Suomen ympäristökeskus | Finlands miljöcentral | Finnish Environment Institute

sykefi header valkoinen

Tekoäly ja IoT- vesiriskien ja vesivarojen hallinnassa (ÄlyVesi)

+ Näytä tiedot

Hankkeen perustiedot

Ajankohtaista

ÄlyVesi-hanke on mukana 5G – konenäköpalveluiden kehittämisessä (uutinen, 30.8.2019)

Eagle Eyes -video 

Hallituksen kärkihanke -logo

Vesiriskien ja vesivarojen hallinnassa tekoälyn ja esineiden internetin hyödyntämisen lisääminen avaavat merkittäviä liiketoimintamahdollisuuksia ja tukevat näin kestävää kasvua. Talous- ja väestönkasvun sekä ilmastonmuutoksen seurauksena tulvariskit kasvavat voimakkaasti. Riskeihin sopeutumiseen on tullut tarve kehittää uusia toimintamalleja ja kumppanuuksia. Väestönkasvu on myös lisännyt paineita lisätä energian- ja ravinnontuotantoa vesiympäristössä. Levien ja kasvien hyödyntäminen ravinnoksi ja energiaksi onkin lisääntynyt voimakkaasti. Tekoälyn ja autonomisten ilma-alusten avulla voidaan kartoittaa kiinnostavia kasveja ja arvioida biomassan määrää ympäristössä. Tekoälyn ja IoT:n hyödyntäminen vesiriskien ennustamisessa ja ympäristön seurannassa tukee myös uusien innovaatioiden syntymistä, toimijoiden uudistumista, tehokkuutta sekä aikaansaannoskykyä.

Kuvaus
Maastokuvaus kevät 2019.

Hankkeen tavoitteena on hyödyntää autonomisia ilma-aluksia, konenäköä, IoT –teknologiaa pinta- ja pohjavesiasemilla, ja syväoppimista tulvariskien hallinnassa. Hankkeessa kartoitetaan konenäön avulla kiinnostavia kohteita vesi- ja maaympäristössä seurannan ja biomassan määrän arvioimiseksi sekä arvioidaan jäänlähtöä ja jäätymistä. Hankkeen perustana ovat julkisen sektorin tutkimus-, kokeilu- ja kehittämistarpeet. Hankkeessa käytetään mukana olevien yritysten jo kehittämiä tuotteita ja palveluita, jotta uudet innovaatiot ja toimintamallit saadaan vauhdilla käyttöön, mutta niitä ei hankkeessa kehitetä eteenpäin. ÄlyVesi –hanke on osa hallituksen sinisen biotalouden kärkihanketta.

Työpaketit

Lumme_vai_Ulpukka_Espoo
Lumme vai Ulpukka.
Espoo Pitkäjärvi 24.06.2019

1. Tarkoitus on tunnistaa ja arvioida koneoppimisen ja tekoälyn soveltamismahdollisuuksista vesivarojen hallinnassa ja vesiturvallisuuden lisäämisessä. - kokeillaan yhdessä.

2. Koneoppimista ja pilvipalveluita kehitetään uusiksi tulevaisuuden palveluiksi:

  • hydrologiassa (uoman tila ”jäätilanne”)
  • tulvariskien hallinta & tulviin varautuminen edistämiseksi (vedenkorkeus)
  • ympäristöseurannan tueksi (vesikasvillisuus, vieraslajit) sekä
  • biomassan arvioinnit vesistöissä.
Viro vieraslajit
Vieraslajien kartoitus Virossa >50ha.

Vedenkorkeusasema, Silander, Älyvesi

Huomisen IoT automaattiaasema.
Kuva Jari Silander.

3. Syväoppiminen vedenkorkeuden ennustamisessa - kokeilu.

4. Esineiden internet (IoT) pinta- ja pohjavesien seurannassa. Tarkoitus on arvioida uuden IoT -teknologian soveltuvuutta seurannan eri tehtäviin, jotta laitteen hinta- ja energian kulutusta sekä tiedonsiirron ja varastoinnin kustannuksia voitaisiin alentaa merkittävästi laadun kärsimättä. Hankkeessa rakennetaan, kokeillaan ja arvioidaan IoT -palveluiden toimivuutta pinta- ja pohjavesi-asemilla. Hankkeen aikana asemia kytketään IoT –verkkoon ja arvioida mittalaitteen, tiedonsiirtoverkkojen sekä pilvessä olevien tietopalveluiden toimivuutta sekä yhteensovittamista nykyisten seurantajärjestelmien kanssa.

Menetelmät

Rakkolanjoki
Rakkolanjoki kuvatunnistuskuva
15.2.2019.

IoT:ssa käytetetään LTE, 4G NB-IOT, LoRa ja SigFox verkkoja. Ilma-aluskuvaukset tehdään käyttäen kauko-ohjattavia ilma-aluksia, jotka on varustettu korkean resoluution optisin sekä IR-kameroin. Vertailuaineistoa tuotetaan maastotyönä lajiasiantuntijoiden toimesta. Mallinnuksessa käytetään neuroverkkoja mm. syväoppimista, segmentointia sekä 3D mallinnusta. Palvelutuotannossa käytetään Emblica Analytics Platform:ia.

Kirjallisuutta

  • Koskela, J ym. (2019) Automatic Water Level Measurements by Using Log Cost Cameras in Finland. 27th IUGG General Assembly 11.7.2019.
  • Silander, J. ym. (2019). Tekoäly ja IoT - Vesienhallinnassa. Sytyke 2/2019 ePlaneetta.
  • Mutanen, A. (2018) Jättiputki on kasvi helvetistä – tulevaisuudessa konenäkö ohjaa tuhoajat sen luo. Vaarallista vieraslajia kasvaa Suomessa arviolta 13 000 kohteessa. Maanomistaja on velvollinen hävittämään jättiputket tontiltaan. HS Tiede sivut 2s.
  • Silander, J. (2017). Laitteiden internet kasvaa vauhdilla. Vesitalous, ISSN 0505-3838 2017; 58 (2): 32-33.
  • Silander, J. , Ryttäri, T., Riihimäki, J., Bergström, I., Vanhala, P., Teeriaho, J., Kettunen, J., Kanninen, A., Luotonen, H., Melander, M & Hienonen, P. (2018). Konenäköpalvelu ympäristötiedon tuotannossa vesi-, maa- ja liikennealueilla. Vesitalous, ISSN 0505-3838 2018; 59 (1): 30-34.
  • Silander, J. 2015. Ympäristötiedon Keruun Digitalisointi Lyhentää Arvoketjua Ja Avoin Rajapinta Lisää Tiedon Käytettävyyttä. Ympäristö-lehti. Ympäristöministeriö Ja Suomen Ympäristökeskus, 22 Oct. 2015. Web. 20 Oct. 2015.
  • Silander, ym. (2017). Video machine vision. (You tube -video)
  • Silander, ym. (2017). Blog conservation drones

Lisätietoja

  • Erikoistutkija Jari Silander, Suomen ympäristökeskus SYKE
    p. +358 295 251 638, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi
  • Toimitusjohtaja Teemu Heikkilä, Emblica Oy
    p. +358 400963509, teemu@emblica.fi
  • Toimitusjohtaja Jonas Stjernberg, BVdrone Oy
    p. +358 440 662 566, jonas@bvdrone.com

 

Jättiputki multispektrikameralla 15.8.2019
Jättiputki multispektrikameralla 15.8.2019
© ÄlyVesi -hanke
Fixed wind drone mapping invasives 15.8.2019
Kiinteäsiipinen drooni mahdollista
laajojen alueiden kartoittamisen
(Lahti 15.8.2019).
Julkaistu 25.1.2019 klo 10.45, päivitetty 2.10.2019 klo 14.53

Kohderyhmä: