Ympäristödataa ennakoiden, reaaliaikaisesti ja automaattisesti
Koulutus
Tausta
Satelliittiteknologia, automaattiset mittalaitteet, mobiiliteknologia, mallintaminen ja uudet toimintamallit kuten esimerkiksi joukkoistaminen muuttavat meren ja sisävesien tilan seurantaa jo lähitulevaisuudessa. Aineistojen keruu, käsittely ja jakelu muuttuvat reaaliaikaisiksi, ennakoiviksi ja pääosin automaattisiksi. Digitalisaation ansiosta seurantatiedosta on mahdollista jalostaa käyttökelpoista tieto uusille käyttäjäryhmille.
Uusi läpivirtauslaite veneeseen (2021) © Jari Silander
Tavoite
Pro Quality Data -hankeryhmän tavoitteena on tarjota eri käyttäjäryhmille tuorein mittausaineisto ja ennusteet meren ja järvien veden laadusta ja siinä tapahtuvista muutoksista. Tavoitteeseen edetään käyttäen tiedon tuotannossa reaaliaikaista mittausaineistoa sekä automaattisia laskennallisia algoritmeja ja tietojärjestelmiä, joiden avulla eri lähteistä saatavat mittaukset ja teoreettinen tieto voidaan taloudellisesti ja luotettavasti yhdistää. Yhdistettyä arviota päivitetään aina, kun uutta informaatiota on käytettävissä. Hankkeessa syntyvä, syntetisoitu mittaustieto, vesien tilan reaaliaikainen luokitustieto ja ennusteet jaetaan helposti käytettävässä muodossa karttapohjilla ja graafeina sekä numeerisina aineistona niitä varten kehitetyillä rajapinnoilla.
Pro Quality Data -hanke muuttaa perinteistä tapaa esittää arvioita vesien laadusta ainakin kahdella tavalla:
- Vesistöjen vedenlaatutieto esitetään ja ennustetaan aiemman, yksittäisiin pisteisiin sidottujen aikasarjojen sijaan, paikkaan ja aikaan kiinnittyvinä, jatkuvasti päivittyvinä arvioina.
- Tärkeäksi informaatioksi keskimääräistetyn mittaustiedon rinnalle nousee arvioiden epävarmuus. Se määrittelee yhdistettävien tietolähteiden painoarvot ja antaa käyttäjille numeerisen arvion tiedon luotettavuudesta. Epävarmuudesta käytettävissä olevan tiedon avulla myös tiedon käyttäjät voivat myös itse tehdä päätelmiä niistä vesimuodostumista, vesimuodostumien osista tai ajankohdista, joissa mittauksia tarvitaan lisää tai mittamista voidaan vähentää.
Tuotokset
Hankkeen aluksi määritellään ja kuvataan eri asiakasryhmien käyttäjätarpeet ja järjestelmälle asetut vaatimukset. Tämän jälkeen sovitaan kehitettävän järjestelmän avaruudelliset ja ajalliset erotuskykyvaatimukset ja tuotetaan rutiinit, joiden avulla eri lähteissä syntyvä mittaustieto harmonisoidaan helposti eri tarkoituksiin sopivaan avaruudelliseen ja ajalliseen mittakaavaan. Kullekin mittaustyypille määritetään kyseistä mittaustapaa kuvaava epävarmuus. Se koostuu virheestä, joka liittyy ko. tyypin avaruudelliseen ja ajalliseen edustavuuteen ja toisaalta mittaustapahtumasta ja mittausinstumenteistä johtuvaan virheeseen. Harmonisoinnin jälkeen eri tietolähteistä peräisin oleva tieto yhdistetään, fuusioidaan. Tätä varten hankkeessa kehitetään rekursiiviset laskentarutiinit, jotka ennustuvat vesien tilaa eteenpäin ja päivittävät ennustetta aina, kun uutta aineistoa on saatavilla. Syntyvät ennusteet visualisoidaan karttapohjaisina kuvina ja graafeina sekä tarjotaan asiakkaille myös numeerisena sitä varten rakennettavassa rajapinnassa. Lisäksi tuotetaan koko ajan päivittyvä, harmonisoitu tietovarasto, jota voidaan käyttää mm. optimaalisen mittaustoiminnan ja esimerkiksi meren ja vesienhoidon suunnitteluun.
Havainnot (satelliitti ja in situ havainnot) ja ennusteet visualisoidaan karttapohjaisina kuvaajina ja aikasarjakuvaajina
Lisätietoja
-
Johtava tutkija Olli Malve, Suomen ympäristökeskus SYKE
p. 029 525 1277, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi
-
Erikoistutkija Jari Silander, Suomen ympäristökeskus SYKE
p. 029 525 1638, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi