Virtuaalinen Helsinki - Todellista vai näennäistä paikkatietoa
Risto Linturi, DI
teknologiajohtaja,
HPY Multimedia
Tietokoneella olevat paikkatiedot eivät vielä kiehdo ihmisiä, kuten internet tai näköpuhelin. Tilanne voisi olla toisinkin, koska paikkatiedot ja niiden helppo käyttö voisivat auttaa jokapäiväistä elämäämme monin tavoin. Luulen, että olemme edelleen aivan alussa paikkatiedon hyväksikäytössä niin paikkatiedon käsitteellisen rajaamisen, tekniikoiden kuten myös hyväksikäytön osalta. Uskon erityisesti monien alan ammattilaisten tarkastelevan alaansa aivan liian suppeasta näkökulmasta.
Pohtikaamme hieman paikkatietojen luonnetta. Ehdotan, että paikkatiedoksi hyväksytään kaikki sellainen tieto, jonka yksi ominaisuus on sijainti todellisuutta vastaavassa koordinaatistossa riippumatta siitä, onko itse tiedolla varsinaista fyysistä, suunniteltua tai sovittua vai ainoastaan kuviteltu vastineensa todellisuudessa. Paikkatietokanta voidaan ajatella järjestelmäksi, jossa edellämainittu tieto on organisoitu tai se on tarkasteltavissa todellisen, sovitun tai kuvitellun sijaintinsa perusteella. Käsittääkseni paikkatietoja ei yleensä ajatella näin laajasti määriteltynä.
Sanaa paikkatietokanta kannattaisi myös tarkastella. Se viittaa tallenteeseen, jonne kerätään ja josta haetaan tietoja. Paikkatietojärjestelmä kuvaa paremmin tilannetta, jossa ainakin osa tiedoista saadaan tuotettua ja tarkasteltua järjestelmän organisoimilla reaaliaikaisilla linkkiyhteyksillä. Reaaliaikainen paikkatieto lienee sekin varsin vieras perinteisessä käsitteistössä.
Monet atk-asiantuntijat, internet-harrastajat ja tieteiskirjailijat ovat ryhtyneet puhumaan virtuaalitodellisuudesta nopeasti toteutuvana tulevaisuudenkuvana. Kuulemani mukaan useimmille paikkatiedon ammattilaisille virtuaalitodellisus merkitsee vain ja ainoastaan visualisointia, kuten kaikki muukin grafiikka. Tällainen kategorisointi johtaa mielestäni hyvin puutteelliseen asian tarkasteluun eikä virtuaalitodellisuuden merkitystä paikkatiedon organisoijana, rakenteena ja välittäjänä ole mahdollista ymmärtää, jos tarkastelunäkökulma on näin rajallinen.
Verkotettu virtuaalitodellisuus ei siis ole pelkkä visualisointi. Käsite tukee samanaikaisesti tallennettua ja reaaliaikaista paikkatietoa, suunnittelutietoa, mittalaitekytkentöjä sekä paikkasidonnaista viestintää ja tarjoaa standardeja niin kolmiulotteiselle karttatiedolle kuin monille paikkaan liittyville sisältö- ja kytkentärakenteille.
Virtuaalitodellisuus on myös ympäristö puhtaasti bittimaailmassa tapahtuville asioille. Voidaan ajatella näiden virtuaalimaailman tapahtumien kuuluvan paikkatiedon käsitteiden ulkopuolelle, mutta teoreettista pohjaa tälle jaolle ei ole olemassa, jos virtuaaliset tapahtumat ja niistä kertyvä tieto kyetään yhdistämään fyysisen maailman koordinaatteihin. Ovathan suunnittelutieto ja oikeudelliset sopimuksetkin abstrakteja asioita, joita vastaavia viivoja ei luonnosta löydy.
Virtuaalitodellisuustyökaluilla on toistaiseksi ja enimmäkseen luotu täysin kuvitteellisia maailmoita ja näiden voidaan kiistatta katsoa olevan paikkatiedon käsitteiden ulkopuolella, vaikka monet työkalut olisivatkin yhteisiä.
Paikkatiedon massamarkkinat kehittyvät nopeasti
Internet-kulttuuri on osoittanut voimansa uusien asioiden kehitystä merkittävästi vauhdittavana kulttuurina. Nykyään puhutaan yleisesti siitä, että yksi internet-vuosi on kolme kuukautta. Internetin puitteissa on yleistynyt kolmiulotteisessa viitekehyksessä tapahtuvien ilmiöiden kuvauskieli VRML (Virtual Reality Markup Language).
VRML-malli voi olla kerrostettu ja se voi sisältää linkkejä muihin VRML-malleihin ja tietoverkon muihin koneisiin sekä niissä oleviin VRML-maleihin tai toisiin tietomuotoihin. Nyt viimeistelty määrittely on VRML 2.0. Tämä sisältää lukuisia fotorealistisuutta läheneviä ominaisuuksia, mutta myös äänimaisemaa, reaaliaikaisia linkkejä ja animaatiota sekä videotaustoja tukevia ominaisuuksia.
Useat suuret atk-alan yritykset ovat tuoneet omia VRML-selaimiaan markkinoille. Näihin kuuluvat mm. IBM, Microsoft, Netscape ja Sun. Nämä selaimet ovat valtaosin ilmaisjakelussa ja toimivat tavanomaisissa työasemissa tai kotimikroissa. Osa selaimista tukee interaktiivisuutta niin, että samassa tilassa kulkevien käyttäjien on mahdollista nähdä toisensa ilmentymiä ja olla todellisessa vuorovaikutuksessa muiden samassa tilassa olevien hahmojen kanssa.
Virtuaalitodellisuutta voidaan soveltaa mm. etäläsnäolon käsitteisiin niin, että käyttäjä navigoi kaluamaansa paikkaan virtuaalitodellisuuden kautta ja kytkeytyy yksi- tai kaksisuuntaiseen videoyhteyteen kyseisen paikan kanssa. Samaten voidaan navigoida vaikkapa paikkaan, jossa on mittalaite ja saada yhteys suoraan mittalaitteeseen tai mitalaitteen keräämään aineistoon.
Koska kaikki malleissa oleva paikkatieto on suoraan organisoitu tai linkitetty VRML-malliin, voidaan mallia suoraan pitää hajautettuna, reaaliaikaisena paikkatietokantana. VRML on siten selkeästi vakiintumassa oleva teollisuusstandardi esimerkiksi kolmiulotteiselle kartta- ja sunnittelutiedolle, säätiedoille ja liikennetiedoille, puhelinnumeroiden tai puhelinlinjojen paikkatiedoille sekä suurelle joukolle muita jopa toistaiseksi tiedostamattomia paikkatietoja.
Atk-ammattilaiset olivat aikoinaan kovin nyreissään, kun heidän leikkikaluina pitämistään mikrotietokoneista ja pikkupoikien ohjelmointifirmoista tuli standardien asettajia. Paikkatiedon ammattilaisille voi nyt käydä samoin. Massamarkkina yleistää ja kehittää omat välineensä, jotka ohittavat useimpien alan ammattilaisten villeimmätkin unelmat seuraavan kymmenen vuoden kuluessa.
Helsinki Arena 2000 -projekti
Helsingin Puhelin ja Helsingin kaupunki ovat käynnistäneet projektin, jonka tarkoituksena on luoda verkotettu virtuaalitodellisuus Helsingistä ympäristöineen. Projekti perustuu internetin puitteissa syntyneisiin standardeihin, mutta internetin tietoliikenneominaisuuksia on projektia varten laajennettava olennaisesti, jotta alueelliset video- ja äänimaisemat sekä muu reaaliaikainen aineisto ja yhteydet voitaisiin välittää korkealaatuisesti.
Virtuaalisen Helsingin kaduilta voi parin vuoden kuluessa löytää esimerkiksi suoria näköyhteyksiä, paikan mukaan kytkeytyviä puhelinyhteyksiä, säätietoja, kohtaamispaikkoja sekä monia muita sijaintipaikan mukaan organisoituvia tai assosioituvia palveluita ja tapahtumia. Projekti on saanut laajan kannatuksen tekniikan, talouden ja viestinnän suuryritysten sekä tiede- ja taidekorkeakoulujen ja muiden julkisyhteisöjen piirissä. Projektia varten on perustettu mainittujen yhteisöjen konsortio.
Projektin tavoitteena on VRML-malli ja tietoliikenneverkko siten, että tavallisen kotimikron käyttäjä voi kulkea kotimikronsa avulla Helsingin katuja ja katsella mallin ja kameroiden sekä mittareiden avulla katunäkymiä sekä poiketa sisään vaikkapa konserttiin tai virastoon. Tavoitteena on myös, että kaupungilla on kohtauspaikkoja, joihin ihmiset voivat tulla mahdollisuuksien mukaan sekä fyysisesti että virtuaalisesti keskustelemaan keskenään tai seuraamaan yhteisiä tapahtumia.
Tavoitteena on myös, että käyttäjä saa haluamaansa ovea osoittamalla vähintäin puhelinyhteyden osoittamaansa paikkaan, mutta mahdollisuuksien mukaan kuvapuhelinyhteyden tai monissa tapauksissa jopa sisätilojenkin virtuaalimallin ja reaaliaikaisen näköyhteyden esimerkiksi akvaarioharrastajan kotiakvaarioon sen todellisen sijaintipaikan mukaisesti. Luonnollisesti puhelinnumeron antamalla pääsee paikkaan, joka numeroon liittyy eikä mikään muu kuin lainsäädäntö tai ohjelmointi- ja tietoresurssien hallinta rajoita käyttämästä muitakin hakukriteerejä.
Projektin alustavia tuloksia
Ensimmäiset kokeilut on suoritettu ja niiden valossa asetetut tavoitteet ja tekniikat on todettu toimiviksi ja odotuksia vastaaviksi. Mallien vaatimat tiedonsiirtonopeudet voidaan saavuttaa ISDN-yhteyksillä, jotka ovat toimitettavissa kaikkiin yrityksiin ja kotitalouksiin HPY:n toimialueella. ISDN kykenee välittämään myös äänimaisemat ja kuvapuhelinyhteydet tyydyttävällä tasolla.
Kaupunkimallia on kokeiltu teettämällä Senaatintorin ja Esplanadin ympäristö tavoitetarkkuudella. Mallin tekoon kartoitettiin alustavasti useita vaihtoehtoja. Kriittiseksi tekijäksi osoittautui rakennusten mallinnukseen kuluva aika sekä kunkin rakennuksen yksityiskohtien määrä. Samalla olennaiseksi asiaksi osoittautui rakennuksiin liittyvien paikkatietojen, kuten puhelinnumeroiden ja muiden yhteystietojen vuoksi se, että kukin rakennus on oma objektinsa, johon linkit saadaan kytkettyä.
Yksityiskohtien karsiminen osoittautui olennaiseksi, koska mikrotietokoneiden kapasiteetti on rajallinen ja tarpeettomien yksityiskohtien tai tarpeettoman monimutkaisella tavalla mallinnettujen rakennusten havaittiin tekevän malleista epäkäytännöllisen raskaita.
Kokeiluun valittiin arkkitehtitoimisto Immo Teperin Autocadin päälle kehittämä seutukaavaohjelmisto KCAD, jossa rakennukset voidaan piirtää hyvin nopeasti tunnistettavalla tasolla objektikirjaston välinein kaavan päälle. Ohjelma generoi mallista useita tarkkuustasoja kattavan VRML-kuvauksen joihin objektien sisältämät linkkitiedot voidaan lisätä. Tarkkuustasoja tarvitaan, koska VRML-mallissa kaukana olevat asiat näytetään vähäisellä tarkkuudella ja tarkkuutta lisätään lähestyttäessä. Tämä ominaisuus tosin havaittiin nykyisissä selaimissa toimimattomaksi, mutta jatkokehityksen myötä selainten toiminnallisuuden uskotaan tältä osin lisääntyvän. Tiedostomääritysten osalta asia on kunnossa.
Toisessa kokeilussa mallinnettiin Helsingin Messukeskus. Mallinnus tehtiin Autocadillä suoraan ilman kirjastoja. Malliin sisällytettiin useita KT-messuilla olleita näyttelyosastoja, osastoilla esiteltyjen yritysten ja tuotteiden linkkitietoja sekä suoria videoyhteyksiä. Malli osoitti, että suuri rakennus monine yksityiskohtineen ja tapahtumineen on mahdollista toteuttaa VRML-mallina ja jaella se verkon yli laajoille käyttäjäryhmille jo nykyisen kotitalouksiin ulottuvan infrastruktuurin ja laitekannan puitteissa. Toteutetuilla Virtuaalimessuilla oli myös käytössä yksi virtuaalinen kohtauspaikka, joka osoittautui hyvin suosituksi. Ihmiset kohtasivat toisensa virtuaalisesti paikkaan sidotun tiedon perusteella.
Toteutuksessa noudatettiin hyvin tiukasti todellisuusvastaavuuksia. Messuosastot olivat samoilla kohdin kuin todellisuudessa ja osa osastoista oli jopa ulkonäöltään todellisuutta vastaavia.
Näennäistä vai todellista paikkatietoa?
Virtuaalisten rakennusten noustessa ja toiminnallisuuden kehittyessä vuosi vuodelta tulee virtuaalinen Helsinki varmasti sisältämään paljon hyvinkin todellista paikkatietoa, jonka tarkkuustaso vaihtelee. Perusmalli on tästä hyvä esimerkki: rakennusten ikkunoiden tai räystäiden sijoittelu ei luultavasti riitä GSM-verkon heijastusten tarkkaan mallintamiseen, mutta moniin muihin tarkoituksiin tarkkudet riittävät.
Valtaosa paikkatiedoista on alan ammattilaisten hallussa erilaisissa tietokannoissa ja monin eri tavoin kerättyinä ja jaeltuina. Uskomme, että Helsinki Arena olisi monille nykyisille ja tuleville paikkatiedoille erinomainen kokeilukenttä, tutkimuskohde ja toteutustapa.
Helsinki Arena 2000-virtuaalimallin ensisijainen tarkoitus ei ole ammattimainen paikkatiedon hyväksikäyttö vaan jokamiehen käyttö. Koska malli orientoi käyttäjät ja organisoi tiedot paikan mukaan, on se maallikkokäyttäjilleen mitä parhain ja havainnollisin tapa kaiken paikkatiedon tarjoamiseen, selaamiseen ja välittämiseen. Samalla se auttaa sopimaan asioita ja tapaamisia paikkojen eikä numeroiden tai nimien mukaan - mallin avulla voidaan viitata paikkoihin suoraan tarvitsemata kehittää symboleja, joilla paikat ensin määritellään, tallennetaan ja välitetään ja sitten haetaan. Asiat saadaan jälleen luonteviksi erilaisten symbolijärjestelmien jälkeen.
Monet Helsinki Arenan tapahtumista ovat varmasti virtuaalisia, kuten Virtuaalimessujen kohtaamispaikka hyvin käytännössä osoitti. Näennäisiksi näitä tapahtumia ei kuitenkaan voi sanoa eikä niihin liittynyt paikkatietokaan ollut näennäistä vaan varsin todellista ja täsmällistä. Mikäli joku sanoo olevansa Messukeskuksessa, liittyy asiaan jotakin paikkatietoa. Virtuaalisesti messuilla olemista voisi hyvinkin kutsua virtuaaliseksi paikkatiedoksi, mutta samalla virtuaaliseksi paikkatiedoksi kannataa nimetä myös oikeudelliset rajat ja muut sopimukset tai suunnitelmat, joilla on ilmentymänsä vain paperilla. Todellinen ja virtuaalinen paikkatieto ovat tärkeitä ja osin toisistaan erottamattomia paikkatiedon osa-alueita. Molemmat ovat kaukana näennäistiedosta.
Välineet paikkatietojen ja visualisoinnin rajojen poistamiseksi sekä paikkatietojen jokamiehenkäytölle ovat syntymässä. Kehitys on hyvä ja sitä kannattaa vauhdittaa - paikkatietojen keräämisen ja ylläpidon merkitys kasvaa niiden käytön helpottuessa ja käyttöalueiden laajetessa.