Laserkeilatut tarkat kartat auttavat taltuttamaan tulvia

Maastokelpoiset mönkijät sopivat laserkeilainten alustaksi. Kuva: Petteri Alho

Suomea kartoitetaan uusin laittein, jotka kulkevat selkärepussa, auton katolla tai vaikka miehittämättömässä lennokissa.

Kannettavilla laserkeilaimilla mittaustarkkuus paranee huimasti entisestä, kun kymmenien senttien sijasta puhutaan senteistä.

Uudelle pistepilviteknologialle eli laserkeilainten tuottamille "kuville" haetaan kiivaasti uusia käyttökohteita ympäri maailmaa ja se on yksi hallituksen kärkihankkeita. Turun yliopisto testaa yhteistyökumppaniensa kanssa menetelmän soveltumista tulvien seurantaan ja ehkäisyyn.

Jokivarsien laserkeilausta tutkiva professori Petteri Alho Turun yliopistosta toteaa, että keveät laserkeilaimet ja dronella tehdyt ilmakuvaukset tuottavat entistä tarkempia arvioita tulvien leviämisestä riskialueilla. Testipaikaksi valikoitui Salon läpi kulkeva Uskelanjoki.

Uskelanjokeen asennettiin ennen kevättulvia neljä isoa kivipaatta Salon kaupungin pohjoispuolelle Perttelin Yyrönkoskeen. Paasien toivotaan jarruttavan jäiden kulkua niin, ettei jääpatoja enää synny kaupungin kohdalle.

Tulevina talvina tutkitaan, miten paadet tehoavat jäämassoihin ja pysyvätkö ne edes paikoillaan. Isot kivenjärkäleet ankkuroitiin pohjaan 17 kuution betoniarkuilla. Myös virtaamien muutokset kiinnostavat.

Jääpadoista ja niiden aiheuttamista tulvista saattaa koitua parinkymmenen miljoonan euron tappiot, jos vesi nousee Salon kaupunkiin ja rakennuksia kastuu, Alho toteaa.

Uskelanjoki ja Salo sopivat tutkimuskohteeksi, sillä joki pakkautuu kaupungin kohdalla kapeaan uomaan. Tulvat nousevat nopeasti, muutamassa tunnissa.

Tutkimus on ainutlaatuista maailmassa, sillä tiettävästi vain Kanadassa on samantapaisia selvityksiä menossa, Alho kertoo.

Alhon mukaan maasta käsin tehtävän mobiililaserkeilauksen avulla saadaan entistä yksityiskohtaisempaa tietoa jokiympäristöstä.

Tarkat tiedot jokiympäristöjen muutoksista ovat tärkeitä, sillä tulvien esiintymisajankohdat ja toistuvuus muuttuvat ilmastonmuutoksen edetessä. Kevään sulamisvesien lisäksi rankkasateet nostavat tulvia.

Jokiympäristöistä ja tulvariskialueista on tähän saakka saatu tietoa lentokoneesta kerättävästä kuva- ja laserkeilausaineistoista, mutta lentokuvaus on kallista.

"Varsinkin syrjäisten paikkojen kartoittaminen on erityisen kallista. Yksi lentokartoitus maksaa siirtolentoineen kymmeniä tuhansia euroja", Alho toteaa.

Alho uskoo, että muutamassa vuodessa mobiililaserkeilaus lyö läpi kaupallisesti ja kartoittamisen kustannukset laskevat.

Alho on mukana Pointcloud-tutkimushankkeessa, joka kehittää pistepilviteknologiaa ja eritoten mobiililaserkeilausta keinona kartoittaa jokiympäristöjä.

Menetelmän tuottaman tiedon perusteella luodaan kolmiulotteisia (3D) karttoja, joiden avulla voi verrata ja testata, miten tulvat leviävät ja miten laajalle ne yltävät.

Viranomaiset voivat hyödyntää mallia tulvakarttojen laatimisessa ja tulvasuojelurakenteiden suunnittelussa.

Vielä parikymmentä vuotta sitten tulva-alueita piirrettiin käsin korkeuskäyrien perusteella. Vuosikymmen sitten päästiin muutaman kymmenen sentin korkeuseroihin ilmakuvien avulla ja nyt puhutaan senteistä.

Kun maaston korkeuserot ovat pieniä, jo muutaman kymmenen sentin tarkennus voi muuttaa tulvasuojelun toimia merkittävästi, toteaa neuvotteleva virkamies Olli-Matti Verta maa- ja metsätalousministeriöstä.

Verta pitää kolmiulotteisten karttojen saamista menestystarinana tulvasuojelussa. Suomessa on yli sata tulville altista kohdetta. Tarkat kartat helpottavat tulvasuunnittelua ja kertovat, mitä tulvien ehkäisemiseksi on tehtävissä.

Korkeuserot ovat olemattomia esimerkiksi Etelä-Pohjanmaalla, missä kärsittiin keväällä tavallista rajummista tulvista.

Suomen rannikkoseuduilla altistuu harvinaisille meritulville vuosittain ehkä 5 000 ihmistä, mutta ilmastonmuutoksen vuoksi määrä voi jopa viisinkertaistua.

Pori on merkittävä riskinpaikka, jos Kokemäenjokeen muodostuu jääpatoja kaupungin kohdalle.

Pari vuotta sitten käväistiin kriisirajalla. Jos sääennusteet olisivat pettäneet hiukankin ja vesi olisi päässyt tulvapenkereiden yli, iso osa kaupungin keskustaa olisi saattanut kastua. Vahingot olisivat olleet miljardiluokkaa.

Tulvansuojelu on vain yksi kohde laserkeilaukselle ja kolmiulotteisille tarkoille kartoille, pieni pintaraapaisu, muistuttaa professori Harri Kaartinen Maanmittauslaitokselta.

Maanmittauslaitos tutkii menetelmää muun muassa metsän­hoidossa, jolloin jokainen puu voidaan mitata ja paikantaa tarkasti. Kaupunkisuunnittelussa menetelmä tarjoaa loputtomasti käyttökohteita, samoin maarakennuksessa ja väylänpidossa.

Maanmittauslaitos haluaa pitää tehdyt laserkeilauskartat avoimina ja julkisina, mikä luo hyvän alustan alan kehittymiselle.

Pointcloud-hanketta rahoittaa Suomen Akatemian Strategisen tutkimuksen neuvosto. Mukana on tutkijoita Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksesta, Aalto-yliopistosta sekä Oulun ja Turun yliopistoista.

Mitä laserkeilaus on?

Laserkeilaus on kolmiulotteinen mittaustekniikka. Laserkeilain tuottaa ympäristöstä suuren joukon kolmiulotteisia pisteitä, joita kutsutaan pistepilviksi.

Pistepilvien avulla voidaan tunnistaa kohteita ja tehdä niistä erilaisia kolmiulotteisia malleja.

Laserkeilaimia voidaan käyttää maalla ja ilmassa. Lentolaserkeilausta on sovellettu Suomessa vuosien ajan.

Maatalouden tukihakemusten lohkokartoissa on käytetty apuna laserkeilausta ja hirviäkin on seurattu samoilla laitteilla.

Mobiililaserkeilauksessa laite kartoittaa ympäristöä maan pinnalta. Keilain voi olla auton katolla tai tutkijan repussa.

Mobiililaserkeilaus on huomattavasti lentolaserkeilausta tarkempaa. Lentokoneeseen sijoitettu laserkeilain mittaa tyypillisesti 1–20 pistettä neliömetriä kohden, kun mobiililaserkeilain kykenee erottamaan jopa 1 000 pistettä neliöltä.

Rakennusten sisällä mittaustulokset saavuttavat milliluokan tarkkuuden.