssa. Kuvauksen
aikana Luode Oy teki veden laadun referenssimittauksia alueella sijaitsevalla Petäjärvellä vesistöanalyysien
suorittamista varten.
Kuvansovitukseen perustuva 3D-pintamallituotanto
on voimakkaasti kehittyvä ja kustannustehokas teknologia, jota voidaan käyttää esimerkiksi puuston määrän
arviointiin, myrskytuhojen tunnistamiseen ja viljakasvuston korkeuden määrittämiseen. Kuvansovituksella
tuotettujen pintamallien laatua ja ominaisuuksia sekä
niiden tarkkuuden analysointiin soveltuvia menetelmiä
tutkittiin monissa tutkimushankkeissa.
Kuvan sävyarvojen korjaaminen ilmakehän, sensorin
ja kohteen anisotropian vaikutuksilta ja muuntaminen
kohteen fysikaalisia ominaisuuksia vastaaviksi heijastusarvoiksi parantaa merkittävästi monien kuvan
sävyarvoihin perustuvien sovelluksien suorituskykyä.
Taulukossa näkyy, miten testikentällä suoritettu
AisaEAGLE-II hyperspektraalin ilmakuvauslaitteen
radiometrinen kalibrointi paransi ilmakehäkorjatuilta
kuvilta mitattujen spektrien laatua.
Tutkimusta tehtiin Tekesin, maa- ja metsätalousministeriön sekä Suomen Akatemian rahoittamissa
projekteissa.
Yhteyshenkilöt: Eija Honkavaara ja Lauri Markelin
12
3D surface models based on image matching is a rapidly evolving, cost-efficient method that is suitable, for
example, for estimating growing stock, detecting storm
damage and measuring the height of grain crops. The
quality and performance of the digital surface model
generation were investigated in several research projects in
2012.
The radiometric correction of images from the effects
of atmosphere, sensor and target anisotropy on such physical quantities as reflectance improves the performance of
various image analysis tasks based on using the images.
Figure 2 shows the effect of test field-based vicarious
radiometric calibration on the reflectance spectra of radiometrically corrected hyperspectral images collected with
an airborne AisaEAGLE-II sensor.
The research was carried out as a part of projects
funded by Tekes, MAF and the Academy of Finland.
Contact persons: Eija Honkavaara and Lauri Markelin
Ensimmäiset Galileo-satelliitit
Tracking the First Galileo Satellites
Euroopan omassa Galileo-satelliittipaikannusjärjestelmässä tulee olemaan vuoteen 2020 mennessä 30
satelliittia kolmella Maata kiertävällä ratatasolla, noin
23000 kilometrin korkeudessa merenpinnalta. Galileo
tulee tarjoamaan EU-maille muista valtioista riippumattoman paikannusjärjestelmän paremmalla paikannustarkkuudella ja paikannuksen luotettavuudella kuin
nykyiset Yhdysvaltojen (GPS) ja Venäjän (GLONASS)
järjestelmät. Lokakuussa 2011 saatiin kiertoradoilleen
kaksi ensimmäistä virallista Galileo-satelliittia (IOVsatelliitit, in orbit validation). Molemmat satelliiteista
ovat alkaneet lähettää varsinaista paikannussignaalia.
Lokakuussa 2012 laukaistiin kiertoradoilleen kaksi
Galileo-satelliittia lisää, joten tällä hetkellä Maata
kiertää jo neljä Galileo-järjestelmän satelliittia, mikä on
tarpeeksi maanpäällisen vastaanottimen paikan, ajan ja
nopeuden selvittämiseksi reaaliajassa.
Geodeettisen laitoksen tutkijat seuraavat kaikkien
neljän Galileo-järjestelmän IOV-satelliittien signaaleja
avoimella tutkimuskäyttöön suunnitellulla ohjelmistopohjaisella paikannussatelliittivastaanottimellaan, FGIGSRx, Geodeettisen laitoksen tiloissa Kirkkonummella.
Tutkimusvastaanottimella on varmistettu, että satelliitit
lähettävät tarkkoja ja määrittelyn mukaisia signaaleja.
Geodeettisen laitoksen tutkimusvastaanotin on
ainutlaatuinen alusta Suomessa analysoimaan Galileon
lähettämiä signaaleja. Esimerkiksi viranomaiskäyttöön
tarkoitettuja julkisesti säänneltyjä PRS-signaaleja
(public regulated service) tai signaalien häirinnänkestoa voidaan tarkastella
joustavasti ja kehitellä yhä
parempia paikannusmenetelmiä vastaanottamaan
Galileo-signaaleja haastavissakin signaaliympäristöissä kuten kaupunkiolosuhteissa.
The fully deployed Galileo system will consists of 30
satellites positioned in three circular, Medium Earth
Orbit (MEO) planes at approximately 23000 km above
the Earth’s mean sea level. The system is expected to be
operational by the year 2020. Galileo will provide EU
countries with an independent navigation system that has
better positioning accuracy and reliability compared to the
current satellite systems being used in the US (GPS) and
Russia (GLONASS). The first two operational Galileo satellites (in orbit validation (IOV) satellites) were launched
in October 2011. Two more followed in November 2012.
This is already enough satellites to determine the position,
time and speed of a terrestrial Galileo receiver in real-time.
Researchers at the Finnish Geodetic Institute are
tracking signals from all four IOV satellites in the Galileo
system with their software-defined satellite navigation
receiver FGI-GSRx, which has been developed for research
purposes. So far, the platform has been used to verify
that the Galileo satellites are sending accurate signals, as
defined in the Galileo system specifications.
The software receiver is a unique platform in Finland
for analyzing Galileo signals. For example, PRS (public
regulated service) signals, which are intended for official
use only, can be monitored and assessed with the software
receiver. Furthermore, better positioning methods utilizing
Galileo signals can be developed, especially for challenging
environments such as urban and indoor spaces.
Contact persons: Heidi Kuusniemi,
Zahidul Bhuiyan and Tuomo Kröger
Yhteyshenkilöt:
Heidi Kuusniemi,
Zahidul Bhuiyan ja
Tuomo Kröger
Geodeettisen laitoksen Galileotutkimusvastaanotin.
Kuva: Tuomo Kröger
The Galileo software receiver
developed at the Finnish Geodetic
Institute.
Photo: Tuomo Kröger
13
Referenssijärjestelmät
Kiintopistemittauksiin julkisen hallinnon
suositus ja laskentapalvelu
Suomessa on siirrytty käyttämään uusia yleiseurooppalaisia koordinaatti- ja korkeusjärjestelmiä. Sekä
EUREF-FIN -koordinaattijärjestelmä että N2000-korkeusjärjestelmä on luotu Geodeettisessa laitoksessa.
Järjestelmien määrittelyt ja suositukset niiden käytöstä
on julkaistu aiemmissa Julkisen hallinnon suosituksissa
153, 154 ja 163. Näiden järjestelmien mukaan laaditut
aineistot ovat yhteensopivia INSPIRE-direktiivin määrittelemällä tavalla valtioiden rajoista riippumatta ja ne
mahdollistavat myös Suomessa aineistojen tehokkaan
yhteiskäytön.
Järjestelmien mukaiset valtakunnalliset tai paikalliset
realisaatiot on luotu mittaamalla maastoon riittävän
tiheät kiintopisteistöt. Toistaiseksi on puuttunut
ohjeistus miten uusien kiintopisteiden mittaus ja
niiden liittäminen järjestelmiin tapahtuu. Pisteiden
hierarkkisuuteen perustuva jako, niihin liittyvät tarkkuusvaatimukset ja hyväksytyt mittausmenetelmät eivät
myöskään ole olleet ajan tasalla.
EUREF-FIN-kiintopisteiden
luokittelu.
Classification of EUREF-FIN
reference points.
• Valtakunnalliset E1-E2-luokat on esitetty punaisella kehyksellä.
• Katkoviivoin reunustetut laatikot ovat
aktiivisia ja yhtenäisillä viivoilla reunustetut laatikot passiivisia kiintopisteitä.
• Yhtenäiset viivat laatikkojen välillä
kuvaavat hierarkkista mittaamista
• Katkoviivat laatikkojen välillä kuvaavat
luokkarajojen yli tapahtuvaa mittaamista
14
A Public Administration Recommendation
and computing service for reference point
measurements
New European reference and height systems are being put
to use in Finland. Both the EUREF-FIN reference system
and the N2000 height system have been created at the
Finnish Geodetic Institute. Definitions of the systems and
recommendations for their use were previously published
in Public Administration Recommendations (JHS) 153,
154 and 163. Data and other materials compiled according to these recommendations comply with the INSPIRE
directive and are independent of country of origin. This
also enables effective shared use of data.
National or local realizations of the systems rely on a
set of reference points. Thus far, there has been a lack of
proper instructions on how such points should be measured and how they are connected to the reference system.
The hierarchical classification, the related requirement for
accuracy and precision, and a list of acceptable measuring
techniques have also been outdated.
New instructions were prepared in a joint working
group of the Finnish Geodetic Institute, the National
Land Survey and the Association of Finnish Local and
Regional Authorities. These instructions were accepted in
December 2012 as Public Administration RecommendaGeodeettisen laitoksen, Maanmittauslaitoksen ja
tion nr. 184: Point measurements in the EUREF-FIN
Kuntaliiton yhteisessä työryhmässä laadittiin uusi
coordinate reference system. The recommendation defines
ohjeistus, joka joulukuussa 2012 hyväksyttiin Julkithe classification of EUREF-FIN reference points and
sen hallinnon suositukseksi 184, Kiintopistemittaus
the accepted measurement techniques and how to deterEUREF-FIN -koordinaattijärjestelmässä. Suosituksessa
mine the coordinates and accuracy requirements using
määritellään EUREF-FIN -kiintopisteiden luokittelu, hyväksytyt mittausmenetelmät, koordinaattien määrittäminen ja tarkkuusvaatimukset
käyttäen ISO19111:n ja INSPIREdirektiivin mukaista termistöä. Suositus on tarkoitettu EUREF-FIN
-koordinaattijärjestelmässä kiintopistemittauksia tekeville kunnille,
julkiselle hallinnolle sekä näille mittauksia tekeville yrityksille. Suosituksen
mukaista kiintopisteiden luokittelua,
E1-E2 luokat
kiintopisteiden mittausmenetelmiä ja
FinnRef (13)
tarkkuusvaatimuksia on käytettävä,
jos mittaukset ja kiintopisteet haluE1(100)
taan luokitella virallisesti johonkin
E1b (350)
EUREF-FIN -luokkaan. ValtakunE2 (~4800)
nallisia peruskiintopisteitä ovat luokat
E1-E2, paikallisia peruskiintopisteitä
luokat E3-E4 ja paikallisia käyttökiintopisteitä luokat E5-E6.
Suosituksessa on myös ensimmäistä kertaa luokiteltu aktiiviset
kiintopisteet ja kiintopisteverkot.
Aktiivisilla kiintopisteillä tarkoitetaan
pysyviä, jatkuvasti havaitsevia GNSSlaitteistoja. Pysyvien asemien määrä ja
käyttö on kasvanut voimakkaasti sekä
valtakunnallisessa että paikallisessa
käytössä, ja markkinoilla on myös
kaksi valtakunnallista palveluntarjoajaa. Aktiivisen kiintopisteen tai
kiintopisteverkon luokittelemiseksi
E2-luokkaan on laadittu erillinen
ohje, joka löytyy GL:n verkkosivulta,
ja johon liittyy myös GL:n ylläpitämä
laskentapalvelu pisteiden EUREFFIN -koordinaattien laskemiseksi ja
asemien stabiilisuuden seuraamiseksi.
EUREF-FIN
Lisätietoa:
JHS184: http://www.jhs-suositukset.fi/suomi/jhs184
EUREF-FIN E2-laskentapalvelu: http://euref-fin.fgi.fi/fi/
Markku Poutanen ja Pasi Häkli (JHS); Sonja
Nyberg ja Hannu Koivula (E2-laskentapalvelu)
Valtakunnalliset EUREF-FIN-pisteet luokissa E1-E2, pisteiden
lukumäärät suluissa.
National EUREF-FIN reference points for classes E1-E2 (number
of points in parenthesis).
15
Referenssijärjestelmät
the terminology defined in ISO19111 and
the INSPIRE directive. The recommendation is meant for municipalities, public
administration and private companies that
are measuring reference points in according
to the EUREF-FIN reference system. It is
mandatory to follow the requirements of
the recommendation if the points are to be
included in the EUREF-FIN classification
system. Classes E1-E2 include national
reference points, E3-E4 pertain to local
reference points and classes E5-E6 are users’
points.
The recommendation classifies first time
the active reference points and networks
of reference points. Active reference points
are those with a permanent, continuously
observing GNSS receiver. The number of
permanent GNSS station networks has
increased rapidly both locally and at the
national level, and there are already two
commercial providers with a nationwide
active network. A separate instruction for
how to classify an active station as part of
the E2 class was provided on the FGI’s web
page. The instructions are related to the
recently launched FGI computing service,
which must be used for E2 active stations
to compute their official EUREF-FIN
coordinates and to ensure the stability of a
station.
More information:
JHS184: http://www.jhs-suositukset.fi/
web/guest/jhs/recommendations/184
EUREF-FIN E2 computing service (in
Finnish): http://euref-fin.fgi.fi/fi/
JHS154:ssä määritellyn kolmioittaisen affiinisen muunnoksen muunnosvirheiden alueellinen jakautuma n. 7000 testipisteen avulla laskettuna.
Markku Poutanen and Pasi Häkli
(JHS); Sonja Nyberg and Hannu
Koivula (E2 computing service)
Areal distribution of errors of the affine transformation in a triangle, as
defined in JHS154, when using about 7000 test points.
Sallitut mittausmenetelmät eri EUREF-FIN
-kiintopisteluokissa.
Acceptable measuring techniques for
the different classes.
Mittausmenetelmä
Technique
Staattinen GNSS
Reaaliaikainen GNSS
Takymetrimittaukset
16
E1-E2
E3-E4
E5-E6
Static GNSS
Real time GNSS
Tacheometer
measurements
E1-E2
E3-E4
E5-E6
Suomeen on mitattu GPS:llä tuhansia pisteitä EUREF-FIN -koordinaattijärjestelmään. Kun vanha ja uusi kohtaavat, tarvitaan luotettavat muunnokset koordinaatistosta toiseen.
Kuva: Pasi Häkli
Thousands of GPS points have been measured in Finland using the EUREF-FIN reference system. When the old and new systems meet, it is
important to have a reliable way of transforming the coordinates.
Photo: Pasi Häkli
17
Referenssijärjestelmät
Koordinaattimuunnosten tarkkuustutkimus
Julkisen hallinnon suosituksessa JHS154 määritelty
koordinaattimuunnos on laajassa käytössä aineistojen
muuntamiseen kartastokoordinaattijärjestelmästä (kkj)
EUREF-FIN:iin tai päinvastoin. Se on saatavissa mm.
GL:n koordinaattimuunnospalvelun kautta (http://
coordtrans.fgi.fi). Suosituksessa määritellyllä kolmioittaisella affiinisella muunnoksella pyritään ottamaan
huomioon kkj:n vääristymät mahdollisimman hyvin.
EUREF-FIN -koordinaattijärjestelmän ylläpitoon
liittyen tutkittiin nykyisen muunnoksen tarkkuutta
sekä testattiin tiheämmän kolmioverkon vaikutusta
muunnoksen tarkkuuteen. Tarkkuustutkimuksen teki
ajankohtaiseksi useiden kuntien ja kaupunkien siirtyminen EUREF-FIN-koordinaattijärjestelmään ja sitä
kautta lisääntynyt tarve muunnosten käytölle. Lisäksi
alkuperäisen muunnoksen julkaisun jälkeen on mitattu
tuhansia uusia kiintopisteitä EUREF-FIN -koordinaattijärjestelmään. Testipisteiden runsaan määrän (lähes
7000) vuoksi oli mahdollista valita mahdollisimman
hyvät pisteet ja hylätä epävarmat pisteet (mm. alemman
luokan pisteitä tai epäilyt pisteen liikkumisesta). Tämän
vuoksi tutkimus antaa kattavan ja luotettavan kuvan
muunnoksen tarkkuudesta koko Suomen alueella.
Tuhansien testipisteiden aineistolla nykyisen muunnoksen tarkkuudeksi (rms) saatiin 31 mm (95 % virheistä
on pienempiä kuin 61 mm ja suurin virhe 141 mm).
Tulos tarkentaa alkuperäistä JHS 154:ssä annettua
virhearviota ja kuvaa virheiden alueellista jakautumaa
huomattavasti entistä paremmin.
Lisäksi tutkittiin onko muunnoksen tarkkuutta
mahdollista parantaa tiheämmällä kolmioverkolla.
Tiheämmällä verkolla laskettu muunnos pystyy odotetusti korjaamaan paremmin kkj:n vääristymiä ja se voi
olla tarpeellinen joissakin erityistapauksissa.
Lisätietoa:
Pasi Häkli ja Simo Marila
18
Research on the accuracy of coordinate
transformations
The coordinate transformation defined in the Public
Administration Recommendation (JHS154) is widely
used to transform coordinates from the Finnish Map Grid
Coordinate System (kkj) to the EUREF-FIN reference
system, or vice versa. It is available as part of the FGI’s
coordinate transformation service (http://coordtrans.fgi.
fi). Using the affine transformation in a triangle makes it
possible to correct the kkj distortions as much as possible.
Related to the maintenance of the EUREF-FIN reference system, the accuracy of the transformation was tested
as well as the effect of densifying the original triangle
network. The research became topical because many cities
and municipalities are beginning to use the EUREFFIN reference system and the need for transforming the
systems is increasing. Moreover, since the original transformation, thousands of new points have been measured
in EUREF-FIN reference system. The high number of
test points (almost 7000) made it possible to select good
points and remove uncertain ones (e.g. lower order points
or points suspected of being unstable). Therefore, this
research gives a comprehensive and reliable view of the
accuracy of the transformation process throughout Finland. Using several thousand test points, the accuracy of
the current transformation is 31 mm (rms, with 95% of
errors being smaller than 61 mm, and the largest error
being 141 mm). The result improves the original error
estimation in the JHS154 recommendation and gives a
better picture of the areal distribution of errors.
We also studied the effect of a denser triangle network
on the accuracy of the transformation. As expected, a
denser network describes better local distortions and it
may be necessary in certain special cases.
More information:
Pasi Häkli and Simo Marila
Metsähovin perusparannukseen rahoitus
Special funding for Metsähovi renewal
Maa- ja metsätalousministeriö myönsi kahdeksan
miljoonaa euroa Metsähovin perusparannukseen ja
Suomen pysyvän GNSS-verkon, FinnRefin, uudistamiseen. Rahoitus on viisivuotinen, ja sen aikana uusitaan
Metsähovin laitekanta ja FinnRef-verkko täydellisesti.
Vuonna 2012 hankittiin 19 uutta GNSS-vastaanotinta tarkkuusantenneineen. FinnRef-verkkoon
lisätään kuusi uutta asemaa, jolloin asemien kokonaismääräksi tulee 19. Vanhat asemat jatkavat toimintaansa
toistaiseksi uusien rinnalla. Noin puolet asemista on
asennettu vuoden 2012 aikana, ja loput pystytetään
vuonna 2013. Uudistuksen jälkeen laitteet pystyvät
seuraamaan kaikkia paikannussatelliitteja. Asemien
data tulee verkon valmistumisen ja testaamisen jälkeen
vapaasti saataville vuonna 2014 ja samalla käynnistyy
myös noin puolen metrin tarkkuuden antava paikannuspalvelu.
Metsähovin observatorion laitteista
uusi suprajohtava gravimetri on tilattu.
Alkuvuodesta 2013 asennettava gravimetri korvaa vuodesta 1994 havainneen
laitteen, jonka oletettu käyttöikä on jo
aikaa sitten ylitetty. Suprajohtavaa gravimetriä käytetään äärimmäisten pienten
painovoimamuutosten monitorointiin
ja muun muassa Maan sisärakenteen
tutkimukseen. Myös FG5-absoluuttigravimetri uudistuu. Laite päivitetään
vastaamaan tämän päivän tekniikkaa.
FG5 on kansallinen mittanormaali,
johon Suomen painovoimajärjestelmä
perustuu. Suomen painovoiman peruspiste on Metsähovissa.
The Ministry of Agriculture and Forestry allocated a total
of 8 million euros for the renewal of the Metsähovi geodetic station and the permanent Finnish GNSS network,
FinnRef. During the five-year funding period, all of the
major instruments in Metsähovi and the FinnRef network
will be fully renewed.
In 2012, a total of 19 new GNSS receivers were
acquired together with geodetic precision antennas. Six
new stations will be added to the network; so the total
number of stations will amount to 19. For now, the 13
old stations will continue to operate along with the new
ones. About half of the new stations were installed in
2012, and the remaining will be installed in 2013. After
the renewal, the network will be able to track all GNSS
satellites. Station data will be freely available after the network has been completed and tested in 2014. At the same
time, a half metre positioning service will be released.
A new superconducting gravimeter for Metsähovi was
purchased in 2012. It will replace the old instrument,
which has been operational since 1994. It will be installed
during the first half of 2013. A superconducting gravim-
FinnRef-uudistuksen vuonna 2012 valmistuneet
asemat on kuvattu keltaisilla ympyröillä. Loput
asemat (purppurat ympyrät) rakennetaan vuoden
2013 aikana. Joidenkin uusien asemien paikat saattavat vielä tarkentua. Asemapaikkojen sijoittelussa on
kiinnitetty huomiota asemien valtakunnalliseen kattavuuteen, jotta muunnokset GNSS-järjestelmien
koordinaateista EUREF-FIN:iin ja paikannuspalvelu
olisivat mahdollisimman luotettavia.
Renewal of the FinnRef network. The stations that
were renewed in 2012 are shown with yellow dots.
The other stations (purple dots) will be renewed in
2013. The final locations of some new stations will
be determined in 2013. When choosing the locations
for new stations, special attention was paid to spatial
coverage so as to enable a reliable and accurate
positioning service and transform the GNSS-based
system into the national EUREF-FIN reference frame.
19
Referenssijärjestelmät
Vuoden 2012 aikana on valmisteltu uuden satelliittilaserin hankintaa. Laitteisto käsittää kaukoputken,
jonka pääpeilin läpimitta on noin 50 cm. Kaukoputken
läpi ammutaan lyhyitä laserpulsseja kohti satelliittia.
Pulssit heijastuvat satelliitissa olevasta prismasta ja ne
vastaanotetaan samalla kaukoputkella. Kulkuajasta voidaan määrittää satelliitin etäisyys. Havaintoja käytetään
muun muassa satelliittien ratojen määritykseen ja Maan
massakeskipisteen liikkeen seurantaan. Maailmassa on
kolmisenkymmentä toiminnassa olevaa laserlaitteistoa, mutta monet näistä ovat jo varsin iäkkäitä. Myös
Metsähovissa on laserhavaintoja tehty vuodesta 1978
lähtien, mutta vanha laitteisto on ollut viime vuodet
epäkunnossa. Uusi teleskooppi tilataan vuoden 2013
alkupuolella ja odotettu toimitusaika on pari vuotta.
Aalto-yliopiston radioteleskoopilla on tehty geodeettisia pitkäkantainterferometriahavaintoja (VLBI) vuodesta 2004 lähtien muutaman kerran vuodessa olleissa
kampanjoissa. Havaintoja käytetään muun muassa
Maan asennon määritykseen avaruudessa ja globaalien
Asennustyöt ovat käynnissä
Joensuun FinnRef-asemalla. Pasi
Häkli on tarkistamassa vuonna
1996 asennetun Euroopan
laajuiseen EPN-verkkoon kuuluvaa
GPS-antennimastoa. Taustalla on
uudistuneen FinnRef:n uusi GNSSantennimasto.
Kuva: Simo Marila
Installation work taking place at
the Joensuu GNSS station. Pasi
Häkli is checking the old antenna
mast, which has been a part of
the European EPN network since
1996. The new antenna mast is
in the back.
Photo: Simo Marila
20
eter detects extremely small changes in gravity and it can
be used, for example, for studies of the internal structure
of the Earth. The FG5 absolute gravimeter will also be
updated. FG5 is the national standard for the acceleration
of free fall, and it is basis for the national gravity system.
The fundamental point of gravity is at Metsähovi.
In 2012, preparations were made to purchase a new
Satellite Laser Ranging (SLR) telescope. The SLR system
consists of a telescope with the diameter of the main
mirror being about 50 cm. Short laser pulses are sent
towards a satellite, and the return pulses are detected with
the telescope. The distance of the satellite can be calculated from the travel time of a pulse. The observations
can be used, for example, to determine satellite orbits
and observe temporal variations of the Earth’s centre of
mass. There are approximately 30 active SLR systems in
the world, but many of them are relatively old. Also, at
Metsähovi the SLR observations have been made since
1978, but the old system has been out of order during the
past few years. A new telescope will be ordered in 2013
and the expected delivery time is a couple of years.
Since 2004, geodetic VLBI (Very Long Baseline Interferometry) observations have been made at Metsähovi a
koordinaattijärjestelmien ylläpidossa. Mittaustekniikka
on muuttumassa ja havainnot tulevat olemaan jatkuvia, joten tätä varten hankitaan oma radioteleskooppi
yksinomaan geodeettisia VLBI-havaintoja varten. Alustava suunnittelu on aloitettu, ja hankinta on tarkoitus
toteuttaa niin, että teleskooppi on havaintokunnossa
vuonna 2016.
Uudistuksen jälkeen Metsähovi on eräs moderneimmista ja monipuolisimmista geodeettisista havaintoasemista maailmassa. Se on yksi perusasemista, jonka
havaintoja käytetään niin maailman koordinaattijärjestelmien ylläpitoon, paikannussatelliittien tarkkojen
ratojen määritykseen kuin Maan asennon monitorointiin, jota tietoa puolestaan tarvitaan paikannussatelliittien toimimiseen.
Yhteyshenkilöt: Markku Poutanen (Metsähovin
uudistus), Hannu Koivula (FinnRef-uudistus)
few times per year using Aalto University’s radio telescope.
The observations are used, for example, to determine the
Earth Orientation Parameters in space and to maintain
global reference frames. The technique is changing and in
the future the observations will be continuous. Therefore,
a new radio telescope is needed, one that is dedicated only
to making geodetic VLBI observations. The planning for
this has already started, and the telescope should be operational in 2016.
After the renewal, Metsähovi will be one of the most
modern and versatile geodetic stations in the world.
Metsähovi is one of the geodetic fundamental stations and
its data are used to maintain global reference frames and
determine the orbit of GNSS satellites. The data are also
used for monitoring the orientation of the Earth in space;
this information is necessary for GNSS satellites.
Contact persons: Markku Poutanen (Metsähovi
renewal), Hannu Koivula (FinnRef renewal)
Hobartiin Tasmaniaan vuonna
2010 pystytetty radioteleskooppi on ensimmäisiä uuden
sukupolven VLBI-teleskooppeja.
Metsähoviin suunnitellaan
samankaltaista teleskooppia.
Kuva: Markku Poutanen
One of the first new generation
VLBI telescopes began to be used
in Hobart, Tasmania, in 2010. A
similar telescope is planned for
Metsähovi.
Photo: Markku Poutanen
21
Jyri Näränen tutustuu Daejeonissa Etelä-Koreassa KRISSin FG5- absoluuttigarvimetrin uudistettuun malliin. GL:n absoluuttigravimetri päivitetään
vastaavanlaiseksi. Vasemmalta Jyri Näränen, Ho Suhng Suh ja In-Mook Choi.
Kuva: Markku Poutanen
Jyri Näränen is becoming familiar with the updated model of the FG5 absolute gravimeter at KRISS in Daejeon, South Korea. FGI’s FG5 gravimeter
will be updated in the same manner. From left: Jyri Näränen, Ho Suhng Suh and In-Mook Choi.
Photo: Markku Poutanen
22
23
Mobiili geomatiikka
Kuvapaikannus Isossa Omenassa
Avarissa ulkotiloissa satelliittien avulla tapahtuva paikannus (kuten Global Positioning System, GPS) antaa
nykyään tarkat koordinaatit käyttäjän sijainnista ja se
on myös melko häiriötöntä ja vaivatonta. Jalankulkijan
navigointia tarvitaan kuitenkin eniten kaupunkialueilla,
joissa korkeat rakennukset häiritsevät satelliittisignaalien etenemistä, sekä sisätiloissa, joihin signaalit eivät
aina edes pääse. Muita navigointitekniikoita tarvitaan,
jotta jalankulkijan navigoinnista saadaan saumatonta,
tarkkaa ja vaivatonta. Sisätiloihin ja kaupunkiympäristöihin sopivammilla tekniikoilla saatava paikkatieto,
kuten WLAN-paikannus (Wireless Local Area Network) ja inertiasensorit (esimerkiksi kiihtyvyysanturit
ja gyroskoopit), on kuitenkin yhä liian hankalasti
saatavilla ja epätarkkaa jalankulkijan tarpeisiin.
Nykyajan älypuhelimet ovat oivallisia navigointialustoja. Satelliittipaikannuksen mahdollistavan vastaanottimen lisäksi lähes kaikissa puhelimissa on WLAN,
kiihtyvyysanturi, ja useimmissa lisäksi gyroskooppi.
Kaikissa älypuhelimissa on myös kamera, jota voidaan
käyttää apuna paikannuksessa. Jalankulkijan kävelemä
matka ja kulkusuunta voidaan laskea kahdesta peräkkäisestä valokuvasta kuvissa esiintyvien hahmojen ja
piirteiden siirtymistä tarkkailemalla. Kun nämä tiedot
liitetään muista sensoreista saatuun paikkatietoon,
saadaan lasketuksi navigoijan suhteellinen sijainti tarkemmin ja nopeammin.
Vasemmalla on kuvapaikannukseen käytetty näkymä Iso Omenan
kauppakeskuksesta ja oikealla visuaalinen gyroskooppi Nokia N8 -älypuhelimeen toteutettuna.
Kuva: Laura Ruotsalainen
Visual positioning in the Iso Omena shopping mall (left) and the visual
gyroscope implemented in Nokia N8 smartphone.
Photo: Laura Ruotsalainen
24
Mobile Geomatics
Visual navigation in the Iso Omena shopping
mall
Satellite-based positioning, such as the Global Positioning System (GPS), provides accurate coordinates for the
user location and is also effortless to use in open outdoor
environments. However, pedestrian navigation is mainly
needed in areas where satellite signals are degraded or even
unavailable, such as in urban areas, where high buildings
disturb the propagation of the signals, or in indoor spaces,
which are often beyond the reach of the signals. Supplementary navigation techniques are needed for pedestrian
navigation to be seamless and accurate. Techniques more
suitable for indoor and urban areas, such as WLAN positioning (Wireless Local Area Network) systems or inertial
sensors (accelerometers and gyroscopes), do not yet provide the needed accuracy or are too laborious to use.
Today’s smartphones are ideal platforms for navigation applications. In addition to providing the means for
satellite-based positioning, almost all smartphones are
Geodeettisella laitoksella kehitetyt menetelmät
”visuaalinen gyroskooppi” ja ”visuaalinen odometri”
tarjoavat tarkkaa tietoa jalankulkijan kulkusuunnan
vaihtelusta ja tietyn ajan aikana kulkemasta matkasta.
Menetelmät eivät kärsi julkisissa tiloissa usein kuvapaikannukseen virheitä tuovista dynaamisista objekteista,
eli näissä ympäristöissä kulkevista ihmisistä ja kulkuneuvoista. Menetelmät sietävät myös hyvin sisätilojen
ajoittaista pimeyttä. Molemmat käyttävät hyväkseen
jalankulkijan älypuhelimen automaattisesti ottamia
kuvia ja koska menetelmät käyttävät hyväkseen vain
kahta peräkkäistä kuvaa, ne ovat lisäksi nopeita eivätkä
vaadi puhelimelta paljoa talletustilaa.
Menetelmää on testattu lupaavin tuloksin kuvapaikannukselle vaikeassa ympäristössä, Ison Omenan
kauppakeskuksessa Espoossa. Iso Omena tarjoaa
haastavuudellaan parhaan mahdollisen testipaikan
kuvapaikannukselle suuren kerrosalansa ja runsaiden
asiakasmääriensä takia.
Yhteyshenkilöt: Laura Ruotsalainen ja Heidi Kuusniemi
equipped with WLAN, an accelerometer and often even
a gyroscope. All smartphones also have a camera, which
may be used for aiding navigation. The distance and
direction travelled by a pedestrian may be calculated from
consecutive images using the motion of the features found
in the images. When this information is integrated with
the position information obtained from other sensors, the
relative position of the pedestrian may be computed more
quickly and with better accuracy.
Two concepts, a ‘visual gyroscope’ and a ‘visual
odometer’, have been developed at the Finnish Geodetic
Institute. They provide accurate information on the
pedestrian’s direction of travel as well as on the distance
travelled in a certain amount of time. The methods do not
suffer from the aspects usually disturbing visual positioning in public surroundings, namely such dynamic objects
as other pedestrians and vehicles in the environments.
The methods can also tolerate occasional darkness in the
observed indoor spaces. Both of the methods utilize the
images taken automatically by the smartphone, and since
only two images are needed at a time for making calculations, they operate quickly and do not demand much
memory.
The methods have been verified with promising results
in an environment that is challenging for pedestrian positioning and visual navigation, namely in the Iso Omena
shopping centre in Espoo. Iso Omena is an ideal testing
environment because it has a large floor area and often
great numbers of customers moving in the vicinity of the
operation.
Contact persons: Laura Ruotsalainen and Heidi Kuusniemi
25
Mobiili geomatiikka
Liikkuva laserkeilain repussa: tekniikka,
suorituskyky ja sovellukset
A Backpack MLS: Technique, performance and
applications
Akhka
Akhka
Liikkuva laserkeilaus (MLS, mobile laser scanning) on
aktiivinen mittaustekniikka, jossa kohdetta havainnoidaan mittalaittein liikkeestä. Yleensä alustana
on ajoneuvo, juna tai vene. Liikkuvan kartoituksen
mahdollistavat sovellukseen nähden riittävän tarkka
satelliittipaikannus ja inertiamittaus. Kohdetta havainnoivina mittalaitteina käytetään laserkeilaimia; kameroita hyödynnetään kuvamittaustiedon tuottamiseen
ja teksturointiin.
Akhka on kannettava kartoitusjärjestelmä, joka on
kehitetty Kaukokartoituksen ja fotogrammetrian osastolla soveltaen ROAMER (Road Environment Mapper)
-järjestelmän mittalaitteita ja synkronointielektroniikkaa. Järjestelmän paikan ja liikkeen määrittäminen
perustuu GPS-IMU -paikannukseen, ja laserkeilain
tuottaa tiheää ja tarkkaa pistemittaustietoa kohteesta
suurella keilaus- ja pistemittaustaajuudella. Yhdistämällä yleensä jälkilaskennassa tuotettu kulkureitti ja
lasermittaukset toisiinsa saadaan muodostettua kolmiulotteisia pistepilviä kartoituksen ja mallinnuksen tarpeisiin ajoneuvokeilauksen tapaan. Oheisessa kuvassa
suoritetaan kohteen kartoitusta habitaattimallinnuksen
tarpeisiin Rio Cabrielilla Espanjassa.
Akhka on tarkoitettu käytettäväksi kartoitussovelluksissa etupäässä tilanteissa, joissa maasto on ajoneuvomittaukselle kulkukelvotonta tai tila ei riitä ajoneuvomittaukseen esimerkiksi kasvillisuuden tiheyden tai
katujen kapeuden takia. Kannettavaa mittausmenetelmää on tarkoitus soveltaa myös sisätilamallinnuksen
tutkimuksessa.
Maastomittausta Akhkalla Rio
Cabrielilla Castilla-La Manchassa,
Espanjassa.
Kuva: Harri Kaartinen
Topographic mapping with Akhka at
Rio Cabriel in Castilla-La Mancha,
Spain.
Photo: Harri Kaartinen
26
Mobile laser scanning (MLS) is an active surveying technique where the target objects are observed with sensors
while on the move. Typically, MLS is operated on top of a
vehicle, train or a boat. Mobile laser scanning is made possible by GNSS-IMU positioning that is accurate enough
for the given application. Laser scanners are used to collect
geometric information about the objects, while digital
cameras are used for collecting imagery for photogrammetric measurements and for texturing.
Akhka is a backpack mapping system developed at the
Department of Remote Sensing and Photogrammetry by
applying the sensor and synchronization instrumentation originating from the ROAMER (Road Environment
Mapper). The trajectory of the system is determined based
on GPS-IMU positioning; the laser scanner produces
dense and precise point cloud information at a high scan
frequency and point measurement rate. Three-dimensional point cloud data for mapping and modelling purposes are processed by combining the trajectory computed
during post-processing with the raw laser data in a similar
manner as with the vehicle-mounted MLS. In the figure
below, the Akhka MLS is used for mapping a trout habitat
at Rio Cabriel in Spain.
Akhka is primarily being developed for and aimed at
mapping applications in situations where the terrain is too
rugged for a vehicle-mounted MLS or where the vegetation is too dense or the width of the streets too narrow for
a vehicle to pass. The backpack MLS should be used in
studies involving indoor mapping.
Suorituskyky
Akhka-järjestelmän suorituskykyä testattiin koetyössä,
jossa käytettiin kahdeksaa tähyspalloa, jotka näkyvät
oheisessa kuvassa punaisina pisteinä. Koetyössä kerättiin kolmiulotteista mittausaineistoa palsamuodostumien kartoittamiseksi. Aineiston analyysissä pistepilviaineistosta irrotettiin tähyspalloista mitatut pisteet ja
eroteltiin pistejoukosta erilliset havainnot kulkureitin
eri kohdista GPS-ajan perusteella. Kullekin pallohavainnolle määritettiin pallon keskipiste sovittamalla
niihin pienimmän neliösumman keinolla säteeltään
tunnettu tähysmalli. Näin saatuja koordinaatteja verrattiin palloille RTK-GPS:llä mitattuihin referenssikoordinaatteihin. Tulokseksi saatiin 18 mm 2D RMSE (Root
Mean Square Error) ja 29 mm RMSE-korkeudessa.
Kaikkien pallohavaintojen 3D RMSE oli 34 mm.
MLS-pistepilveä verrattiin myös TLS-pisteisiin, jotka
oli mitattu Leica HDS6100 -maalaserkeilaimella ja
georeferoitu tähyspallojen avulla. Näihin mittauksiin
verratessa havaittiin seitsemän millimetrin korkeusero
aineistojen välillä RMSE:n ollessa 17 mm.
Performance
The performance of the Akhka was studied as part of an
experiment where a total of eight spherical targets (seen in
the figure below as red dots) were used. During the experiment, permafrost palsa formations were mapped for threedimensional microscale topography. The point observations obtained from the targets were extracted during
data analysis, and the separate occurrences were clustered
according to their GPS time. Each cluster was fitted with a
model sphere and known radius in a least squares estimation to determine the location of the target center. These
coordinates were compared to the reference data acquired
using RTK-GPS survey for the spheres. As a result, an 18
mm 2D RMSE (Root Mean Square Error) and 29 mm
elevation RMSE were achieved. The 3D RMSE obtained
for all of the sphere observations was 34 mm. The MLS
point cloud was also compared to the terrestrial laser scanning (TLS) data collected using a Leica HDS6100 scanner
and georeferenced using the sphere targets and RTK-GPS
survey. The result of the comparison was that there was a 7
mm elevation difference between the two measurements;
the RMSE of the error was 17 mm.
Vaisjeaggin palsamuodostumia mitattuna Akhka-järjestelmällä. Keilaimen kulkureitti on merkitty korkeuden mukaan väritetyn
pistepilven päälle vaaleanpunaisella viivalla. Tähyspallojen sijainnit on merkitty punaisin ympyröin, vihreät viivat yhdistävät ne
kulkureitin pisteisiin, joista tähykset on havaittu.
Kuva: Anttoni Jaakkola, datakuva: Kukko et al.
Palsa landforms at Vaisjeaggi mire, mapped with Akhka. The scanner trajectory is plotted in purple on top of the topographic
data, which is coloured according to the elevation change. The target spheres are shown using red dots and the green lines
connect them to the points in the trajectory where each of the target clusters were detected.
Photo: Anttoni Jaakkola, data image: Kukko et al.
27
Mobiili geomatiikka
Sovelluksia
Akhkan tuottamia pistepilviä voidaan käyttää kaikkeen
mittaamiseen ja mallintamiseen muiden MLS-aineistojen tapaan. Kannettavuus tarjoaa etuja esimerkiksi
monimuotoisten maastokohteiden tai rakennuksen
mittaamiseen ja puuston mallintamiseen, sillä laserkeilaimen mittausprofiili voidaan helposti suunnata
kohteeseen alustaa kääntämällä. Liikkuvuudella voitetaan monta estettä, jotka tavallisesti rajoittavat mitatun
aineiston kattavuutta.
Akhkalla voidaan suorittaa liikkuvan laserkeilauksen
projekteja kohteissa, joissa ajoneuvoasenteinen järjestelmä on liian raskas tai kömpelö. Tällaisia kohteita
ovat esimerkiksi yksittäiset rakennukset tai korttelit,
joiden kunnostamisen tai jalostuksen lähtötiedoksi
tarvitaan tietoa maaston muodoista ja kohteen nykytilasta. Kuvassa on Akhkalla mitattua Vantaalla sijaitsevan fabriikkikiinteistön pistepilveä. Pikkukuvassa
on yksityiskohta itäisestä julkisivusta, josta nähdään
MLS-pistepilven suuri tiheys ja erotuskyky. Pistejakauma muodostuu profiilin suuntauksesta ja alustan
mittauksen aikaisesta liikkeestä. Tiheästä ja tarkasta
pistepilvestä voidaan erottaa kohteen rakenteet sekä
määrittää niiden dimensiot ja sijainti dokumentoinnin,
suunnittelun tai mallinnuksen tarpeisiin.
Applications
The point cloud data produced with Akhka can be
exploited in any mapping and modelling task just as with
any other MLS data. The backpack platform provides several advantages, for example in the mapping of complex
and rugged topography and scenes or in building surveys
and modelling tasks in forestry, since the mobility of the
system makes it easy to direct the measurements and negotiate the many obstacles that usually hinder the survey and
limit its coverage.
Akhka can be utilized for MLS projects dealing with
environments not suitable for use of a vehicle-mounted
MLS due to its size or weight. Such scenes may comprise
a single building or a block of houses where the geometric
topography of the area and as-built information is needed
for planning renovations and making refinements. The
figure below shows an extract from a point cloud of an
old foundry parcel that was collected with Akhka. The
small insert shows a detail of the eastern façade of the
building, illustrating the point density and resolution of
the data. The point distribution is a result of profile orientation and platform movement during the survey. The
object structures and their dimensions and locations can
be determined from the dense and precise point cloud for
documenting, planning and modelling purposes.
Vanha fabriikkikiinteistö Vantaalla keilattiin Akhka-järjestelmällä kesällä 2012. Pikkukuva ylävasemmalla esittää yksityiskohtaa rakennuksen
yhdestä julkisivusta.
Kuvat: Antero Kukko
Old foundry parcel in Vantaa was scanned with Akhka in May 2012. The small insert, top left, shows a detail from one of the facades.
Images: Antero Kukko
28
Kannettavalla MLS:lla voidaan suorittaa mittauksia myös esimerkiksi maastomallinnusta varten geomorfologisiin tarpeisiin, mistä on esimerkki kuvassa.
Kohteet ovat yleensä melko vaikeasti saavutettavissa ja
luonteeltaan sekä maastonmuodoiltaan sellaisia, ettei
ainakaan isoilla ja painavilla ajoneuvoilla mittausta
voida läheskään aina suorittaa. Yksi merkittävä etu
kannettavan järjestelmän käytössä on se, että kartoitus
voidaan toteuttaa kohdetta vahingoittamatta, mikä
joissain tapauksissa on erityisen tärkeää joko herkän
kasvillisuuden tai tutkittavan ilmiön kannalta. Suuren
pistetiheyden ansiosta maaston muodot voidaan mitata
yksityiskohtaisesti esimerkiksi pinnankarkeusparametrien johtamiseksi hydrologiseen mallinnukseen tai
muutostulkintaa varten.
The backpack MLS can be used for the topographic
mapping of geomorphological features; an example of
this is illustrated in the figure below. Such scenes are typically difficult to achieve, and the surface topography and
characteristics often prevent the mapping from being
done using a vehicle-mounted MLS. The backpack MLS
has a notable advantage because it is non-destructive by
nature. This may be crucial in some cases depending on
the phenomenon being studied or the vulnerability of vegetation being mapped in some habitats. Mobility and the
ability to study objects at close range result in high point
densities, which makes detailed mapping of the surface
topography possible, for example when deriving roughness
parameters for hydrological modelling or changing the
way in which geomorphological features are detected.
Contact persons: Antero Kukko and Harri Kaartinen
Yhteyshenkilöt: Antero Kukko ja Harri Kaartinen
Geomorfologinen muodostuma Rambla de la Viudalla, Valenciassa. Kannettavalla laserkeilausjärjestelmällä voidaan kerätä kolmiulotteista
aineistoa vaikeakulkuisessakin maastossa.
Kuva: Antero Kukko
Geomorphological formation at Rambla de la Viuda in Valencia. The backpack MLS can be used for detailed three-dimensional mapping of
rugged terrain features.
Image: Antero Kukko
29
Mobiili geomatiikka
Langatonta paikannusta uuden sukupolven
digitaalitelevisioverkon avulla
Wireless Positioning in the Next Generation
Digital TV Network
Hyödyntämällä tulevaisuuden digitaalisia TV (DTV)
-signaaleja voidaan kehittää sisätiloihin ja kaupunkiympäristöihin uudenlainen langaton paikannusmenetelmä, joka toimii nykyistä GPS-satelliitteihin
perustuvaa paikannusta vaivattomammin sisätiloissa
ja kaupunkiympäristössä. DTV-paikannus voi täten
tarjota laajempaa hyödynnettävyyttä kuin ainoastaan
satelliittinavigoinnin avulla tapahtuva paikannus.
Uuden sukupolven DTV-standardin (DVB-T2) päivittyessä Euroopassa voidaan toteuttaa langatonta paikannusta, joka perustuu etenkin monikantoaalto-OFDM
(Orthogonal frequency-division multiplexing) DTVsignaaleihin. Tällä uudella paikannusmenetelmällä on
valtavasti potentiaalisia käyttäjiä tulevaisuudessa.
Geodeettisella laitoksella on kehitetty dataohjattu
laskentajärjestelmä, jolla saadaan sijaintitietoa DTVsignaalin aikaviiveen perusteella. Tämänhetkiset
simulointitulokset osoittavat DTV-paikannuksen
horisontaaliseksi mittausvirheeksi keskimäärin 27,5
metriä. Tutkimuksessa kehitetään paikannustarkkuuden parantamismekanismeja: Rao-Blackwellisoidun
A novel wireless positioning method can be developed
for indoor and urban environments utilizing next generation digital TV (DTV) signals; the method would have
potential advantages over the types of satellite navigation
that are typically applied in such situations, for instance
a Global Positioning System (GPS). With the new DTV
standard, DVB-T2, being put into operation in the European countries, a wireless position system based on DTV
signals with multi-carrier OFDM (Orthogonal frequencydivision multiplexing) will have many prospective users
and a promising future.
The Finnish Geodetic Institute has developed a datadirected, delay tracking mechanism for the fine time-delay
tracking of DTV signals. Simulation results show that the
obtainable 1-sigma horizontal position error for the delay
tracking is 27.5 m. To improve the positioning accuracy
further, especially in adverse signal propagation circumstances, adaptive Rao-Blackwellized particle filtering
Tutkimusalusta paikannusmenetelmien kehittämiseen digitaalitelevisiosignaaleilla.
Kuva: Liang Chen
Research platform for developing positioning methods for the digital
tv-signals.
Photo: Liang Chen
30
partikkelisuodatuksen (RBPF) vaikutusta DTVsignaalin kulkuun tutkitaan erilaisissa tiloissa ja lisäksi
kehitetään EM (Expectation-Maximum) -menetelmää,
jolla voidaan samanaikaisesti tunnistaa DTV-lähettimet
ja havaita vastaanottimen sijainti.
DTV-paikannuksen suorituskyvyn arviointiin on
myös kehitetty reaalisovellusjärjestelmä, joka perustuu
SDR (software-defined radio)-implementointialustoihin. Tutkimuksen toinen alustoista perustuu RTL-SDR
DVB-T/DAB/FM -laitteeseen ja sen demodulaatiofrekvenssi on 64–1700 MHz. Toinen käyttää USRP
(Universal Software Radio Peripheral) N210 -laitteistoa
ja toimii 6 GHz:n taajuudelle asti. Tähän mennessä testialustan paikannukseen on analysoitu FM (frequency
modulation) -vastaanotintilaa ja seuraavaksi tullaan
tutkimaan vastaanottimen toimintaa reaaliaikaisilla
DTV-signaaleilla.
(RBPF) is being analysed for mobility tracking in mixed
line-of-sight (LOS) and non-line-of-sight (NLOS) DTV
signal conditions, where the statistics on NLOS errors
are unknown. To solve the problem of positioning in a
single frequency DTV network (SFN), an ExpectationMaximum (EM) method has also been developed and
analyzed to jointly identify the DTV emitters and localize
the receiver.
A real-test platform based on software-defined radios
(SDR) is being built to assess the positioning performance
with digital TV signals. One SDR receiver is based on a
RTL-SDR, DVB-T/DAB/FM device with demodulation
frequency ranging from 64 to 1700 MHz, while another
one is based on a USRP (Universal Software Radio Peripheral) N210 device operating at 6 GHz. So far, the FM
(frequency modulation) transceiver mode is being tested
in real-time for positioning on the platform, and real-life
DTV experiments will follow.
Contact persons: Liang Chen and Heidi Kuusniemi
Yhteyshenkilöt: Liang Chen ja Heidi Kuusniemi
31
Mobiili geomatiikka
Häirinnäntunnistus satelliittipaikannuksessa
Interference detection in satellite navigation
Satelliittipaikannussignaalit, kuten muutkin radiotaajuussignaalit, ovat alttiita tahattomalle ja tahalliselle
häirinnälle. Satelliittipaikannuksessa ongelma on
kuitenkin erityisen haastava ja vaikeammin ratkaistavissa, sillä satelliittipaikannussignaalit ovat avaruudesta
Maahan asti matkaamisen jälkeen teholtaan hyvin
heikkoja ja siksi häiriöille erittäin haavoittuvia.
Häirintä voidaan jakaa kahteen osaan: tahattomaan
ja tahalliseen häirintään. Tahattomiin satelliittipaikannuksen häirintälähteisiin kuuluvat maapallon ulkopuolella auringosta peräisin olevat ionosfäärin vapaat
elektronit, jotka taivuttavat satelliittisignaalin kulkua, ja
Maan pinnalla erilaiset maanpäälliset järjestelmät, jotka
häiritsevät satelliittisignaalien etenemistä. Ionosfäärin
vapaat elektronit häiritsevät signaaleja etenkin auringon
ollessa aktiivisimmillaan yhdentoista vuoden sykleissä,
mutta myös hetkelliset aurinkomyrskyt voivat pahoin
Satellite navigation signals are very weak after travelling
from the satellite transmitter to the user receiver antenna
on the Earth and are therefore vulnerable to malicious
interference.
The interference sources can be divided into unintentional and intentional interference. Unintentional interference includes natural phenomena, such as increased
levels of ionospheric disturbance and solar flares, as well as
man-made phenomena, which can be unwanted radio frequency signals from, for example, televisions, microwave
communication traffic or radar signals; all such phenomena can affect the satellite signals if they are not filtered
efficiently enough. Intentional interference includes
equipment that deliberately sends radio frequency signals
with enough power and properties suitable for blocking
and hampering the transmission of satellite signals.
The effects of intentional interference on satellite
navigation have been studied at the Finnish Geodetic
Institute. The critical research questions being addressed
include how to recognize interference and how to react to
GPS/Galileo-häirintälaite yhdistettynä spektrianalysaattoriin.
Kuva: Tuomo Kröger
A GPS/Galileo jammer device connected to a spectrum analyzer.
Photo: Tuomo Kröger
32
häiritä satelliittisignaalien etenemistä ja aiheuttaa virhettä etäisyysmittaukseen satelliitin ja käyttäjän välille.
Maanpäällisistä tahattomista häirintälähteistä merkittävimpiä ovat erilaiset radiotaajuiset lähetykset, kuten
tv-signaalit, ja tietoliikenne, joiden lähetystaajuuksien
monikerrat voivat vaikuttaa satelliittipaikannussignaaleihin, jos lähetyksiä ei rajoiteta ja suodateta tarpeeksi
tehokkaasti.
Tahallista häirintää aiheuttavat sellaiset laitteet, jotka
tarkoituksenmukaisesti lähettävät radiotaajuista signaalia riittävällä teholla ja sellaisilla signaaliominaisuuksilla,
mitkä estävät tai vaikeuttavat satelliittipaikannussignaalien seurantaa tietyllä maantieteellisellä alueella.
Geodeettisella laitoksella tutkitaan tahallisen häirinnän vaikutuksia satelliittipaikannukseen: häirinnän
tunnistamista, siihen reagoimista, sen poistamista ja
häirinnän vaikutusten minimointia. Tutkimuksissa analysoidaan eri järjestelmien satelliittipaikannuksen häiriönsietokykyä erilaisiin häirintäsignaaleihin. Tavoitteena
on saada selville, kuinka haavoittuva tulevaisuuden
satelliittipaikannus on häirinnälle, ja miten häirinnästä
voidaan selvitä ja saada paikkaratkaisu siitä huolimatta.
it by minimizing and removing the effects of interference
on a satellite navigation receiver. The resistance of different satellite positioning systems to various interference
signals is also being analyzed. The goal of the research is to
gain an understanding of how vulnerable future satellite
navigation is to interference and how the challenges posed
by such interference can be tackled so that positioning systems can be utilized even when interference exists.
Contact persons: Heidi Kuusniemi, Zahidul
Bhuiyan and Tuomo Kröger
Yhteyshenkilöt: Heidi Kuusniemi, Zahidul
Bhuiyan ja Tuomo Kröger
33
Mobiili geomatiikka
Liikkuvien laserkeilausjärjestelmien
vertailututkimus
Liikkuva kartoitus on uutta teknologiaa, jolla kerätään suuria datamääriä yhä useammasta kaupungista.
Tarkkaa, älykästä ja ajantasaista kolmiulotteista tietoa
teiden varsilta tullaan tarvitsemaan erityisesti ajoneuvoja jalankulkijanavigointiin sekä sijaintiin perustuviin
palveluihin. 3D-mallien tuottamisen automatisointi
kerätystä aineistosta on entistä tärkeämpää. Suurin osa
liikkuvan kartoituksen järjestelmistä perustuu kuvien
käyttöön, mutta myös liikkuvan laserkeilauksen (MLS,
mobile laser scanning) käyttö yhdessä kuvien kanssa
yleistyy. Yksi laserkeilauksen eduista on se, että sillä
mitatuista pistepilvistä saadaan luotua virtuaalimallien
geometria varsin automaattisesti.
MLS-järjestelmä on usean sensorin järjestelmä, jossa
yhdistetään paikannus-, laserkeilaus- ja muita mittauslaitteita yhteiselle alustalle, joka on tyypillisesti kiinnitettynä ajoneuvon katolle, kun kartoitetaan teiden
varsia. Paikannussensoreina käytetään yleensä paikannussatelliittivastaanottimia ja inertiamittauslaitteita,
ja ympäristöä mitataan muun muassa laserkeilaimilla
ja kameroilla.
Mobile laser scanning system benchmarking
Mobile mapping is currently an emerging technology for
collecting large data sets covering more and more cities.
The need for automatic techniques to process the data
into 3D models is a topic of increasing importance since
accurate and intelligent up-to-date 3D roadside information will be needed in the future, especially for vehicle
and pedestrian navigation and location-based services.
Most mobile mapping systems are based on images taken
from mobile systems, but the use of mobile laser scanning (MLS) together with images is also increasing. The
advantage of laser scanning is its high level of automation
when creating the geometry for virtual models using point
cloud data.
An MLS system is a multi-sensor system that integrates
various navigation, laser scanning and other data acquisition sensors on a rigid, moving platform (typically on the
roof of a road vehicle) for acquiring road-side data. The
navigation sensors typically include Global Navigation
Satellite System (GNSS) receivers and an Inertial Measurement Unit (IMU), while the data acquisition sensors
typically include terrestrial laser scanners and imaging
systems.
The performance of various mobile laser scanning
systems was tested on a test field implemented by the FGI
in Espoonlahti, about 16 km west of Helsinki. The test
field comprised one block around the Lippulaiva shopping
Korkeussijainnin tarkkuus suhteessa etäisyyteen liikeradasta; suorat on sovitettu havaittuihin virheisiin kahdessa ajosuunnassa.
ROAMERille ja RIEGLille on esitetty kaksi tulosta, I ennen hienosäätöä ja II hienosäädön jälkeen.
Elevation accuracy as a function of the distance from the trajectory, with linear trend lines fitted to the observed errors in
the two driving directions. Two results are given for the ROAMER and the RIEGL: I) before fine-tuning and II) after fine-tuning.
34
Useiden MLS-järjestelmien suorituskykyä testattiin
GL:n Espoonlahden alueelle perustamalla testikentällä.
Testikenttä kattoi yhden korttelin alueen Lippulaivaostoskeskuksen ympäriltä ja sen kokonaispituus oli
1700 metriä katualuetta. Testi liittyi EuroSDR:n
(European Spatial Data Reseach) projektiin ”Liikkuva
kartoitus – tieympäristön kartoitus liikkuvalla laserkeilauksella”.
MLS-aineisto mitattiin testikentältä viidellä eri
järjestelmällä: kahdella GL:n kehittämällä tutkimuslaitteistolla (ROAMER ja Sensei) ja kolmella kaupallisella laitteistolla (RIEGL Laser Measurement Systems
GmbH:n RIEGL VMX-250, 3D Laser Mapping:in
Streetmapper 360 ja TerraTec AS:n käyttämä Optech
Lynx). Järjestelmävertailussa keskityttiin mitattujen
pistepilvien taso- ja korkeussijaintivirheisiin. Vertailuarvoina käytettiin digitaalista korkeusmallia, pylväitä
ja rakennusten kulmia.
Tulosten mukaan kaikki järjestelmät tuottavat
tarkkoja pistepilviä, kun satelliittinäkyvyys on hyvä.
Kun järjestelmäkalibroinnit ovat kunnossa, kaikilla
ammattilaisjärjestelmillä korkeussijainnin mittaus­
mall, encompassing 1700 meters of road environment.
The test was connected to the European Spatial Data
Research (EuroSDR) project, ‘Mobile Mapping - Road
Environment Mapping Using Mobile Laser Scanning’.
MLS data were collected from the test field using five
different systems: two research systems operated by the
FGI (ROAMER and Sensei) and three commercial systems (the RIEGL VMX-250 system, operated by RIEGL
Laser Measurement Systems GmbH, the Streetmapper
360 system, operated by 3D Laser Mapping, and the
Optech Lynx system, operated by TerraTec AS). The
system comparisons focused on planimetric and elevation
errors using a filtered digital elevation model, poles and
building corners as the reference objects.
The results revealed the high quality of the point
clouds generated by all of the tested systems under good
GNSS conditions. With all of the professional systems
properly calibrated, the elevation accuracy was better than
3.5 cm up to a range of 35 m. The best system achieved a
planimetric accuracy of 2.5 cm over a range of 45 m. The
planimetric errors increased as a function of range, but
only moderately so if the system was properly calibrated.
The main factor affecting the accuracy of the MLS is the
accuracy of direct georeferencing, i.e. how accurately
the trajectory of the laser scanner can be solved using
GNSS and IMU observations. Oftentimes, buildings,
Tasosijainnin tarkkuus suhteessa etäisyyteen liikeradasta; suorat on sovitettu havaittuihin virheisiin kahdessa ajosuunnassa.
ROAMERille ja RIEGLille on esitetty kaksi tulosta, I ennen hienosäätöä ja II hienosäädön jälkeen. Tasosijainnin tarkkuutta ei
määritetty Senseille, koska vertailukohteita ei voitu riittävän luotettavasti mitata Sensein pistepilvistä.
Planimetric accuracy as a function of the distance from the trajectory, with the linear trend lines fitted to the observed errors
in the two driving directions. Two results are given for the ROAMER and the RIEGL: I) before fine-tuning and II) after fine-tuning.
The planimetric accuracy was not analyzed for the Sensei because the reference targets could not be reliably measured based
on the Sensei point clouds.
35
Mobiili geomatiikka
tarkkuus on parempi kuin 3,5 cm 35 metrin etäisyyteen
asti. Tarkimman järjestelmän tasosijainnin mittaustarkkuus on 2,5 cm 45 metriin asti. Tasosijainnin
virheet kasvavat etäisyyden lisääntyessä, mutta vain
hieman, kun järjestelmäkalibroinnit ovat kunnossa.
MLS-järjestelmien tarkkuuteen vaikuttaa eniten suorapaikannuksen tarkkuus, eli se, kuinka tarkasti laserkeilaimen liikerata (sijainti ja asento) saadaan ratkaistua
satelliitti- ja inertiapaikannuslaitteiston havaintojen
perusteella. Monesti rakennukset, puut ja muut rakenteet rajoittavat satelliittien näkyvyyttä. Myös muiden
paikannussensoreiden, kuten inertiamittausyksikön ja
matkamittarin, sekä käytettyjen laskentaohjelmistojen
suorituskyky vaikuttaa saavutettavissa olevaan tarkkuuteen. Liikeradan tarkkuuden parantamiseksi kehitettävien työkalujen ja uusien paikannussatelliittien myötä
tarkkuuden odotetaan paranevan sellaisilla alueilla,
joilla nykyjärjestelmillä on ongelmia. Liikkuvan laserkeilauksen kehitystyössä tulisi etenkin ongelma-alueilla
keskittyä liikeradan määrittämisen parantamiseen
laitteita ja ohjelmia kehittämällä.
Rakennetussa ympäristössä testikentän perustaminen on suhteellisen helppoa. Testikentät soveltuvat
hyvin eri järjestelmien suorituskyvyn määritykseen ja
vertailuun sekä järjestelmäkalibrointien optimointiin.
Geodeettisen laitoksen liikkuvan kartoituksen tutkimusryhmä (www.fgi.fi/mobimap) ylläpitää Espoonlahden testikenttää MLS-järjestelmien ja dataprosessien
suorituskyky- ja kalibrointitutkimuksiin.
Yhteyshenkilöt: Harri Kaartinen, Antero
Kukko, Juha Hyyppä ja Anttoni Jaakkola
36
trees and other structures cause disturbances in satellite
visibility. Moreover, the performance of other navigation
instruments, such as IMUs and odometers as well as postprocessing algorithms, defines the achievable accuracy.
Tools for making improvements in the accuracy of the trajectory are currently being developed and new satellites are
being launched, which should improve accuracy in areas
where the current systems have problems. The main focus
of mobile laser scanning development in the near future
should be on improving the trajectory solution, especially
under non-ideal conditions, making use of improvements
in both hardware and software.
Test fields are relatively easy to implement in built
environments. They are feasible for verifying and comparing the performance of different systems and also for
improving system calibration to achieve optimum quality. The Espoonlahti test field will be maintained by the
Mobile Mapping Group at the FGI (www.fgi.fi/mobimap)
for further performance and calibration studies of the
MLS systems and data processes.
Contact persons: Harri Kaartinen, Antero
Kukko, Juha Hyyppä and Anttoni Jaakkola
37
Paikkatietoinfrastruktuurit
EuroGeoNames -palvelun uudistaminen
EuroGeoNames -aineisto on kansallisten karttalaitosten
paikannimitietoihin pohjautuva yhteiseurooppalainen
EuroGeographicsin hallinnoima tietokokonaisuus,
joka on alun perin koottu eContentPlus -ohjelmaan
kuuluvan EU-projektin toimesta vuosina 2006 - 2009.
Koottu yhteiseurooppalainen aineisto kattoi valmistuessaan 14 maan paikannimitiedot.
Aineiston pohjalta projektissa kehitettiin myös
hajautettuun arkkitehtuuriin perustuva palveluverkosto. Kansallisen tason EGN-palveluissa aineistot
on harmonisoitu rakenteellisesti ja pääsyrajapinnat
vakioitu. Saksan karttalaitoksen (BKG) ylläpitämään
keskitettyyn tietokantaan kopioitiin kansallisella tasolla
toimivista tietopalveluista kunkin maan paikannimiaineisto. Tästä keskitetystä tietokannasta tarjottiin sitten
käyttösovelluksille koko aineiston kattava tietopalvelu.
BKG:n tuki EGN-palvelulle päättyi vuoden 2012
lopussa.
EGN-aineiston erityispiirre on ns. eksonyymitiedon
mukanaolo. Tällä tarkoitetaan paikannimien vieraskielisten versioiden hallintaa samassa tietokannassa niin,
että erikieliset nimet ovat yhdistettävissä. Paikannimen paikallisella kielellä annettua muotoa kutsutaan
endonyymiksi. Niin haluttaessa palvelusta voidaan
siis pyytää tietyn paikannimen kaikki tiedossa olevat
kieliversiot yhden kyselyn avulla.
Geodeettinen laitos uudisti EGN-tietomallin, -tietokannan ja keskitetyn palvelun projektissa, joka käynnistyi EuroGeographicsin toimeksiannosta keväällä
2012. Uudistushankkeen keskeiset päämäärät olivat a.
Tietomallin yksinkertaistaminen ja uuden palvelutietokannan toteuttaminen, b. Keskitetyn tietopalvelun
uudistaminen ja implementaatio pilvipalveluna, c.
Uusien verkkosovelluksia tukevien palvelurajapintojen
kehittäminen keskitettyyn palveluun. Lisätavoitteina
oli tuottaa ohjeisto aineiston sisäisen yhteensopivuuden parantamiseksi ja tehdä suunnitelma keskitetyn
tietokannan puoliautomaattisesta ylläpitomenettelystä.
Merkittävä ohjaava tekijä EGN-palvelun uudistamisessa oli Open Geospatial Consortium (OGC)
-yhteisön tuottaman paikannimipalvelua käsittelevän
38
Spatial Data Infrastructures
Renewal of the EuroGeoNames Service
The EuroGeoNames data set is a data resource that is
based on the national place names data of the national
mapping agencies and maintained by EuroGeographics. The data set was initially put together as part of an
EU project within the context of the eContentPlus programme in 2006-2009. This pan-European data set initially covered place names data from 14 countries.
Based on the data set, a service network was developed
along the principles of the distributed service architecture.
For the national-level EGN services, the data content
was structurally harmonized and the access interfaces
were standardized. The national place names data sets
from each country were copied from the national services
into the centralized database maintained by the German
national mapping agency (BKG). From this centralized
database, a data service with full coverage was provided to
the end user applications. BKG discontinued its support
of the EGN service at the end of 2012.
One of the special features of the EGN data set is the
inclusion of so-called exonym information. This means
that the foreign variant of the place names are managed
inside the same database, so that the names in various
languages can be combined. The name of the place given
in the local language is called an endonym. If required,
a single query can be made to return all known language
versions of the place name using the service.
Having been contracted by EuroGeographics, the
Finnish Geodetic Institute did a renewal of the EGN
data model, database and central service in a project that
started in spring 2012. The main goals of the renewal
project were as follows: a) to simplify the data model and
set up a new service database; b) to renew the central service and its implementation as a cloud service; and c) to
develop new Web-friendly service interfaces for the central
service. As additional goals, the project aimed to produce
guidelines for improving the internal harmonization of
the data set and to develop a plan for a semiautomatic
update procedure for the central database.
A significant guiding factor in the renewal of the EGN
service was the finalization and publication of the Open
Geospatial Consortium’s standard on place names services
in Feb 2012. This so-called Gazetteer Service profile of
the generic data service interface standard Web Feature
Service (WFS) specifies a standardized way of communication between a place names query service and its client
applications. The standard also specifies in detail the form
standardin valmistuminen ja julkaisu helmikuussa
2012. Tämä ns. Gazetteer Service -profiili yleisestä
tietopalvelustandardista Web Feature Service (WFS)
määrittelee vakioidun tavan, jolla paikannimien kyselypalvelu kommunikoi asiakassovellusten kanssa ja
kiinnittää myös yksityiskohtaisen tarkasti, millaisessa
muodossa palvelu välittää paikannimitietoja. EGNkeskuspalvelun uudistus tehtiin tämän standardin
kanssa yhteensopivasti.
in which the service should deliver the place names information. The renewal of the EGN central service was carried out in compliance with this standard.
The EGN data model was initially quite complicated
and it also contained some structural inconsistencies. A
central principle in place names processing is that there
can be many names connected to a single place. With
this structure, it is possible to manage the connections
between the exonyms and the corresponding endonyms.
During the FGI’s EGN project, the central database was
EGN-palvelun demonstrointisovellus. EuroRegionalMap -karttataustan päällä esitetään EGN-tietosisältöä rasterimuotoisena tasona. Kyselytoiminnoilla voidaan hakea paikannimiin liittyvää yksityiskohtaista lisätietoa. Eksonyymihaulla erikieliset samaan paikkaan liittyvät nimet näkyvät yhtenä
kokonaisuutena.
The demonstrative application of the EGN service. The EGN content is displayed as a raster overlay
on top of the EuroRegionalMap’s background. With the query functionalities, it is possible to retrieve
detailed attribute information related to the place names. In the case of an exonym query, all of
the names in different languages that are related to a given place are shown together.
39
EGN-tietomalli oli alkuperäisessä muodossaan
erittäin monimutkainen ja sisälsi myös joitakin rakenteellisia epäloogisuuksia. Mallin keskeinen periaate
paikannimien käsittelyssä on, että yhteen paikkaan voi
liittyä monta nimeä. Tämän rakenteen avulla hallitaan
eksonyymien ja näitä vastaavien endonyymien väliset
yhteydet. Geodeettisen laitoksen EGN-projektissa
keskustietokanta uudistettiin Gazetteer Service -tietomallin mukaiseksi. Samalla tietokanta saatettiin yksinkertaistaa niin, että tietokantataulujen lukumääräksi
tuli kuusi, kun alkuperäisen tietomallin mukaisessa
tietokannassa oli 22 taulua. Keskeinen EGN-mallin
periaate, jonka mukaan paikkaan voi liittyä monia,
potentiaalisesti eri kielillä ilmaistuja paikannimiä,
pystyttiin uudessa mallissa säilyttämään.
Keskitetyn tietokannan tietosisältö luettiin uudelleen
kansallisista palveluista yksinkertaistetun tietomallin mukaiseen tietokantarakenteeseen. Tätä varten
projektissa kehitettiin skeemamuunnosproseduuri,
joka muunsi aineistot alkuperäisen EGN-skeeman
mukaisesta XML-rakenteesta uuden mallin mukaisiin
tietokantatauluihin. Projektin aikana tietosisältöä myös
laajennettiin kattamaan kolmen uuden maan paikannimiaineistot. Lopputuloksena syntyneessä tietokannassa
on yli 2,8 miljoonaa paikannimeä.
Keskitetty tietopalvelu toteutettiin pilvipalveluna
Amazon Web Services -alustalle. Avoimen lähdekoodin
komponenteista koottu palvelukokonaisuus koostuu relaatiotietokannasta, sen spatiaalisia toimintoja
tukevasta laajennoksesta, Gazetteer Service -rajapintaa
tukevasta palveluratkaisusta ja joukosta lisäpalveluja,
jotka helpottavat EGN-sisältöjen hyödyntämistä
verkkosovellusympäristössä (tuki Java Script Object
Notation -koodaukselle, KML-muotoiselle tiedolle ja
valmiiksi visualisoitujen karttatiilien käytölle).
Paikannimikyselyn aikana Gazetteer Service -implementaatio toteuttaa skeemamuunnoksen, jonka avulla
paikkojen ja paikannimien välinen yhdestä moneen
-suhde saadaan esitettyä hierarkkisena XML-rakenteena. Tarkan skeemayhteensopivuuden saavuttamiseksi
palveluun ohjelmoitiin räätälöity komponentti, joka
huolehtii myös monikielisyyden tuesta INSPIREprosessissa määriteltyjä menettelytapoja noudattaen.
Kieliparametrin avulla palvelusta voidaan pyytää paikannimien luokitustiedot 24 eri kielellä.
Keskustietokannan päivittämistä varten projektissa
kehitettiin puoliautomaattinen metodi ja prototyyppisovellus, joka pohjautuu päivitystietojen hakemiseen
kansallisen tason INSPIRE Paikannimet (GeographicalNames, GN) -teeman latauspalvelusta. INSPIREpalvelujen hyödyntäminen päivitysprosessissa nähtiin
parhaaksi vaihtoehdoksi, koska palvelujen toteuttami-
40
renewed according to the Gazetteer Service data model.
At the same time, the database was simplified so that the
number of database tables was reduced from 22 to six. The
main principle of the EGN-model, that a single place can
be referred to by many names, potentially expressed in
several different languages, was still supported in the new
data model.
The contents of the central database were again read
from the national services into the simplified data structure. For this task, the project developed a schema transformation procedure that translated data sets from the
XML structure of the original EGN schema into the database tables set up according to the new model. During the
project, the coverage of the EGN content was extended to
include data sets from three new countries. The final database contains more than 2.8 million place names.
The central service was deployed as a cloud service on
the Amazon Web Services platform. The service was put
together from a set of open source software components,
including a relational database, a spatial database extension, an implementation of the Gazetteer Service interface
and a set of additional service interfaces that facilitate the
use of EGN content in Web applications (such as support for Java Script Object Notation, KML and tiled map
visualizations).
When a place names request is submitted, the Gazetteer Service implementation carries out a schema transformation that makes it possible to encode a one-to-many
relationship between the place and the place names as
a hierarchical XML structure. To achieve full schema
compliancy, a tailored component was developed as part
of the service to support multilinguality according to
the INSPIRE-defined mechanisms. Using the language
parameter, the service can be requested to provide the
place names’ classification information in 24 different
languages.
A semiautomatic method and a prototype application
were developed during the project in order to update the
central database. With this method, the update information is requested from the national-level, INSPIREcompliant Geographical Names (GN) Download Service.
Using the INSPIRE services for the update process was
deemed to be the best approach since the development
of these services is in any case mandatory at the national
level. A schema transformation was developed as part of
the prototype application to translate content from the
INSPIRE GN schema to the simplified EGN data model.
To test and demonstrate the EGN service, a browserbased client application was developed. This application
visualizes EGN content on top of a map background. The
EuroGeographics-produced EuroGlobalMap and EuroRegionalMap data sets are used as background maps in this
application. These data sets are provided as services by the
Norwegian mapping agency Statens Kartverk. The client
application also supports queries to the Gazetteer Service
interface so that the whole attribute content of the place
names data set can be made available. The queries can be
made for individual names or they can target all of the
names connected to a given place (an exonym query).
An analysis of the level of harmonization of the EGN
content among the countries was also carried out as part
nen on kansallisella tasolla joka tapauksessa lakisääteisesti pakollista. Prototyyppisovellukseen ohjelmoitiin
skeemamuunnos INSPIRE GN-skeeman mukaisesta
rakenteesta yksinkertaistettuun EGN-tietomalliin.
Keskitetyn EGN-palvelun testaamista ja demonstrointia varten kehitettiin selainpohjainen asiakassovellus, joka mahdollistaa EGN-aineiston visualisoinnin
karttapohjalla. Taustakarttoina sovelluksessa käytetään
EuroGeographicsin tuottamia EuroGlobalMap- ja
EuroRegionalMap-aineistoja, joiden tietopalvelun
on toteuttanut Norjan karttalaitos Statens Kartverk.
Lisäksi asiakassovellus tukee kyselyjä Gazetteer Service
-rajapintaan ja siten paikannimien koko ominaisuustietosisällön esittämistä. Kyselyt voidaan kohdistaa joko
yksittäisiin nimiin tai kysellä kaikki tiettyyn paikkaan
liittyvät nimet yhtenä kokonaisuutena (eksonyymihaku).
Projektissa tehtiin myös analyysi EGN-aineiston
homogeenisuudesta maiden välillä. Tarkastelu kohdistui ennen kaikkea paikannimien luokitteluun ja
eri luokkiin kuuluvien nimien esiintymistiheyteen.
Analyysin pohjalta annettiin maakohtaisia suosituksia
aineiston harmonisoinnin tueksi.
of the project. The investigation was primarily done
regarding the classification of the place names and the
frequency of names in each of the classes. Based on this
analysis, country-specific recommendations were given to
support the harmonization of the data set.
Contact person: Lassi Lehto
Yhteyshenkilö: Lassi Lehto
41
Paikkatietoinfrastruktuurit
VALUE II – Suomen valtakunnallisen
valuma-aluejärjestelmän uudistamiseen
liittyvät epävarmuustarkastelut
Valtakunnallinen valuma-aluejako on yksi tärkeimpiä
ympäristöhallinnon ylläpitämiä paikkatietoaineistoja.
Se palvelee vesivarojen käyttöä ja hoitoa, vesiensuojelua ja vesientutkimusta sekä vesivaroihin liittyvää
kansainvälistä ja kansallista raportointia ja tietojärjestelmätyötä. Nykyinen valuma-aluejärjestelmä ei täytä
eri käyttäjäryhmien tarpeita ja uusia vaatimuksia, joita
mm. vesienhoidon suunnittelu asettaa. Geodeettisen
laitoksen (GL) ja Suomen ympäristökeskuksen (SYKE)
VALUE I -hankkeen tuotoksena syntyi konsepti
tulevaksi kansalliseksi valuma-aluejärjestelmäksi sekä
suositukset valuma-alueiden rajaustyössä käytettävistä
laskentamenetelmistä sekä korkeusmalliaineistoista.
Lisäksi valmistettiin prototyyppi korkeustiedon paikkariippuvan virheen huomioivasta laskentatyökalusta,
jonka toimintaa demonstroitiin käyttäen yhtä epävarmuuden spatiaalista vaihtelua ennustavaa muuttujaa.
VALUE II -hankkeessa toteutetaan I-vaiheessa luotu
konsepti. Myös VALUE II -hanke toteutetaan GL:n
ja SYKE:n yhteistyönä.
VALUE II-hankkeen GL:n työosuuden tavoitteena
on korkeustiedon epävarmuuden huomioivien valuma-
Hankkeessa aiemmin
käytetyn laskentamenetelmän ja uuden
laskentamenetelmän
ajoaikojen vertailu käytettäessä 1560x1341 pisteen
kokoista korkeusmallia.
Comparison of running
times of the method previously used in the project
and the new method when
using a DEM of 1560x1341
points.
42
VALUE II – An uncertainty examination for
updating the Finnish drainage basin system
The Finnish drainage basin register is one of the most
important geospatial datasets maintained by the environmental administration. It serves the needs of water management, conservation and research, as well as national
and international reporting and information system work
related to water resources. The current drainage basin
system does not fulfill the needs of various user groups
and the new requirements that are set by i.a. water management. In VALUE I (a co-operation between FGI and
Finland’s environmental administration, SYKE), a concept
for the forthcoming national drainage basin system was
defined and recommendations for the analysis methods
and datasets were given. In addition, a prototype for the
computational tool was created that takes into account
the location-dependent DEM uncertainty. In VALUE II,
the concept created in VALUE I will be implemented.
VALUE II is also a co-operation between FGI and SYKE.
In VALUE II the aim is to create uncertainty-aware
catchment delineations for the number of representative
geomorphological regions of Finland and share them with
the end-users as part of the metadata. The delineations
will be based on the National Land Survey of Finland’s
DEM10 in a 10 m grid. To reach this goal, the possibilities of using general purpose graphical processing units
(GPUs) for efficient simulation-based uncertainty-aware
catchment delineation were researched and demonstrated.
David Eränen’s (Åbo Akademi, Department of Information Technologies) thesis on the topic was completed.
aluerajausten teko pinnanmuodoiltaan edustavilta
tyyppivaluma-alueilta SYKE:n operatiiviseen käyttöön
osaksi valuma-aluetietokannan metatietoja käyttäen 10
metrin hilassa olevaa Maanmittauslaitoksen KM10 korkeusmallia. Tavoitteen saavuttamiseksi tehtiin tutkimus
ja demonstraatio yleiskäyttöisten grafiikkasuorittimien
(GPU) käytöstä korkeustiedon epävarmuuden huomioivan valuma-aluerajauksen tehokkaaksi toteuttamiseksi simulaatiopohjaisesti ja aiheesta valmistui David
Eräsen opinnäytetyö Åbo Akademin Informaatioteknologian laitokselle.
GPU:ksi kutsutaan mikroprosessoria, jonka ensisijainen tarkoitus on tehostaa vuorovaikutteisten graafisten esitysten tekoa näyttölaitteelle. Kuvaavaa GPUlaskennalle on ratkaistavan tehtävän rinnakkaistaminen
satoihin tai jopa tuhansiin samanaikaisesti ajettaviin
säikeisiin kustannustehokkaasti. Rinnakkaislaskentaan
soveltuvasta rakenteesta johtuen ne ovat myös erittäin
tehokkaita monimutkaisten rinnakkaistettavissa olevien
algoritmien ajamisessa. Paikkatietoanalyysien rinnakkaistaminen algoritmitasolla on tehtävästä riippuen
joko helppoa tai haastavaa. Monet etukäteen määriteltyihin laskentaikkunoihin perustuvat maastoanalyysit
muistuttavat digitaalisessa kuvankäsittelyssä yleisiä suodatusoperaatioita ja ovat siten helposti rinnakkaistettavissa. Toisaalta monien globaalien maastoanalyysien,
kuten korkeusmallipohjaisen valuma-aluerajauksen
rinnakkaistaminen on haastavaa, koska laskennan
tulokseen vaikuttavien korkeusmallin korkeuspisteiden
sijaintia ei pystytä ennustamaan.
Hankkeen tuloksena rinnakkaistettiin ja toteutettiin
GPU-pohjaisesti kaikki korkeustiedon epävarmuuden huomioivassa valuma-alueanalyysissä käytetyt
laskentavaiheet virhemallin realisaation luonnista
varsinaiseen vedenjakajan rajaukseen (Kuva X).
Aiemmin hankkeessa käytössä olleeseen kaupallisen
paikkatieto-ohjelmiston päälle toteutettuun simulaatiotyökaluun verrattuna uudella työkalulla saavutettiin
200-kertainen suorituskyvyn parannus ajoajan suhteen.
Eri laskentavaiheiden suhteellisia osuuksia vertaamalla
nähdään, että suurin tehohyöty saavutetaan helposti
rinnakkaistettavissa laskentavaiheissa, kuten esimerkiksi
korkeustiedon virhemallin realisaation luontivaiheessa.
Kaikki hankkeessa tehtävät epävarmuustarkastelut
tullaan toteuttamaan käyttäen tutkimuksen tuloksena
kehitettyä työkalua.
A GPU is a microprocessor designed to improve the
display of interactive graphics. Characteristic of GPU
computing is the massive, cost-effective parallelization the
task at hand into hundreds or even thousands of threads
running simultaneously. Due to their specific parallel
architecture, they are also highly efficient in running the
complex algorithms suitable for parallelization. Parallelization of geospatial analysis at the algorithmic level is either
trivial or very challenging. On one hand, many terrain
analysis tasks based on the use of pre-defined calculation
windows resemble the generic digital filtering operations
and are therefore easily parallelizable. On the other hand,
a number of global terrain analysis tasks, such as DEMbased drainage basin delineation, are challenging to parallelize because prediction of the locations of the DEM cells
having impact on the final analysis results is impossible.
As a result of the project, GPU implementation of the
uncertainty-aware catchment delineation, including all
processing steps from generation of the realization of the
DEM’s error model to the actual delineation, were parallelized (Figure X). Compared with the previously used
version of the tool, based on commercial GIS software, the
new tool was running 200 times faster. When we compare
the proportions of the different phases in the algorithm,
it appears that the best improvement in performance is
achieved in easily parallelizable tasks, such as generation of
the DEM error model’s realization. All further uncertainty
examinations in the project will be done using the developed tool.
Contact person: Juha Oksanen
Yhteyshenkilö: Juha Oksanen
43
Paikkatietoinfrastruktuurit
MenoksiMetsään! – Luonnossa
liikkujan kartat mukana Helsingin
designpääkaupunkivuoden 2012 ohjelmassa
MenoksiMetsään! – Helsinki metropolin karttapalvelu
Viherkehän luontoon hyväksyttiin mukaan Helsingin
designpääkaupunkivuoden 2012 (World Design Capital Helsinki 2012) ohjelmaan. Hankkeen tavoitteena
oli tuoda esille karttasuunnittelun ja palvelumuotoilun
merkitystä toteutettaessa karttoja ja monikanavaisia
sähköisiä karttapalveluita. Hanke perustuu keskeisiltä
osiltaan Tekes-rahoitteiseen MenoMaps-projektiin ja
sen teemana on erityisesti luonnossa liikkujan karttapalvelut. Hankkeen puitteissa on toteutettu monipuoliset
kartat ns. Pääkaupunkiseudun Viherkehän alueelta,
johon lasketaan tavallisesti kuuluvaksi Nuuksion lisäksi
Sipoonkorpi, Meiko ja Porkkalanniemi, jotka ovat
laajoja ulkoiluun tarkoitettuja alueita pääkaupunkia
kiertävän Kehä III:n ulkopuolella. Suuria metsäalueita
on myös Tuusulan Ruotsinkylässä ja Vantaan PetikkoVestrassa. Hanke jatkuu ja sen puitteissa toteutetaan
suuriin monikosketusnäyttöihin perustuva karttasovellus Suomen luontokeskus Haltiaan, joka avataan
Nuuksiossa kesäkuussa 2013.
Go to the Woods! — Maps for outdoor
activities in the World Design Capital Helsinki
2012 programme
Go to the Woods! — Access to the Helsinki Metropolitan
Green Belt was accepted as a project to be included in the
World Design Capital Helsinki 2012 programme. The
project aimed to demonstrate the importance of map and
service design when implementing map-based multichannel services. The work has been based, to a large extent,
on the results from the MenoMaps research projects,
funded by Tekes — the Finnish Funding Agency for
Technology and Innovation. The MenoMaps-project is
thematically oriented towards conducting research on new
kinds of map services for outdoor activities. Innovative
maps have been designed that cover the so-called Helsinki
Metropolitan Green Belt. The area covers such places as
Nuuksio, Sipoonkorpi, Meiko and Porkkalanniemi, which
are large nature areas for recreation outside Ring Road
III, a highway that skirts the Helsinki Metropolitan Area.
Other large nature areas within Green Belt include Ruotsinkylä in Tuusula and Petikko-Vestra in Vantaa. Go to
the Woods! is an ongoing project and a large, multi-touch,
screen-based map installation will be implemented in the
Finnish Nature Centre Haltia, which will be opened in
Nuuksio in June 2013.
Contact person: Tapani Sarjakoski
Yhteyshenkilö: Tapani Sarjakoski
MenoksiMetsään!-hankkeessa on sovellettu monikanavaperiaatetta niin, että käyttäjä voi hyödyntää kuhunkin käyttötilanteeseen parhaiten soveltuvaa kanavaa vuorovaikutteisten karttojen tarkasteluun.
The multi-channel principle adopted in the Go to the Woods! project comprises usage of several interaction channels. In a
distinct usage situation the user can interact with the maps through the most suitable channel.
44
45
Muuttuva Maa
Uusi hyperspektrilidar tuottaa
kolmiulotteista väritietoa
Geodeettisessa laitoksessa (GL) kehitetty hyperspektrilidar on maailman ensimmäinen monikanavainen
laserkeilain, joka yhdistää hyperspektrimittauksen ja
kolmiulotteisen mittauksen.
GL:ssa vuosina 2011–2012 kehitetyn hyperspektrilaserkeilaimen näkyvin tulos on kokonaan uudenlainen
mittaustapa, jolla saadaan kohteesta sekä monikanavainen sävyarvotieto että pistepilvi, joka mahdollistaa
käytännössä kohteen automaattisen tunnistuksen ja
mallintamisen. Mittalaite tuottaa siten kolmiulotteista
värikuvaa myös yöaikaan. Laitteella voidaan mitata
kolmiulotteisesti spektrin kanavasuhteiden jakaumaa ja
Uusia tuloksia: omenapuun 3D-mallista (vasemmalla)
on mahdollisuus erottaa värien avulla puun osat ja
tarkastella esimerkiksi puun ja omenoiden terveyttä
puun eri osissa.
Kuvat: Teemu Hakala
New results: a 3D model of an apple tree, where
different parts of the plant (including rotten apples)
can be identified.
Photo and image: Teemu Hakala
46
Changing Earth
The new hyperspectral lidar produces
simultaneous colour and topographic
information
The new hyperspectral laser scanner developed at the FGI
is the first multi-channel laser scanner that combines topographic and spectroscopic information.
The novelty of the new instrument, which was developed at the FGI in 2011-2012, is in the new way of
measuring 3D spectral information: every point in the
laser point cloud includes an 8-channel spectrum. The
new data type revolutionizes target recognition because it
facilitates the spatial modelling and visualization of important target properties, such as the effects of drying in tree
näin esimerkiksi erottaa tarkasti kuivuneet kohdat puun
oksistossa. Samalla tavalla voidaan mitata muun muassa
klorofylli- tai typpi-indeksiä ja ravinteiden kiertoa tai
tunnistaa kuolleita osia kasvissa. Esimerkkinä tästä on
alla oleva kuva. Hyperspektrilaserkeilaimella voidaan
erottaa mädät omenat tuoreista. Spektroskopialla mitataan kasvillisuuden stressivasteita, ravinteiden kiertoa
ja tuottavuutta sekä tunnistetaan kasvilajeja. Paikka- ja
spektritiedon yhdistämisellä voidaan kartoittaa monia
muitakin tavanomaisilla laitteilla hankalasti mitattavia
tietoja, kuten lumen kidekokoa suurilla alueilla tai eri
mineraalien jakautumista maaperän kerrostumissa.
canopies. Similarly, it is possible to map the chlorophyll
or nitrogen indices over the target and to investigate the
cycling of water or nutrients within the plant or recognize
dead biomass. As an example, a 3D model of an apple
tree is presented in the figure, where different parts of the
plant (including rotten apples) can be identified.
The water and nutrient cycles, stress response and productivity of plants can be monitored using spectroscopic
methods. Spectroscopy is also applied in plant species
identification. Combining spectroscopy with spatial information enhances the monitoring approach and enables a
number of new applications, such as the laser-based monitoring of snow grain size or the distribution of minerals in
rock sediments.
Yhteyshenkilöt: Sanna Kaasalainen ja Teemu Hakala
Contact persons: Sanna Kaasalainen and Teemu Hakala
Lisätietoa: www.fgi.fi/activesensing
More information: www.fgi.fi/activesensing
47
Muuttuva Maa
Itämeren vedenkorkeuden vaihtelu
aiheuttaa maankuoren deformaatiota
Sea level changes in the Baltic Sea deform
the Earth’s crust
Kiinteä maa muuttaa jatkuvasti muotoaan ilmakehän
ja vesimassojen vaihtelevan kuormituksen alla. Maa
jalkojemme alla nousee, laskee ja kallistuu, ja painovoimakin muuttuu. Lyhyillä aikajaksoilla (sekunneista
vuosiin) maa reagoi kuormaan kuin joustava kumipallo, pitkillä aikajaksoilla (vuosisadoista tuhansiin ja
miljooniin vuosiin) kuin hyvin sitkas neste. Lyhyen
aikajakson muutoksia aiheuttavat esimerkiksi merien
veden kierto, ja ilmanpaineen ja maaperän vesivarastojen vaihtelut. Meille ehkä tutuin pitkäaikainen muutos
on jääkauden jälkeinen maannousu Suomessa ja koko
Fennoskandiassa. Sen on aiheuttanut mannerjäätikön
kasvu ja sulaminen, ja se jatkuu yhä edelleen, 10 000
vuotta jään sulamisen jälkeen.
Maankuoren liikkeet näkyvät monissa tarkoissa
geodeettisissa mittauksissa. Mittauksilla saadaan tietoa
liikkeistä ja niiden takana olevista ilmiöistä. Toisaalta,
mittaustarkkuuden parantamiseksi on usein tarpeen
mallintaa ja korjata liikkeiden vaikutus havaintoihin.
Liikkeiden mallintamiseen tarvitaan, paitsi tieto kuorman suuruudesta ja paikasta suhteessa mittauspisteeseen, myös malli maapallon eri kerroksien kimmoisuusja virtausominaisuuksille. Laskun tuloksena saadaan
maanpinnan pysty- ja vaakaliike, painovoiman muutos,
luotiviivan suunnan muutos, ja maanpinnan kallistuman muutos. Näitä voidaan verrata havaintoihin.
Geodeettinen laitos on havainnut kuoren liikkeitä
useilla mittalaitteilla. Pysty- ja vaakaliikkeet näkyvät
tarkoissa GPS-mittauksissa. Metsähovin observatorion
suprajohtava gravimetri mittaa painovoimanmuutoksia
ja Lohjalla Tytyrin kaivokseen sijoitettu pitkä vesivaaka
luotiviivan suunnan ja maankuoren kallistuksen muutosta. Painovoiman muutosta mittaavat satelliitit, kuten
GRACE, eivät havaitse suoranaisesti maankuoren liikkeitä, vaan kuorman, joka aiheuttaa liikkeet, ja maan
muodonmuutoksesta johtuvan painovoimakentän
muutoksen.
The Solid Earth is being deformed constantly due to
changes in, in the load by the atmosphere, oceans, and
continental water storage. The crust under our feet rises,
sinks and tilts, and also gravity is always changing. At
short time intervals (from seconds to years), the Earth’s
response is elastic, while at longer time intervals (from
hundreds of years to millions of years) the Earth reacts like
a highly viscous liquid. Typical phenomena that cause variations during short time intervals include ocean circulation and the redistribution of atmospheric and hydrologic
masses. A well-known long-term change in Fennoscandia
is post-glacial rebound, that is, the land uplift after the
load by the Ice Age ice masses disappeared.
The Finnish Geodetic Institute has been observing
the motions of the crust using different measuring techniques. Vertical and horizontal movements are detected
in GPS time series; the superconducting gravimeter at
the Metsähovi observatory measures the gravity change
and the water tube tilt meter in theTytyri mine in Lohja
measures the change in the tilt. GRACE, which is a satellite that observes the change in gravity, does not directly
measure the movements of the crust; rather, it measures
the attraction of the mass load causing the changes and
the change in the gravity field of the deformed solid
Earth.
We have studied the variable loading caused by the
Baltic Sea. The level of the Baltic Sea varies due to water
being exchanged through the Danish Straits; this variation is several dozen centimetres. A change of 10 cm in
the level of the Baltic corresponds to 40 km3 in volume.
Changes in the wind and air pressure can cause the local
sea level to vary by up to 2 m at hourly-to-daily intervals.
Sea level heights are measured with automatic tide gauges
Itämeren kuormituksen aiheuttama pystysuuntainen liike [mm]
Fennoskandian alueella 9.11.2010 kello 11, verrattuna keskimääräiseen
merenpinnan tilanteeseen. Kuormitusaikasarjoja on laskettu karttaan
merkityillä mustilla pisteillä.
The vertical deformation due to Baltic Sea loading in millimetres over
Fennoscandia on 9 November 2010 at 11 o’clock compared to the mean
sea level condition. The black dots show the locations of the stations
for which the loading time series have been computed.
48
2010−11−09 11:00 UT
4
0
−4
Olemme tutkineet erityisesti Itämeren aiheuttaman
kuormituksen vaihtelua. Itämeren pinnankorkeus vaihtelee Tanskan salmien kautta tapahtuvan veden vaihdon
takia useita desimetrejä. Pinnankorkeuden muutos esimerkiksi 0,1 metriä vastaa 40 km3 tilavuuden muutosta.
Tuulen ja ilmanpaineen vaihtelu siirtää Itämeren vesimassaa tuntien ja päivien aikana paikasta toiseen, jolloin
vedenkorkeuden vaihtelut voivat olla paikallisesti jopa
kaksi metriä. Merenkorkeutta mitataan automaattisilla
laitteistoilla, ns. mareografeilla, ja havaintoja jaetaan
lähes reaaliajassa. Olemme käyttäneet BOOS:n (Baltic
Operational Oceanographic Service) verkkopalvelua
(http://www.boos.org). Merenkorkeusmittauksista
lasketaan tunneittain Itämeren senhetkinen pinta rannikolta rannikolle. Kuormitusvaikutus mittauspisteessä
riippuu merenkorkeudesta (ts. kuorman suuruudesta)
ja pisteen etäisyydestä rantaviivasta.
Hankkeen ensi vaiheessa Itämeren kuormitusvaikutus on laskettu geodeettisille havaintopisteille aikavälillä
helmikuusta 2008 joulukuuhun 2012. Poistamalla
laskettu kuormitusvaikutus esimerkiksi millintarkoista
GPS-korkeushavainnoista tai absoluuttisten painovoimanmittauksien tuloksista voidaan parantaa niiden
tarkkuutta, mikä puolestaan auttaa saamaan luotettavampia maannousulukuja.
Muissa hankkeissa tutkimme muun muassa ilmakehän, maaperän vesivaraston ja lumipeitteen kuormitusvaikutuksia. Muinaisten mannerjäätiköiden kuormitusvaikutusta eli jääkauden jälkeistä maannousua
tutkitaan Jenny ja Antti Wihurin säätiön rahoittamassa
post doc -projektissa Ottawan yliopistossa toukokuusta
2013 alkaen.
Contact persons: Maaria Nordman,
Jaakko Mäkinen and Jenni Virtanen
Time series: Vertical deformation due
to Baltic Sea loading in millimetres at
the Metsähovi observatory from the
years 2008 to 2012.
0
−2
−4
Aikasarja: Itämeren kuormituksen
aiheuttama pystysuuntainen liike
millimetreissä Metsähovin asemalla
vuosina 2008-2012.
−6
dU [mm]
2
4
6
Yhteyshenkilöt: Maaria Nordman,
Jaakko Mäkinen ja Jenni Virtanen
and are available in near real-time. We have used heights
provided by BOOS (Baltic Operational Oceanographic
Service, http://www.boos.org). The sea level heights are
used to compute an instantaneous surface over the Baltic
Sea, from coast to coast. The loading effect at a certain
measurement point depends on the sea level height
(amount of load) and distance to the coast.
During the first phase of the study, we computed the
loading effect due to Baltic Sea at different geodetic measurement points between February 2008 and December
2012. The time series for the geodetic GPS or absolute
gravity can be made more reliable by removing the known
loading effects. A more reliable and accurate time series
provides in turn, for example, more accurate land uplift
rates.
In related studies, we are investigating the loading
effects due to the atmosphere, continental water storage
and snow. The loading effects due to ancient ice sheets,
that is, the post-glacial rebound, will be studied in a postdoc project at Ottawa University. The project is being
funded by the Jenny and Antti Wihuri Foundation and
will start in May of 2013.
2008
2009
2010
2011
2012
2013
49
Henkilöstö ja talous
Henkilöstö
Personnel and finance
Vuonna 2012 Geodeettisella laitoksella työskenteli 84
henkilöä, joista määräaikaisia oli 18.
Henkilöstön keski-ikä oli 40,7 vuotta. Geodeettinen
laitos on miesvaltainen tutkimuslaitos, naisia oli 34,5 %
ja miehiä 65,5 % henkilökunnasta.
Henkilöstöstä 90,5 % oli korkeakoulututkinnon
suorittaneita. Tutkijakoulutuksen oli suorittanut
46,4 % henkilökunnasta.
Toimintamenoilla rahoitettiin 49,3 ja ulkopuolisella
rahoituksella 31,4 henkilötyövuotta. Henkilöstökulut
olivat 4 840 110,74 €. Tämä on noin 68% laitoksen
kokonaiskustannuksista.
Työajan osuus säännöllisestä vuosityöajasta oli
81,2 %, tehdyn työajan palkkojen osuus palkkasummasta 77,9 % ja välilliset työvoimakustannukset tehdyn
työajan palkoista 64,1 %.
Personnel
A total of 84 people were employed at the Finnish Geodetic Institute in 2012, including 18 on fixed-term contracts.
The average age of the personnel was 40.7 years. The
Institute is a male-dominated research institute, with
34.5% of the staff being women and 65.5% being men.
Altogether, 90.5% of the personnel had a university
degree and 46.4% had a PhD or a similar degree.
In terms of funding, operating expenses accounted for
49.3 person-years, whereas external funding accounted
for 31.4 person-years. Personnel expenses totalled €
4,840,110.74 in 2012. This accounted for 68% of the
Institute’s total costs.
The percentage of hours worked was 81.2% that of
regular annual working hours. Wages for hours worked
accounted for 77.9% of the total payroll, whereas the indirect labour costs of wages for hours worked was 64.1% of
the total payroll.
Henkilötyövuodet tulosalueittain
Person-years by department
Geodesian ja geodynamiikan osasto
21,77
Geoinformatiikan ja kartografian osasto
13,50
Kaukokartoituksen ja fotogrammetrian osasto
23,76
Navigoinnin ja paikannuksen osasto
9,96
Hallinto- ja tukipalvelut
11,71
Geodesy and Geodynamics
Geoinformatics and Cartography
Remote sensing and Photogrammetry
Navigation and Positioning
Administration and Support Services
50
Rahoitus
Financial information
Geodeettisen laitoksen rahoitus koostui perustoimintaan saadusta valtion talousarviorahoituksesta sekä
maksullisen ja yhteisrahoitteisen toiminnan tuotoista.
Maksullisen toiminnan tuottoja kertyi 701 000
euroa. Maksullisen toiminnan ylijäämätavoite ylitettiin.
Yhteisrahoitteisen toiminnan tuottoja kertyi 2 175
000 euroa ja ne ylittivät vuoden 2011 tason.
The finances of the Finnish Geodetic Institute included
budget income from the government for basic research
and income received both from payable and jointly
financed activities.
Income from payable activities contributed 0,701
milj. EUR. The surplus target for payable activities was
exceeded.
Income for jointly financed activities was 2,175 milj.
EUR.
Rahoitus vuonna 2012
Financial information
Talousarviorahoitus
5,524 miljoonaa euroa
Tuotot
2,876 miljoonaa euroa
Budget finance
Income
5.524 million euros
2.876 million euros
Menot
The expenditure
Laitoksen kokonaismenot olivat 7 088 000 euroa.
The total expenditure of the Institute was 7,088 milj.
EUR.
Kustannukset
The expenses
Kustannusrakenteessa suurin erä oli palkkakustannukset
68 %, käyttökustannusten osuus oli 29 % ja pääomakustannusten 3 %.
Salary expenses still accounted for the majority of the
cost-structure: 68%.
The share of running costs was 29% and the share of
capital-costs was 3%.
51
52
53
Julkaisut 2012 Publications 20122010
Referoidut artikkelit
Peer reviewed articles
Barucci, M. A., Cheng, A., Michel, P., Benner, L. A. M., Binzel,
R. P.,Bland, P. A., Boehnhardt, H., Brucato, J. R., Campo
Bagatin, A.,Cerroni, P., Dotto, E., Fitzsimmons, A., Franchi, I. A., Green, S. F.,Lara, L.-M., Licandro, J., Marty, B.,
Muinonen, K., Nathues, A.,Oberst, J., Rivkin, A. S., Robert,
F., Saladino, R., Trigo-Rodriguez, J.-M.,Ulamec, S. and M.
Zolensky, 2012. MarcoPolo-R near Earth asteroid sample return
mission. Experimental Astronomy, 33: 645–684. doi: 10.1007/
s10686-011-9231-8.
Belskaya, I. N., Bagnulo, S., Stinson, A., Tozzi, G. P., Muinonen,
K., Shkuratov, Y. G., Barucci, M. A. and S. Fornasier, 2012.
Polarimetry of transneptunian objects (136472) Makemake and
(90482) Orcus. Astronomy & Astrophysics, 547(A101), 5 p. doi:
10.1051/0004-6361/201220202.
Bhuiyan, M. Z. H., Zhang, J., Lohan, E. S., Wang, W. and S.
Sand, S, 2012. Analysis of Multipath Mitigation Techniques with
Land Mobile Satellite Channel Model. Radioengineering Journal,
21(4).
Chen, L., Kuusniemi, H., Chen, Y., Pei, L., Kröger, T. and R.
Chen, 2012. Motion Restricted Information Filter for Indoor
Bluetooth Positioning. International Journal on Embedded
and Real-Time Communication Systems, 3(3): 54–66. DOI:
10.4018/jertcs.2012070104.
Chen, L., Pei, L., Kuusniemi, H., Chen, Y., Kröger, T. and R.
Chen, 2012. Bayesian Fusion for Indoor Positioning Using Bluetooth Fingerprints. Wireless Personal Communications, August
2012: 1–11, Springer, DOI: 10.1007/s11277-012-0777-1.
Chen, R., Wang, Y., Pei, L., Chen, Y. and K. Virrantaus, 2012. 3D
Smartphone Navigation Using Geocoded Images. GPS World,
October, 23(10): 36–42 (Cover Story).
Francis, O., Klein, G., Baumann, H., Dando, N., Tracey, R.,
Ullrich, C., Castelein, S., Hua, H., Kang, W., Chongyang,
S., Songbo, X., Hongbo, T., Zhengyuan, L., Pálinkás, V.,
Kostelecký, J., Mäkinen, J., Näränen, J., Merlet, S., Farah,
T., Guerlin, C., Pereira Dos Santos, F., Le Moigne, N.,
Champollion, C., Deville, S., Timmen, L., Falk, R., Wilmes,
H., Iacovone, D., Baccaro, F., Germak, A., Biolcati, E.,
Krynski, J., Sekowski, M., Olszak, T., Pachuta, A., Ågren,
J., Engfeldt, A., Reudink, R., Inacio, P., McLaughlin, D.,
Shannon, G., Eckl, M., Wilkins, T., Van Westrum, D. and
R. Billson, 2012. Final report of the regional key comparison
EURAMET.M.G-K1: European Comparison of Absolute Gravimeters ECAG-2011, Metrologia Technical Supplement, 49:
07014, doi:10.1088/0026-1394/49/1A/07014.
Gritsevich, M.I., Stulov, V.P. and L.I. Turchak, 2012. Consequences for Collisions of Natural Cosmic Bodies with the Earth
Atmosphere and Surface. Cosmic Research, 50(1): 56–64.
Hakala, T., Suomalainen, J., Kaasalainen, S. and Y. Chen, 2012.
Full Waveform Hyperspectral LiDAR for Terrestrial Laser Scanning. Optics Express, 20(7): 7119–7127. http://www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?URI=oe-20-7-7119
Honkavaara, E., Hakala, T., Saari, H., Markelin, L., Mäkynen,
J. and T. Rosnell, 2012. A process for radiometric correction of
UAV image blocks. Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformation (PFG), 2/2012. Online: http://dx.doi.org/10.1127/14328364/2012/0106
Honkavaara, E., Markelin, L., Rosnell, T. and K. Nurminen,
2012. Influence of solar elevation in radiometric and geometric
performance of multispectral photogrammetry. ISPRS Journal of
Photogrammetry and Remote Sensing, 67(1): 13–26.
Hyyppä, J., Holopainen, M. and H. Olsson, 2012. Editorial: Laser Scanning in Forests. Remote Sensing, 4(10): 2919–
2922.
doi:10.3390/rs4102919.
http://www.mdpi.com/2072-
4292/4/10/2919/
Hyyppä, J., Yu, X., Hyyppä, H., Vastaranta, M., Holopainen,
M., Kukko, A., Kaartinen, H., Jaakkola, A., Vaaja, M.,
Koskinen, J. and P. Alho.Advances in forest inventory using airborne laser scanning, Remote Sensing, 4: 1190–1207.
doi:10.3390/rs4051190. Online: http://www.mdpi.com/20724292/4/5/1190/
54
Jiang, Z., Pálinkáš, V., Arias, F.E., Liard, J., Merlet, S., Wilmes,
Kukko, A., Kaartinen, H., Hyyppä., J. and Y. Chen, 2012. Multi-
H., Vitushkin, L., Robertsson, L., Tisserand, L., Pereira Dos
platform Mobile Laser Scanning: Usability and Performance. Sen-
Santos, F., Bodart, Q., Falk, R., Baumann, H., Mizushima, S.,
sors, 12 (9): 11712–11733. doi: 10.3390/s120911712.
Mäkinen, J., Bilker-Koivula, M., Lee, C., Choi, I.M., Karab-
Kuusniemi, H., Airos, E., Bhuiyan, M. Z. H. and T. Kröger, 2012.
oce, B., Ji, W., Wu, Q., Ruess, D., Ullrich, C., Kostelecký, J.,
GNSS Jammers: How vulnerable are Consumer Grade Satellite
Schmerge, D., Eckl, M., Timmen, L., Le Moigne, N., Bayer,
Navigation Receivers? European Journal of Navigation, August,
R., Olszak, T., Ågren, J., Del Negro, C., Greco, F., Dia-
10(2):14–21.
ment, M., Deroussi, S., Bonvalot, S., Krynski, J., Sekowski,
Kuusniemi, H., Liu, J., Pei, L., Chen, Y., Chen, L. and R. Chen,
M., Hu, H., Wang, L.J., Svitlov, S., Germak, A., Francis, O.,
2012. Reliability considerations of multi-sensor multi-network
Becker, M., Inglis, D. and I. Robinson, 2012. The 8th Inter-
pedestrian navigation. IET Radar, Sonar & Navigation, 6(3):
national Comparison of Absolute Gravimeters 2009: the first Key
Comparison (CCM.G-K1) in the field of absolute gravimetry.
Metrologia, 49: 666–684. doi:10.1088/0026-1394/49/6/666.
Jiang, Z., Pálinkáš, V., Francis, O., Jousset, P., Mäkinen, J.,
157–164, doi: 10.1049/iet-rsn.2011.0247
Latvala, P. and L. Lehto, 2011. Implementation of INSPIRE Schema Transformation Service. Nordic Journal of Surveying and Real
Estate Research. 8(1): 54–64.
Merlet, S., Becker, M., Coulomb, A., Kessler-Schulz, K.U.,
Liang, X, Hyyppä, J., Kaartinen, H., Holopainen, M. and T.
Schulz, H.R., Rothleitner, Ch., Tisserand, L. and D. Le-
Melkas, 2012. Detecting changes in forest structure over time
quin, 2012. Relative Gravity Measurement Campaign during the
with bi-temporal terrestrial laser scanning data. ISPRS Interna-
8th International Comparison of Absolute Gravimeters (2009).
tional Journal of Geo-Information, (1): 242–255. Online: http://
Metrologia, 49: 95–107.
www.mdpi.com/2220-9964/1/3/242/
Kaartinen, H., Hyyppä, J., Kukko, A., Jaakkola, A. and H.
Liang, X, Litkey, P., Hyyppä, J., Kaartinen, H., Vastaranta, M.
Hyyppä, 2012. Benchmarking the Performance of Mobile Laser
and M. Holopainen, 2012. Automatic stem-mapping us-
Scanning Systems Using a Permanent Test Field. Sensors, 12 (9):
ing single-scan terrestrial laser scanning. IEEE Transactions on
12814–12835. doi: 10.3390/s120912814. Online: http://www.
Geoscience and Remote Sensing 50(2): 661–670. doi: 10.1109/
mdpi.com/1424-8220/12/9/12814/
TGRS.2011.2161613.
Kaartinen, H., Hyyppä, J., Yu, X., Vastaranta, M., Hyyppä, H.,
Lin, Y. and J. Hyyppä, 2012. Automatic extraction of parallel edges
Kukko, A., Holopainen, M., Heipke, C., Hirschugl, M.,
based on eigenvalue analysis and collateral expansion. Interna-
Morsdorf, F., Naesset, E., Pitkänen, J., Popescu, S., Solberg,
tional Journal of Remote Sensing, 33(2): 382–395. doi:10.1080
S., Bernd, M. and J. Wu, 2012. An International Comparison
/01431161.2010.532517.
of Individual Tree Detection and Exctraction Using Airborne
Lin, Y. and J. Hyyppä, 2012. Multiecho-Recording Mobile Laser
Laser Scanning. Remote Sensing, 4(4): 950–974. doi: 10.3390/
Scanning for Enhancing Individual Tree Crown Reconstruction.
rs4040950. Online: http://www.mdpi.com/2072-4292/4/4/950/
IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 50 (11):
Karjalainen, M., Kankare, V., Vastaranta, M., Holopainen, M.
4323–4332. doi: 10.1109/TGRS.2012.2194503.
and J. Hyyppä, 2012. Prediction of Plot-Level Forest Variables
Lin Y., Hyyppä, J., Jaakkola, A. and M. Holopainen, 2012.
Using TerraSAR-X Stereo SAR Data, Remote Sensing of Envi-
Characterization of mobile LiDAR data collected with mul-
ronment, 17(2): 338-347. Online: http://dx.doi.org/10.1016/j.
tiple echoes per pulse from crowns during foliation. Scan-
rse.2011.10.008
dinavian Journal of Forest Research, 27(3): 298–311. doi:
Kasvi, E., Vaaja, M., Alho, P., Hyyppä, H., Hyyppä, J., Kaartinen,
10.1080/02827581.2011.635154.
H. and A. Kukko, 2012. Morphological changes on meander
Lin, Y., Hyyppä, J., Jaakkola, A. and X. Yu.Three-level frame and RD-
point bars associated with flow structure at different discharges.
schematic algorithm for automatic recognition of individual trees
Earth Surface Processes and Landforms. doi: 10.1002/esp.3303.
from MLS point clouds. International Journal of Remote Sensing,
Kettunen, P., Irvankoski, K., Krause, C. M., Sarjakoski, T. and
33(6): 1701–1716. doi: 10.1080/01431161.2011.599349.
L. T. Sarjakoski, 2012. Geospatial images in the acquisition of
Lin, Y., Hyyppä, J., Kukko, A., Jaakkola, A. and H. Kaartinen,
spatial knowledge for wayfinding. Journal of Spatial Informa-
2012. Tree Height Growth Measurement with Single-Scan Air-
tion Science, 5: 75–106. Online:
borne, Static Terrestrial and Mobile Laser Scanning. Sensors, 12
http://dx.doi.org/10.5311/
JOSIS.2012.5.85.
Kettunen, P., Sarjakoski, L. T., Ylirisku, S. and T. Sarjakoski,
(9): 12798–12813. doi: 10.3390/s120912798. http://www.mdpi.
com/1424-8220/12/9/12798/
2012. Web Map Design for a Multipublishing Environment
Lindqvist, H., Muinonen, K., Nousiainen, T., Um, J., Mcfar-
Based on Open APIs. In: Cartwright, W., Gartner, G., Meng, L.
quhar, G.M., Haapanala, P., Makkonen, R. and H. Hak-
and M. P. Peterson, (eds.), Online Maps with APIs and WebSer-
karainen, 2012. Ice-cloud particle habit classification using
vices, Lecture Notes in Geoinformation and Cartography, Part
principalcomponents. J. Geophys. Res., 117, D16206, 12 p.
3, 177–193, Springer. Online: http://dx.doi.org/10.1007/978-3-
doi:10.1029/2012JD017573.
642-27485-5_12.
55
Julkaisut 2012
Liu, J., Chen, R., Chen, Y., Pei, L. and L. Chen, 2012. iParking: An
Schwarzbach, F., Sarjakoski, T., Oksanen, J., Sarjakoski, L.T.
Intelligent Indoor Location-Based Smartphone Parking Service.
and S. Weckman, 2012. Physical 3D models from LIDAR data
Sensors, 12(11):14612–14629, doi:10.3390/s121114612.
as tactile maps for visually impaired persons. In: Buchroithner,
Liu, J., Chen, R., Pei, L., Guinness, R. and H. Kuusniemi, 2012.
M. (ed.), True-3D in Cartography, Autostereoscopic and Solid
Hybrid smartphone indoor positioning solution for mobile LBS.
Visualisation of Geodata, Lecture Notes in Geoinformation and
Sensors, 12(12): 17208–17233; doi:10.3390/s121217208.
Cartography, Springer Heidelberg, pp. 169–183. Online: http://
Markelin, L., Honkavaara, E., Schläpfer, D., Bovet, S. and I.
Korpela, 2012. Assessment of radiometric correction methods for
www.springer.com/earth+sciences+and+geography/geography/
book/978-... (21/09/11).
ADS40 imagery. Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinforma-
Sękowski M., Krýnski J., Dykowski P. and J. Mäkinen, 2012. Ef-
tion (PFG), 4/2012. Online: http://dx.doi.org/10.1127/1432-
fect of laser and clock stability and meteorological conditions on
8364/2012/0115
gravity surveyed with the A10 free-fall gravimeter – first results.
Muinonen, K., Granvik, M., Oszkiewicz, D., Pieniluoma, T. and
Reports on Geodesy, 92(1): 47–59.
H. Pentikäinen, 2012. Asteroid orbital inversion using a virtual-
Vastaranta, M., Kankare, V., Holopainen, M., Yu, X., Hyyppä, J.
observation Markov-chain Monte Carlo method. Planetary and
and H. Hyyppä, 2012. Combination of individual tree detection
Space Science 73: 15–20.
and area-based approach in imputation of forest variables using
Muinonen, K., Mishchenko, M. I., Dlugach, J. M., Zubko,
E.,Penttilä, A. and G. Videen, 2012. Coherent backscat-
airborne laser data. ISPRS Photogrammetry and Remote Sensing,
67: 73–79. doi: 10.1016/j.isprsjprs.2011.10.006.
tering numerically verified for a finite volume of spherical par-
Vastaranta, M., Korpela, I., Uotila, A., Hovi, A. & Holopainen,
ticles. Astrophysical Journal, 760: 118, 11 p. doi:10.1088/0004-
M. 2012. Mapping of snow-damaged trees in bi-temporal air-
637X/760/2/118.
borne LiDAR data. European Journal of Forest Research, doi:
Muinonen, K. and G. Videen, 2012. A phenomenological singles
10.1007/s10342-011-0593-2
catterer for studies of complex particulate media. Journal of
Zubko, E., Muinonen, K., Shkuratov, Yu., Hadamcik,
Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 113: 2385–
E.,Levasseur-Regourd, A.-C., and G. Videen, 2012. Evaluating
2390.
the anomalous carbon depletion found by the Stardust mission in
Oszkiewicz, D., Muinonen, K., Virtanen, J., Granvik, M. and E.
Comet 81P/Wild 2. Astronomy and Astrophysics, 544, L8, 4 p.
Bowell, 2012. Modeling collision probability for Earth-impactor
2008 TC3. Planetary and Space Science, 73: 30–38.
Oszkiewicz, D. A., Bowell, E., Wasserman, L. H., Muinonen,
K.,Penttilä, A., Pieniluoma, T., Trilling, D. E., and C. A.
Thomas, 2012. Asteroid taxonomic signatures from photometric
Geodeettisen laitoksen sarjat Publication series of the FGI
Matikainen, L., 2012. Object-based interpretation methods for
phase curves. Icarus, 219: 283–296.
Pei, L., Guinness, R., Liu, J., Chen, W., Kuusniemi, H. and R.
Chen, 2012. Using LS-SVM Based Motion Recognition for
Smartphone Indoor Wireless Positioning. Sensors, 12: 6155–
mapping built-up areas. Publications of the Finnish Geodetic Institute, 147. Dissertation. 210 pages.
Puttonen, E., 2012. Tree Species Classification with Multiple Source
Remote Sensing Data. Publications of the Finnish Geodetic Insti-
6175; doi:10.3390/s120506155.
Rosnell, T. and E. Honkavaara, 2012. Point Cloud Generation
from Aerial Image Data by Quadrocopter Type Micro Unmanned
tute, 145. Dissertation. 162 pages.
Suomalainen, J., 2012. Empirical Studies on Multiangular, Hyper-
Aerial Vehicle and Digital Still Camera. Sensors, 12: 453–480.
spectral, and Polarimetric Reflectance of Natural Surfaces. Publi-
Ruotsalainen, L., Kuusniemi, H., Bhuiyan, M. Z. H., Chen, L.
cations of the Finnish Geodetic Institute, 146. Dissertation. 144
and R. Chen, 2012. A Two-dimensional Pedestrian Navigation
pages. Online: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-711-291-8
Solution Aided with a Visual Gyroscope and a Visual Odometer.
GPS Solutions. DOI: 10.1007/s10291-012-0302-8
Sarjakoski, L. T., Kettunen, P., Flink, H.-M., Laakso, M., Rönneberg, M. and T. Sarjakoski, 2012. Analysis of verbal route
descriptions and landmarks for hiking. Personal and Ubiquitous Computing, 16(8): 1001–1011.
Online: http://dx.doi.
org/10.1007/s00779-011-0460-7 (21/09/11).
Sarjakoski, T., Kovanen, J. and L. T. Sarjakoski, 2012. Map-Based
LBSs for Hiking – a Review of Requirements, Existing Solutions,
and Future Trends. In: Chen, R., (ed.), Ubiquitous Positioning
and Mobile Location-Based Services in Smart Phones, U.S.A.,
IGI Global, 297–321. Online: http://dx.doi.org/10.4018/978-14666-1827-5.ch011.
56
Referoidut kokousjulkaisut
Peer reviewed conference publications
Bhuiyan, M. Z. H., Kuusniemi, H., Chen, L., Ruotsalainen, L.,
Pei, L., Guinness, R. and R. Chen, 2012. Utilizing Building
Layout for Performance Optimization of a Multi-Sensor Fusion
Model in Indoor Navigation. ICL GNSS 2012, Munich, Germany, 25–27 June, 2012, 6 pages.
Chen, L., Yang, L.-L. and R. Chen, 2012. Time Delay Tracking for
Koivula, H., Kuokkanen, J., Marila, S., Tenhunen, T., Häkli,
Positioning in DTV Networks. Proceedings of the International
P., Kallio, U., Nyberg, S. and M. Poutanen, 2012. Finnish
Conference on Ubiquitous Positioning, Indoor Navigation and
Permanent GNSS Network. Proceedings of the 2nd International
Location-Based Service (UPINLBS 2012), Oct. 2–4 2012, Hel-
Conference and Exhibition on Ubiquitous Positioning, Indoor
sinki, Finland.
Navigation and Location-Based Service (UPINLBS 2012), 3–4
Honkavaara, E., Kaivosoja, J., Mäkynen, J., Pellikka, I., Pesonen, L., Saari, H., Salo, H., Hakala, T., Markelin, L. and
October 2012, Helsinki, Finland. IEEE Catalog Number: CFP1252K-ART. ISBN: 978-1-4673-1909-6.
T. Rosnell, 2012. Hyperspectral reflectance signatures and point
Kovanen J., Oksanen J., Sarjakoski L. T. and T. Sarjakoski, 2012.
clouds for precision agriculture by light weight UAV imaging sys-
Simple Maps – A Concept of Plain Cartography in Mobile Con-
tem, ISPRS Ann. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci.,
text for Elderly Users. Proceedings of the GISRUK 2012, April
I-7, 353–358. doi:10.5194/isprsannals-I-7-353-2012
11–13, 2012, Lancaster University, UK.
Häkli, P. and H. Koivula, 2012. Transforming ITRF Coordinates
Krooks, A., Kaasalainen, S., Raumonen, P., Kaasalainen, M.,
to National ETRS89 Realization in the Presence of Postglacial
Kaartinen, H., Kukko, A., Puttonen, E., Liski, J., Holo-
Rebound: An Evaluation of the Nordic Geodynamical Model in
painen, M. and M. Vastaranta, 2012. Branch growth and tree
Finland. Proceedings of the 2009 IAG Symposium, Buenos Aires,
change detection using terrestrial laser scanning. SilviLaser 2012
Argentina, 31 August 31 – 4 September 2009. Eds. S.C. Kenyon,
proceedings, 16–19 September 2012 –Vancouver, Canada.
M.C Pacino & U.J. Marti. International Association of Geodesy
Kuusniemi, H., Bhuiyan, M. Z. H., Ström, M., Söderholm, S.,
Symposia, Vol. 136. Springer Verlag, 77–86, doi: 10.1007/978-
Jokitalo, T., Chen, L., and R. Chen, 2012. Utilizing pulsed
3-642-20338-1_5.
pseudolites and high-sensitivity GPS for ubiquitous outdoor/
Jokela, J., Häkli, P., Poutanen, M., Kallio, U. and J. Ahola,
2012. Improving length and scale traceability in local geodynami-
indoor satellite navigation, accepted in Indoor Positioning and
Indoor Navigation (IPIN) Conference, Sydney, Australia.
cal measurements. In: Geodesy for Planet Earth. Proceedings of
Latvala, P., Lehto, L. and J. Kähkönen, 2012. Renewal of the Eu-
the 2009 IAG Symposium, Buenos Aires, Argentina, 31 August
roGeoNames Central Service. INSPIRE Conference, June 23–27,
31 – 4 September 2009. Eds. S.C. Kenyon, M.C Pacino & U.J.
2012, Istanbul, Turkey. Online: http://inspire.jrc.ec.europa.eu/
Marti. International Association of Geodesy Symposia, Vol. 136.
Springer Verlag, 59–66, doi: 10.1007/978-3-642-20338-1_8.
events/conferences/inspire_2012/index.cfm.
Lehto, L., 2012. Schema Transformation as a Tool for Data Reuse in
Jokela, J., Pollinger, F., Doloca, N.R. and K. Meiners-Hagen,
Web Service Environment. The Fourth International Conference
2012. A comparison of two weather data acquisition methods for
on Advanced Geographic Information Systems, Applications and
the calibration of the PTB geodetic baseline. Paper no. TC14-
Services, ”GEOProcessing 2012”, Jan 30 – Feb 4, 2012, Valencia,
O-18 in Proceedings of the XX IMEKO World Congress “Me-
Spain.
trology for Green Growth”, September 9–14, 2012, Busan, Republic of Korea. 6 p. ISBN 978-89-950000-5-2-95400.
Matikainen, L., Karila, K., Litkey, P., Ahokas, E., Munck, A.,
Karjalainen, M. and J. Hyyppä, 2012. The Challenge of Auto-
Kallio, U., Koivula, H., Nyberg, S., Häkli, P., Rouhiainen, P.,
mated Change Detection: Developing a Method for the Updating
Saaranen, V., Cirule, Z., Dobelis, D. and V. Golovka, 2012.
of Land Parcels, ISPRS Ann. Photogramm. Remote Sens. Spatial
GNSS antenna offset field test in Metsähovi. Proceedings, FIG
Inf. Sci., I-4: 239–244, Online: http://www.isprs-ann-photo-
Working Week 2012, Knowing to manage the territory, protect
the environment, evaluate the cultural heritage. Rome, Italy, 6–10
May 2012.
Kallio U. and M. Poutanen, 2012. Can we really promise a mmaccuracy for the local ties on a geo-VLBI antenna. In: Geodesy for
gramm-remote-sens-spatial-inf-sci.net/I-4/239/2012/
Oksanen, J., Joukola, M., Teiniranta, R., Suikkanen, J. and T.
Sarjakoski, 2012. Updating of the Finnish drainage basin system and register – Case VALUE. INSPIRE Conference, Istanbul,
Turkki, June 23–27, 2012.
Planet Earth. Proceedings of the 2009 IAG Symposium, Buenos
Pei, L., Liu, J., Guinness, R., Chen, Y., Kröger, T. Chen, R. and L.
Aires, Argentina, 31 August 31 – 4 September 2009. Eds. S.C.
Chen L. 2012. The Evaluation of WiFi Positioning in a Bluetooth
Kenyon, M.C Pacino & U.J. Marti. International Association
and WiFi Coexistence Environment. In Proceedings of 2nd Inter-
of Geodesy Symposia, Vol. 136. Springer Verlag, 35–42, doi:
national Conference on Ubiquitous Positioning, Indoor Naviga-
10.1007/978-3-642-20338-1_5.
tion and Location-Based Service (UPINLBS 2012), Helsinki 2–5
Koivula, H., Häkli, P., Jokela, J., Buga, A. and R. Putrimas,
October, IEEE, 2012.
2012. GPS Metrology – Bringing Traceable Scale to Local Crustal
Ruotsalainen, L., Bancroft, J. and G. Lachapelle, 2012. Mitiga-
Deformation GPS Network. Proceedings of the 2009 IAG Sym-
tion of Attitude and Gyro Errors through Vision Aiding, Proceed-
posium, Buenos Aires, Argentina, 31 August 31 – 4 September
ings of Indoor Positioning and Indoor Navigation (IPIN) Confer-
2009. Eds. S.C. Kenyon, M.C Pacino & U.J. Marti. Internation-
ence, Sydney, Australia, 13–15 Nov, 2012, IEEE Xplore, in press.
al Association of Geodesy Symposia, Vol. 136. Springer Verlag,
105–112, doi: 10.1007/978-3-642-20338-1_5.
57
Julkaisut 2012
Ruotsalainen, L., Bancroft, J., Lachapelle, G., Kuusniemi, H.
Kukko, A., Kaartinen, H., Hyyppä, J. and Y. Chen, 2012. Mul-
and R. Chen, 2012. Effect of Camera Characteristics on the Ac-
tiplatform approach to mobile laser scanning. ISPRS Archives,
curacy of a Visual Gyroscope for Indoor Pedestrian Navigation, In
XXII ISPRS Congress, Technical Commission V, 25 August – 01
Proceedings of 2nd International Conference on Ubiquitous Po-
September 2012, Melbourne, Australia, Editor(s): M. Shortis, J.
sitioning, Indoor Navigation and Location-Based Service (UPINLBS 2012), Helsinki 2–5 October, IEEE, 2012.
Mills, Volume XXXIX-B5, 483–488.
Kuusniemi, H., Airos, E., Bhuiyan, M. Z. H. and T. Kröger,
Ruotsalainen, L., 2012. Visual Gyroscope and Odometer for Pe-
2012. Effects of GNSS Jammers on Consumer Grade Satel-
destrian Indoor Navigation with a Smartphone, in Proceedings of
lite Navigation Receivers, European Navigation Conference on
ION GNSS 2012, 19–21 September, 2012, Nashville, TN, USA,
Global Navigation Satellite Systems (ENC GNSS), 25–27 April,
2012. ION GNSS student winner, 2422–2431.
2012, Gdansk, Poland.
Saarela, S., Kangas, A., Tuominen, S., Holopainen, M., Hyyppä,
Mäkinen, J., 2012. Gravity gradients above piers in absolute gravim-
J., Vastaranta, M. and V. Kankare, 2012. Comparing perfor-
etry: use remove-restore for the pier attraction. In: Peshekhonov
mances of ALS and Landsat 7 ETM+ satellite optical data in strat-
V.G. (ed.), Proceedings of the IAG Symposium on Terrestrial
ification-based sampling method for large-area forest inventory.
Gravimetry (TG-SMM2010), Saint Petersburg, Russia, 22–25
SilviLaser 2012 proceedings, 16–19 September 2012 Vancouver,
Canada.
June 2010, 90–97.
Ruotsalainen, L., Bancroft, J., Kuusniem,i H., Lachapelle, G.
Tanhuanpää, T., Vastaranta, M., Holopainen, M., Kankare, V.,
and R. Chen, 2012. Utilizing Visual Measurements for Obtain-
Raisio, J., Alho, P. Hyyppä, J. and H. Hyyppä, 2012. Mapping
ing Robust Attitude and Positioning for Pedestrians, ION GNSS
and monitoring urban trees using airborne scanning LiDAR and
2012, 19–21 September, 2012, Nashville, TN, USA, 2012,
tree register data. In Coops, N. & Wulder, M. (Eds.) SilviLaser
2454–2461.
2012 proceedings, 16–19 September 2012 –Vancouver, Canada.
Wang, Y., Chen, R., Pei, L., Chen, Y. and K. Virrantaus, 2012.
3D Personal Navigation in Smart Phone using Geocoded Images,
Proceedings of IEEE/ION PLANS2012, pp:584–589, Myrtle
Beach, USA, 23–26 April 2012.
Kirjat
Books
Vastaranta, M., Holopainen, M., Hyyppä, J., Karjalainen, M.
Bhuiyan, M. Z. H. and E. S. Lohan E. S., 2012. Multipath Miti-
and H. Hyyppä, 2012. Forest mapping and monitoring using ac-
gation Techniques for Satellite-based Positioning Applications.
tive 3D remote sensing –review of a PhD thesis. In Coops, N. and
Book Chapter in Global Navigation Satellite Systems: Signal,
Wulder, M. (eds.). SilviLaser 2012 proceedings, 16-19 September
Theory and Applications, Shuanggen Jin (Ed.), ISBN: 978-953-
2012 –Vancouver, Canada.
307-843-4, InTech.
Vastaranta, M., Holopainen, M., Karjalainen, M., Kankare,
Chen, R., 2012. Ubiquitous Positioning and Mobile Location-Based
V., Hyyppä, J., Kaasalainen, S. and H. Hyyppä, 2012. SAR
Services in Smart Phones. doi: 10.4018/978-1-4666-1827-5.
radargrammetry and scanning LiDAR in predicting forest canopy
Pennsylvania, US. IGI-Global. http://www.igi-global.com/book/
height. Proceedings of IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium 22. –27.7.2012, Munich, Germany.
ubiquitous-positioning-mobile-location-based/62617
Chen, R., 2012. A-GNSS Positioning in Smart Phones. In R. Chen
(Ed.), Ubiquitous Positioning and Mobile Location-Based Services in Smart Phones. doi: 10.4018/978-1-4666-1827-5. Penn-
Muut kokousjulkaisut
Other conference publications
Chen, Y., Liu, J., Ruotsalainen, L., Chen, L., Kröger, T., Kuusniemi, H., Pei, L., Chen, R., Tenhunen, T. and Y. Wang, 2012.
sylvania, US. IGI-Global.
Chen, R., 2012. Introduction to smart phone positioning. In R.
Chen (Ed.), Ubiquitous Positioning and Mobile Location-Based
Services in Smart Phones, 1–31. doi: 10.4018/978-1-46661827-5. Pennsylvania, US. IGI-Global.
Lane detection based on a visual-aided multiple sensors platform,
Chen, R., Pei, L. and H. Leppäkoski, 2012. WLAN and Bluetooth
Proceedings of ION PLANS 2012, 23–26 April 2012, Myrtle
positioning in smart phones. In R. Chen, (Ed.), Ubiquitous Po-
Beach, USA, 740–747.
sitioning and Mobile Location-Based Services in Smart Phones,
Kaartinen, H., Kukko, A., Hyyppä, J. and A. Jaakkola, 2012.
Benchmarking mobile laser scanning systems using a permanent
44–68. doi: 10.4018/978-1-4666-1827-5. Pennsylvania, US.
IGI-Global.
test field. ISPRS Archives, XXII ISPRS Congress, Technical Com-
Kuusniemi, H., Chen, Y., and L. Chen, 2012. Multi-sensor Multi-
mission V, 25 August – 01 September 2012, Melbourne, Austra-
network Positioning. In R. Chen (Ed.), Ubiquitous Positioning
lia, Editor(s): M. Shortis, J. Mills, Volume XXXIX-B5, 471–476.
and Mobile Location-Based Services in Smart Phones, 97–129.
doi: 10.4018/978-1-4666-1827-5. Pennsylvania, US. IGI-Global.
58
Liu, J., 2012. Hybrid positioning with smart phones. In R. Chen (Ed.),
Kallio, U., Nyberg, S., Koivula, H., Jokela, J. and M. Pou-
Ubiquitous Positioning and Mobile Location-Based Services in Smart
tanen, 2012. GPS Operations at Olkiluoto, Kivetty and Ro-
Phones, 159–194. doi: 10.4018/978-1-4666-1827-5. Pennsylvania,
muvaara in 2010. Posiva Working Report 2011-75. POSIVA
US. IGI-Global.
Oy, Olkiluoto. 58 pages.
Pei, L., and Z. Liu, 2012. Location-Based Service and Navigation in Smart
Kettunen, P., Irvankoski, K., Krause, C. M. and L. T. Sarja-
Phones. In R. Chen (Ed.), Ubiquitous Positioning and Mobile Loca-
koski, 2012. Use of landmarks in nature: differences between
tion-Based Services in Smart Phones, 196–229. doi: 10.4018/978-1-
seasons and data collection methods. Special Issue ICSC 2012
4666-1827-5. Pennsylvania, US. IGI-Global.
5th International Conference on Spatial Cognition: Space
Ruotsalainen, L. and H. Kuusniemi, 2012. Visual positioning in a
and Embodied Cognition, Cognitive Processing, 13(Suppl 1):
smartphone. In R. Chen (Ed.), Ubiquitous Positioning and Mo-
S61. Online: http://dx.doi.org/10.1007/s10339-012-0509-1
bile Location-Based Services in Smart Phones, 130–158. doi:
10.4018/978-1-4666-1827-5. Pennsylvania, US. IGI-Global.
(22/08/12).
Kettunen, P. and L. T. Sarjakoski, 2012. Näemmekö metsää
Hyyppä, J., Zhu, L., Liu, Z., Kaartinen, H. and A. Jaakkola, 2012.
puilta? (Eng. Do we recognize the forest over the trees?), Posi-
3D City Modelling and Visualization for Smart Phone Applications.
tio, (2/2012): 10–12. Online: http://www.paikkatietoikkuna.
Book chapter in: Ubiquitous Positioning and Mobile Location-Based
Services in Smart Phones, doi: 10.4018/978-1-4666-1827-5. Pennsylvania, US. IGI-Global.
fi/web/fi/positio_2_12_naemmeko_metsaa_puilta.
Koivula, H., Kallio, U., Nyberg, S., Jokela, J. and M. Poutanen, 2012. GPS Operations at Olkiluoto in 2011. Posiva
Working Report 2012-36. POSIVA Oy, Olkiluoto. 58 pages.
Kukko, A., Jaakkola, A. and J. Hyyppä, 2012. GL suunnan-
Muut julkaisut ja raportit
Other publications and reports
Alho, P., Hyyppä, H., Koivumäki, L., Koljonen, S., Huttula, T., Vaaja,
M., Kasvi, E., Lotsari, E., Kukko, A., Kurkela, M., Kaartinen, H.,
näyttäjänä kaupunkien 3D-mallinnuksessa. Positio 1/2012,
13–15.
Kuusniemi, H. and M. Z. H. Bhuiyan, 2012. Interference/ Jamming: Signal barred Geospatial World – The Geospatial Industry Magazine, November Edition, 2012.
Flener, C., Hyyppä, J., Ahlavuo, M., Siitonen, M., Vuoripuro, J.,
Laakso, M., Sarjakoski, T., Sarjakoski, L.T., Lehto, L., Har-
Rantanen, H. ja J. Knuuttila, 2012. Mallinnus- ja kartoitusmene-
rie, L., Andreasson, J., Vilén, A., Claassen, G., Peters,
telmien kehittäminen osaksi tulvariskien arvioinnin liiketoimintaa
J. and A. Stoer, 2012. In Laakso, M., Sarjakoski, T. and L.
(GIFLOOD). Toim. Koivumäki, L. ja Alho, P. TEKES loppuraportti
T. Sarjakoski, (eds.), D4.4 – Accessible map and LBS content
04/2012, 79 sivua.
guidelines. Public report, HaptiMap, Haptic, Audio and Vi-
Eränen, D., 2012. Uncertainty-aware drainage basin delineation from
sual Interfaces for Maps and Location Based Services, FP7-
digital elevation models using graphical processing units. Master’s
ICT-224675, Aug 9, 2012, 88 p. Online: http://www.hapti-
Thesis, Department of Information Technologies, Åbo Akademi.
Eränen, D. and J. Oksanen, 2012. Epävarmuuden huomioiva korkeusmallipohjainen valuma-alueanalyysi grafiikkasuorittimilla. Maanmittaustieteiden päivät 2012. Maanmittaustieteiden seura ry:n julkaisuja
49, p. 22 (abstrakti).
map.org/documents.html (09/08/12).
Latvala, P., 2012. Paikkatietoaineistoja WCS-rajapinnan kautta,
Positio, (2/2012): 26–27.
Magnusson, C., Rassmus-Grön, K., Kovanen, J., Sarjakoski.
L. T., Sarjakoski, T., Oksanen, J., Carmien, S., Renteria
Hakala, T., Suomalainen, J. and S. Kaasalainen, 2012. Full Wave-
Bilbao, A., Pielot, M., Poppinga, B., Claassen, G., Ger-
form Hyperspectral LiDAR. XXII International Society for Photo-
hard, M., Baranski, B., Peters, J. and A. Stoer, 2012. In
grammetry & Remote Sensing Congress, 24 Aug–3 Sep 2012. http://
Magnusson, C., Rasmus-Gröhn, K. and E. Deaner, (eds.),
www.int-arch-photogramm-remote-sens-spatial-inf-sci.net/XXXIX-
D1.4 – User requirements and design guidelines for map ap-
B7/459/2012/isprsarchives-XXXIX-B7-459-2012.pdf
plications. Public report, HaptiMap, Haptic, Audio and Vi-
Honkavaara, E., Markelin, L., Arbiol, R. and L. Martínez, 2012.
sual Interfaces for Maps and Location Based Services, FP7-
EuroSDR-Project, Commission 1, Radiometric aspects of digital pho-
ICT-224675, Sep 26, 2012, 36 p. Online: http://www.hapti-
to-grammetric images, Final Report. EuroSDROfficial Publication No
map.org/documents.html (26/09/12).
62. In press.
Kaartinen, H., Hyyppä, J., Kukko, A., Lehtomäki, M., Jaakkola, A.,
Vosselman, G., Oude Elberink, S., Rutzinger, M., Pu, S. and M.
Vaaja, 2012. EuroSDR-Project, Commission II, Mobile Mapping Road Environment Mapping using Mobile Laser Scanning, Final Report. EuroSDR Official Publication No 62.
59
Julkaisut 2012
Magnusson, C., Rassmus-Gröhn, K., Szymczak, D., Fergusson, S.,
McGookin, D., Renteria, A., Dominguez, A., Pielot, M., Poppinga, B., Heuten, W., Kovanen, J., Sarjakoski, T., Sarjakoski, L.
T., Nasr, A., Fretin, J., Gerhard, M. and C. Goldschmidt, 2012.
In Poppinga B., Pielot, M., Cakir-Turgut, E. and W. Heuten (eds.),
D5.3 – Final Applications. Public report, HaptiMap, Haptic, Audio
and Visual Interfaces for Maps and Location Based Services, FP7ICT-224675, Feb 29, 2012, 96 p.
Oksanen, J., 2012. Avoimen tiedon ja yhteisen pallon äärellä (ProGIS
ry:n palsta). Positio 2/2012, s. 28.
Poppinga, B., Pielot, M., Heuten, W., Weller, L., Reichel, S.,
Kelly, P., Rafferty, K., Ferguson, S., Peng, J.-X., Gerhard, M.,
Kovanen, J., Magnusson, C., Molina, M., and D. McGookin,
2012. In Rafferty, K., Ferguson, S., and V. Stewart (eds.), Addendum
to D4.3 Adaptable Toolkit, Restricted report, HaptiMap, Haptic, Audio and Visual Interfaces for Maps and Location Based Services, FP7ICT-224675, Jan 20, 2012, 6 p.
Poutanen, M., Holopainen, M., Häkli, P., Junttila, K., Kallio, U.,
Koivula, H., Nyberg, S., Ollikainen, M., Puupponen, J., Ruotsalainen, R. ja P. Tätilä, 2012. Julkisen hallinnon suositus 184 Kiintopistemittaus EUREF-FIN-koordinaattijärjestelmässä.
Poutanen M., 2012. Space Geodesy: Observing Global Changes. In From
the Earth’s Core to Outer Space (ed. Ilmari Haapala). Lecture notes
in Earth Systems Sciences 137. Chapter 20, pp. 279–293. Springer
Verlag Heidelberg. DOI 10.1007/978-3-642-25550-2_20.
Rassmus-Grön, K., Szymczak,D., Petrie, H., Magnusson, C., McGookin, D., Claassen, C., Flink, H.-M., Laakso, M., Sarjakoski.
L. T., Muñoz Sevilla, J. A., Carmien, S., Renteria Bilbao, A. and
A. D. Garcia, 2012. In Carmien, S. and K. Rassmus-Grön, (eds.),
D1.5 – User tests of the final demonstrator applications. Public report,
HaptiMap, Haptic, Audio and Visual Interfaces for Maps and Location Based Services, FP7-ICT-224675, Oct 3, 2012, 144 p.
Saaranen, V., Rouhiainen, P. and H. Suurmäki, 2012. Precise Levelling
Campaigns at Olkiluoto in 2010 and 2011. Working Report 2012-64.
Posiva Oy, Olkiluoto.
Valsson G., Sigurðsson, Þ., Erlingsson, J. S., Theodórsson, T.,
Mäkinen, J. and V. Saaranen, 2012. Landshæðarkerfi
Íslands
ISH2004 Tækniskýrsla. LMÍ-2012/01. http://www.lmi.is/wp-content/uploads/2012/07/Landshaedarkerfi_taeknuskyrsla.pdf
60
61
62