2/2017

Viherrakenteen 3D-mittauksella hyvinvointia elinympäristöstä

Kirjoittajat: Kaisa Jaalama, Hannu Hyyppä, Marika Ahlavuo, Satu Räty, Arttu Julin, Juho-Pekka Virtanen, Matti Kurkela, Matti Vaaja.

Yhdyskuntien viherrakenne hyvinvointia lisäävänä ekosysteemipalveluna

Viherrakenteella viitataan yhdyskuntarakenteen osaan, joka kattaa kasvullisten alueiden ja niiden välisten viheryhteyksien muodostaman verkoston. Viherrakenne koostuu yhdyskuntien viheralueverkostosta yhdistettynä pihojen kasvullisiin osiin. (Suomen ympäristökeskus 2010). Ekosysteemipalvelujen käsite on tutkimuksessa ja maankäytön suunnittelussa yleistynyt tapa käsitellä ja arvottaa elinympäristömme viherrakennetta ja erityisesti sen ihmiselle tuottamia hyötyjä. Se erottelee luonnon neljä päätehtävää tuotanto-, säätely-, tuki- sekä kulttuuripalveluihin. Vihreällä infrastruktuurilla viitataan puolestaan sekä luonnollisiin että keinotekoisiin luonnon elementteihin, joita on suunniteltu tuottamaan ekosysteemipalveluja, tai joita hoidetaan tässä tarkoituksessa (Suomen ympäristökeskus 2010). Kun luonto samaistetaan palveluihin ja sen ihmiselle tuottamaan hyötyyn, sen arvoa on huomattavasti helpompi argumentoida ja arvioida palvelukeskeisessä maankäytön suunnittelukeskustelussa. Kääntöpuolena se voi asettaa suhteellisen tiukat raamit keskustelulle, jota luonnosta käydään (esim. Peltola 2016)

Mitä kaupunkien viherrakenne ja vihreä infrastruktuuri hyvinvointia edistävänä kulttuuripalveluna tarkoittaa? Elämälle elintärkeiden tuotanto-, tuki- ja säätelypalveluiden (esimerkiksi ilmanlaadun, meluntorjunnan ja ilmastonmuutoksen hidastamisen) lisäksi luonto tuottaa ihmiselle virkistystä ja elämyksiä. Maankäytön suunnittelussa tulee ottaa huomioon, että myös muilla kuin esimerkiksi luonnon monimuotoisuuden kannalta merkittävimmillä alueilla saattaa olla asukkaille arvokkaita ekosysteemipalveluja (esim. Valtioneuvosto 2012). Nykytutkimuksen valossa tiedetään, että kaupungin viherrakenteen eri osineen tuottama hyvinvointi kulttuuripalvelumielessä ei tarkoita vain lenkkimaastoja, vaan lähiviheralueilla ja vihernäkymillä on todettu olevan selviä vaikutuksia yksilön hyvinvointiin ja koettuun asumisviihtyvyyteen (esim. Jäppinen ym. 2014). Vain 15 minuutin viheralueilla oleskelun on todettu vähentävän stressiä ja alentavan verenpainetta (Tyrväinen ym. 2014). Mahdollisuus luonnon aistimiseen on osoittautunut tutkimuksissa asuinympäristön koettua laatua määrittäväksi piirteeksi. VTT:n (Arvola ym. 2010) tutkimuksessa erityisesti piha- ja puistokohteissa luontoyhteys oli eräs yleisimmin mainituista perusteista asunnon arvostamiseen.

Kaupungin viherrakenne ja vihreä infrastruktuuri tunnistetaan siis hyvinvointia edistävänä tekijänä kaupungissa, ja niiden hyvinvointivaikutuksia tutkitaan yhä enemmän. Kasvava kiinnostus yhteisten viherpihojen ylläpitoon kaupungissa sekä oman kerrostalon tontilla tapahtuvaan omaehtoiseen kaupunkiviljelyyn kertovat siitä, että kaavoitettujen viheralueiden käytön lisäksi myös muu vihreä infrastruktuuri ja lähiluonto kiinnostavat asukkaita yhä enemmän. Kiinnostavaa on, miten viherrakenteen osia, esimerkiksi kaupungin lähimetsiä, korttelipihoja tai vaikkapa joutomaita voidaan havainnollistaa ja -mitata, ja miten niiden hyvinvointia luovia vaikutuksia voidaan todentaa ja vertailla?

3D-mittauksen mahdollisuuksista viherrakenteen arvioimisessa ja hyvinvointia generoivan elinympäristön kehittämisessä

3D-mitattu tieto saa lisäarvoa kuntien nykyisellään maankäytön suunnittelussa pääasiallisesti käytetyistä, monipuolisesta (2D-) paikkatietoaineistosta. Paikkatietoaineiston tarjoamaa tietoa esimerkiksi viheralueiden hallinnollisista rajoista, väestön sijoittumisesta, asukkaille suunnattujen viheralueteemaisten PPGIS (Public Participation Geographical Information System) -kyselyjen tuloksista ja yksittäisistä viheralueen kohteista on mahdollista yhdistää 3D-mittaustietoon. 3D-mitattu tieto tuo perinteisemmän paikkatiedon rinnalle tarkkuuden lisäksi myös havainnollisuutta ja täysin uuden tyyppisiä tietoaineistoja (esim. Vaaja ym. 2015).

Mitä 3D-mittaus ja -mallinnus tarkoittavat asukkaiden hyvinvoinnin sekä laadukkaan, toiminnallisen ja innostavan ympäristön näkökulmasta? Viherrakenteen kehittämistä ja luonnosta saatavaa hyvinvointia voidaan edistää kahdella tavalla (kuva 1.).

Kuva 1. 3D-mallintamisen sovellukset elinympäristön kehittämisessä.

Palvelunäkökulman kautta 3D-mallintamisen mahdollisuudet voidaan nähdä asukkaiden palveluna tukemassa toiminnallisuutta, yhteisöllisyyttä ja luonnossa liikkumista. Kolmiulotteiset virtuaaliset ympäristöt voivat toimia alustana monelle erilaiselle toiminnalle (Alatalo ym. 2016; Virtanen ym. 2015b). Monelle suomalaiselle tuttu Pokémon Go edustaa jo paikantamiseen perustuvaa pelaamista ja osin lisättyä todellisuutta hyödyntävää, fyysisen ympäristön kanssa yhteistyössä toimivaa sovellusta. Pokémon Go on vain esimakua siitä, millaisia mahdollisuuksia lisätyn todellisuuden sovellukset luonnossa liikkumiselle tarjoavat. Jo nykyisten mobiilien 3D-teknologioiden avulla voidaan luoda esimerkiksi paikallinen interaktiivinen luonto-opas hyödyntämällä 3D-mallinnettua ympäristöä. Tulevaisuudessa eri yhteisöt voivat käyttää erilaisia lisätyn todellisuuden palveluita samassa lähimetsässä. Jokainen näkee valitsemassaan lisätyssä todellisuudessa ne asiat, jotka eniten kiinnostavat – olivat ne sitten lupaavat sienimaastot, muuttolintujen levähdyspaikat, larppausympäristö tai laadukas maastopyöräreitti. Sama metsä, erilaiset kiintopisteet, erilaiset merkitykset ja erilainen kokemus –  kuten nytkin, mutta lisätty todellisuus tuo erilaiset merkitykset näkyviksi samalla, kun ne jaetaan mahdollisesti rajattujen yhteisöjen kanssa.

Palvelunäkökulman lisäksi 3D-mittaus ja -mallinnus yhdistettynä paikkatietoon toimii tiedon tuottamistarkoituksessa osana laadukkaiden elinympäristöjen suunnittelua. 3D-mittaus mahdollistaa ympäristön tarkan analysoinnin, dokumentoinnin ja vihreän infrastruktuurin, kuten esimerkiksi yksittäisen puistikon 3D-ominaisuuksien havainnollistamisen ja arvioinnin tiettynä ajankohtana (kuva 2.). 3D-avusteista viheralueiden mittausta on jo jonkin aikaa sovellettu esimerkiksi Helsingin kaupungin puiden hallintarekisterissä (Tanhuanpää ym. 2014). Tarkalla 3D-mittauksella viheralueiden vihermassan määrää, rakenteita, viheralueille pääsyn tai näkymien esteettömyyttä sekä erilaisia toimintoja on entistä helpompi konkretisoida ja mitata. Samalla voidaan systemaattisesti vertailla vaikkapa asuinalueen eri sisäpihojen monimuotoisuutta ja toiminnallisuutta. 3D-tietoa voidaan käyttää myös vuorovaikutteisena työkaluna (Virtanen ym. 2015a), jolloin asukkaat osallistuvat viherrakenteen osien suunnitteluun yhteistyössä kaupungin suunnitteluviranomaisen kanssa. Tätä ideaa hyödynnetään jo esimerkiksi erilaisissa kaupunkisuunnittelupeleissä.

Kuva 2. Mittatarkka monikanavainen pistepilviaineisto Espoon Otaniemen Alvarin aukiolta. Aineistosta voidaan automaattisesti tunnistaa ja analysoida tarkasteluun valittujen viherrakenteen osien ominaisuudet. © Aalto-yliopisto / FGI.

Erityisesti keskustelussa täydennysrakentamisesta kaupunkiympäristön ominaisuuksille on pyritty etsimään holistisia mitallisia määreitä, jotta alueiden arvo ja toiminnot pystytään konkretisoimaan päättäjille. 3D-mittariston luominen olisi yksi keino lisätä ymmärrystä kaupungin viherrakenteen osien laadusta ja merkityksestä. Konkreettinen jo käytössä oleva esimerkki luonnon arvojen mittaristosta on viherkerroin, jolla pystytään esittämään tarkasteltavalle alueelle arvo ennalta sovittuihin kriteereihin nähden (esim. Inkinen, Tiihonen & Eitsi 2014). Myös viherkertoimen laskemisessa voitaisiin hyödyntää 3D-mittaustietoa. 3D-malliin pohjautuvia mittareita muodostettaessa on kuitenkin huomioitava ja tutkittava, miten 3D-mitattu tieto alueen ominaisuuksista suhteutuu asukkaiden kokemuksiin ja ympäristön moninaiseen aistimiseen, ja millainen vaikutus alueesta muodostetuilla mielikuvilla tai tunneperäisellä tietämisellä (esim. Willman 2015) on ympäristön koettuun laatuun. Siksi 3D-mittariston luominen vaatii monialaista yhteistyötä ja eri tutkimusalojen näkökulmia kehitystyöhön.

Lopuksi: 3D-mallinnetun ympäristön ja virtuaaliluonnon potentiaali saavutetaan monialaisella kehittämistyöllä

Monipuolisen ympäristötiedon tarve ei tule vähenemään tulevaisuudessa. Tulevassa hanketoiminnassa rakennamme erilaisia mittareita perustuen ympäristön tarkkaan 3D-mittaustietoon. 3D-mallinnus on keino arvioida, kuinka luonto ja olemassa oleva viherrakenne vaikuttavat asuntojen ja asuinalueiden vetovoimaisuuteen sekä koettuun hyvinvointiin. Tärkeä kysymys on se, mitä pystytään mittaamaan, ja kuinka se heijastaa asukkaan kokemusta. 3D-mittaustietoon onkin syytä yhdistää kokemuksellista tietoa, jotta ympäristön ominaisuuksista saadaan monipuolinen kuva. Huomioitavaa on, että viherrakenteen käsittely ei ole yksinkertaista tiukkojen määrittelyjen kautta eikä palvelunäkökulmasta, vaikka erilaisia työkaluja viherrakenteen laadun tutkimukseen on jo nyt olemassa.

Virtuaaliluonnon ja luonnon potentiaali hyvinvointia edistävänä tekijänä ja palveluna yhteiskunnassa on todettu myös Sitran (Särkkä, Kontinen & Sjöstedt 2013) Luonnonlukutaito-selvityksessä. Kehitystyötä tulee tehdä monialaisessa, myös korkeakoulujen välisessä yhteistyössä, jotta 3D-mallinnetun luonnon tutkimus pystyisi edistämään luontohyvinvointipalvelujen kehittymistä.

Kun katseet suuntautuvat luontoon palveluna sekä hyvinvoinnin ja elpymisen potentiaalina, teknologia seuraa perässä. Toisaalta tulevaisuudessa teknologia konstruoi osaltaan myös luontosuhdettamme. 3D-mallinnettu viherrakenne tulee tarjoamaan monia mahdollisuuksia palvelujen kehittämiselle, ja vähintään yhtä monia mahdollisuuksia ja haasteita monialaiselle tutkijayhteisölle.

Kirjoittajat

Kaisa Jaalama, urban designer, HTM, Aalto-yliopisto, kaisa.jaalama(at)aalto.fi
Hannu Hyyppä, professori, TkT, dos. Aalto-yliopistossa, digitaalisuuden erityisasiantuntija Humakissa, hannu.hyyppa(at)aalto.fi
Marika Ahlavuo, tiedetuottaja, koordinaattori, kulttuurituottaja Aalto-yliopistossa sekä tiedetuottaja ja asiantuntija Humakissa, marika.ahlavuo(at)aalto.fi
Satu Räty, fil. kand., Aalto-yliopisto, satu.raty(at)aalto.fi
Arttu Julin, tohtorikoulutettava, DI, Aalto-yliopisto, arttu.julin(at)aalto.fi
Juho-Pekka Virtanen, tohtorikoulutettava, TaM, Aalto-yliopisto, juho-pekka.virtanen(at)aalto.fi
Matti Kurkela, studio manager, TkL, TaM, Aalto-yliopisto, matti.kurkela(at)aalto.fi
Matti Vaaja, tutkijatohtori, TkT, Aalto-yliopisto, matti.t.vaaja(at)aalto.fi

Alatalo, T., Koskela, T., Pouke, M., Alavesa, P. and Ojala, T., 2016, July. VirtualOulu: Collaborative, immersive and extensible 3D city model on the web. In Proceedings of the 21st International Conference on Web3D Technology (pp. 95-103). ACM.

Arvola, A., Lahti, P., Lampila, P., Tiilainen, A., Kyrö, R., Toivonen, S., Viitanen, K. & Keskifrantti, S. 2010. Asuinympäristön ominaisuudet ja asukkaan arvot. Kuluttajatutkimusnäkökulman sovellus asuinympäristön koetun laadun tutkimukseen. VTT Tutkimusraportti R-04869-10. VTT.

Inkinen, E., Tiihonen, T. & Eitsi, E. 2014. Viherkerroinmenetelmän kehittäminen Helsingin kaupungille. Helsingin kaupungin ympäristökeskuksen julkaisuja 8/2014. Helsingin kaupungin ympäristökeskus. Helsinki 2014.

Jäppinen, J., Tyrväinen, L., Reinikainen, M., & Ojala, A. (toim.) 2014. Luonto lähelle ja terveydeksi. Ekosysteemipalvelut ja ihmisen terveys. Argumenta-hankkeen (2013–2014) tulokset ja toimenpidesuositukset. Suomen ympäristökeskuksen raportteja 35/2014.

Peltola, T. 2016. Epäröivä tiede: Ekosysteemipalvelut ja ympäristötutkimuksen tapahtumallisuus. Versus-verkkojulkaisu 7:2 (2016) ss. 1–3.

Suomen ympäristökeskus. 2010. Kaupunkiseutujen vihreän infrastruktuurin käsitteitä. ViherKARA-verkosto. Suomen ympäristökeskuksen raportteja 39 / 2013. Helsinki 2013.

Särkkä, S., Kontinen, L., & Sjöstedt, T. 2013. Luonnonlukutaito. Luo liiketoimintaa vihreästä hyvinvoinnista. Sitra.

Tanhuanpää, T., Vastaranta, M., Kankare, V., Holopainen, M., Hyyppä, J., Hyyppä, H., Alho, P. & Raisio, J., 2014. Mapping of urban roadside trees–A case study in the tree register update process in Helsinki City. Urban Forestry & Urban Greening, 13(3), pp.562-570.

Tyrväinen, L., Ojala, A., Korpela, K., Lanki, T., Tsunetsugu, Y. & Kagawa, T. 2014. The influence of urban green environments on stress relief measures: A field experiment. Journal of Environmental Psychology Volume 38, June 2014, Pages 1–9.

Vaaja, M.T., Kurkela, M., Virtanen, J.P., Maksimainen, M., Hyyppä, H., Hyyppä, J. and Tetri, E., 2015. Luminance-Corrected 3D Point Clouds for Road and Street Environments. Remote Sensing, 7(9), pp.11389-11402.

Valtioneuvosto. 2012. Luonnon puolesta, ihmisten hyväksi. Valtioneuvoston periaatepäätös Suomen luonnon monimuotoisuuden suojelun ja kestävän käytön strategiasta vuosiksi 2012-2020.

Virtanen, J.P., Hyyppä, H., Kämäräinen, A., Hollström, T., Vastaranta, M. and Hyyppä, J., 2015B. Intelligent open data 3D maps in a collaborative virtual world. ISPRS International Journal of Geo-Information, 4(2), pp.837-857.

Virtanen, J.P., Puustinen, T., Pennanen, K., Vaaja, M.T., Kurkela, M., Viitanen, K., Hyyppä, H. and Rönnholm, P., 2015A. Customized visualizations of urban infill development scenarios for local stakeholders. Journal of Building Construction and Planning Research, 3(02), p.68.

Willman, K. 2015. Yhteisöllisen kaupunkiviljelyn keholliset merkitykset. Alue ja ympäristö. 44: 2 (2015) ss. 30–44.

Edellinen artikkeliSeuraava artikkeli

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *