kambrikaudelta digitalisaatioon
Raakadataa: 1.5 TB
Projektitallenteita: 750 GB
Videokuvaa: 325 min
Gigapaneja: 25 kpl
Blogipostauksia: 6
Twiittejä: 15
Seuraajia Twitterissä: 39
Ajoa yhteensä: 5160 km
Konferensseissa: 5 pv
Kenttäpäiviä: 41
Valmista: 2020
Geodigi2019 from HYGeo on Vimeo.
Materiaalien käsittelyssä on keskitytty kesän aikana kerättyjen aineiden prosessointiin ja yhdistelyyn. Iloksemme olemme saaneet huomata, että haastavissakin olosuhteissa dronella kuvatut fotogrammetriamallit ovat pääsääntöisesti laadultaan hyviä. Niinpä suurin haaste tavoitteiden kannalta onkin liittynyt materiaalien laajentamiseen ja yhdistelyyn, sillä siinä missä digiloikassa aluksi luotiin 3D-malleja yksittäisistä geologisista esiintymistä, pyrimme nyt yhdistelemään erilaisia malleja. Tämä tarkoittaa esimerkiksi maatutkadatan yhdistämistä fotogrammetriamalleihin tai selittävien polygonimallien yhdistämistä rakennegeologisiin fotogrammetriamalleihin.
Suurin haaste syntyy siitä, että perinteisesti 3D mallit esitetään ikään kuin kolmioista muodostuvan kanaverkon päälle liimattuina väreinä, mesheinä. Esimerkiksi maatutkadata puolestaan on tekstitiedosto, jonka luontaisin esitystapa on pistepilvi, jossa pisteet eivät ole yhdistetty naapureihinsa. Georeferoimalla meshejä ja pistepilviä voidaan ne esittää yhdessä molempia formaatteja ymmärtävällä ohjelmalla.
Mallin ollessa tarpeeksi tarkka, voidaan korkeammankin resoluution malli esittää pelkkänä pistepilvenä ilman, että lopputuotteesta tulee liian läpinäkyvä. Tässä on lukuisia hyviä puolia: Ensinnäkin, pistepilvet ovat luonnostaan kevyempiä. Toisekseen, esim. maatutkadatan yhdistäminen yhteen tiedostoformaattiin mahdollistuu. Ja lopuksi, pistepilviin voi luoda rakenteen, jossa katseluohjelma lataa näytettäviä pisteitä katseluetäisyyden mukaan. Tällaisella rakenteella varustetulla mallilla ei – ainakaan teoriassa – ole esittämisen kannalta kokoylärajaa, mikä mahdollistaa todella suurien alueiden esittämisen 3D:nä, täydennettynä esim. maatutkadatalla. Koska geologiset prosessit näyttäytyvät usein kokonaisuudessaan vasta alueellisella mittakaavalla, näkyy yksittäistä havaintopaikkaa tarkastellessa, oli kentällä tai tietokoneella, vain yksi ruutu geologisen prosessin elokuvasta. Laajojen ja skaalautuvien mallien saaminen opetuskäyttöön mahdollistaisi aivan uudella tavalla prosessilähtöisen geologisen opetuksen.
Potree on Wienin teknisen yliopiston kehittämä ilmainen pistepilvien renderöintialusta, joka mahdollistaa skaalautuvan ”octree” pistepilvimateriaalin yhdistämisen paikkatietodataan, sekä yksittäisten meshmallien tuonnin ympäristöön. Lisäksi potree-alustalla on mahdollista lisätä malliin annotaatioita sekä tehdä mittauksia. Alueellisten pistepilviaineistojen, geofysikaalisen- ja paikkatietoaineistojen sekä perinteisten meshien yhdistämisellä olisi mahdollista luoda valtavia, geologisia prosesseja havainnollistavia malleja. Niinpä digiloikassa on alettu luomaan potree rakenteita tehtyihin pistepilvimalleihin, jotta mallit voitaisiin lopulta yhdistää isoiksi, skaalautuviksi kokonaisuuksiksi. Olemme asiassa kokeiluasteella, mutta onnistuessaan potree-alustana mahdollistaisi materiaaleja, joista emme aikaisemmin ole uskaltaneet kuin unelmoida.
– Tuomas
Osallistuimme huhtikuussa tietotekniikkakeskuksen tuottaman Datacloud-hankkeen pilottiin, joka tarjosi ratkaisun ison datamäärän fiksuun säilyttämiseen ja jakamiseen sekä projektin sisällä, että ulkopuolisille tahoille. Heinäkuisen reissumme jälkeen saavutettiin viimein iso askel, kun kaikki vanha sekä uusi aineisto saatiin dokumentoitua ja arkistoitua kunnolla Datacloudiin. Enää ei tarvitse pelätä ulkoisten kovalevyjen oikkuja – huh! Datacloud on osoittautunut hyväksi ja toimivaksi alustaksi, ja sitä voi suositella muillekin suurien tiedostomäärien kanssa puljaaville!
Elokuussa lomailun ohella Digiloikka osallistui julkisuuttakin saaneeseen Raide-jokerin Hiidenkouru-tapaukseen. Riippumatta kourun tulevaisuudesta, hiidenkouru ja kourun läheiset komeat hiidenkirnut kuvataan projektimme toimesta ja tallennetaan virtuaalisiksi 3D-malleiksi jälkipolville, laajan yleisön käyttöön. 25.8. pidettiin myös yleisötilaisuus, jossa kerrottiin kourujen ja alueen muiden kvartäärigeologisten muodostumien synnystä kiinnostuneille kaupunkilaisille.
Projektikoordinaattorimme lähettää terveisiä Huippuvuorilta! Vaikka komeita kuvauskohteita riittäisi, suurien jäätiköiden, sandurkenttien ja alluviaalikeilajonojen tallentamiseksi ei silmälasikotelon kokoinen dronemme kuitenkaan ihan riitä. Onneksi kuitenkin saamme odottaa kiinnostavaa materiaalia mm. hiilikautiselta karbonaattikompleksilta!
Kumpulan kampuksen Physicumin kahdelle valopihalle on lisäksi kesän aikana ilmestynyt kaksi Maantieteen digiloikan rahoittamaa VR-mökkiä, joita tullaan käyttämään myös tämän projektin aineiston esittelyssä opetuksessa, ja miksei esimerkiksi tiedekasvatuksessakin!
– Sonja
Iskuryhmämme pakkasi auton ja käänsi nokan kohti pohjoista 1.7.2019 tavoitteenamme taltioida Suomen ja Norjan Lapin upeita geologisia kohteita opetusmateriaaliksi. Aikaa oli kaksi viikkoa ja kohteita neljä: Peräpohjan alueen rakennegeologiset paljastumat ja stromatoliitit, Pyhä-Nattasen toorit, Varanginvuonon diamiktoniitit ja stromatoliitit sekä Lyngenin alueen jäätikkölaaksot. Pieneksi työhevoseksemme pakkasimme uutukaisen Mavic Air Dronen, joka lenteli vaikeissakin olosuhteissa paremmin kuin uskalsimme odottaa. Varustauduimme myös järjestelmäkameralla, GigaPan-robotilla, varadronella ja maatutkalla. Ja olihan sitä tavaraa lopulta melko paljon, tiimimme voittaisi varmasti tetriksen maailmanmestaruuden tämän reissun jälkeen!
Ensimmäisellä kohteellamme Tervolan Kalkkimaan louhoksella 2 miljardia vuotta vanhat dolomiitti- ja kvartsiliuskekerrokset muodostavat ylityöntöpoimun käänteissiirroksessa. Kohde näyttää dronen ottamissa ilmakuvissa todella vaikuttavalta, sillä kerrokset jatkuvat myös maassa, ja alueen geometrian hahmottaa täysin eri tavalla! Dronella kuvattiin 360-kuvapalloja ja 4K-videota, joilla luodaan fotogrammetriamalli kohteesta. Gigapan-laitteisto ikuisti rakenteet korkealla resoluutiolla.
Tervolasta löytyy myös hienoja stromatoliitteja, jotka ovat jäänteitä varhaisesta elämästä. Paikka tarjosi haasteita, sillä kuvattava kohde oli vaakapinnalla ja rakenteet pieniä. Drone kuvasi videota alueen yli läheltä kalliota ja alustavat tulokset vaikuttavat lupaavammilta kuin uskalsimme odottaakaan.
Matkalla loimme myös projektille oman Twitter-tilin @UHGeodigi, jonne kerroimme matkamme kohteista ja projektin etenemisestä. Matkan aikana tapasimme projektista kiinnostuneita ihmisiä, ja Twitter-tili osoittautui oivaksi kansainväliseksi informaatiokanavaksi.
Matkalla pohjoiseen pysähdyimme Vuotsossa Pyhä-Nattasen tunturilla kuvaamassa toori-muodostumia. Toorit ovat saaneet ulkomuotonsa pitkästä rapautumisprosessista, ja niiden rapautumispinta on vanhempi kuin viimeinen jääkausi. Nämä nyppylät ovat siis harvoja muodostumia Suomessa jotka eivät ole kokeneet laajamittaista jäätikköeroosiota. Tunturin laelle päästyämme kova tuuli ja ohjelmistopäivitykset vaikeuttivat dronen lentoa.
Päästyämme Norjaan maisemat senkun kaunistuivat! Suuntasimme ensimmäiseksi Norjan itäisimmälle vuonolle, Varangille. Alueella on lukuisia hienoja geologisia kohteita, ja aikaa olisi voinut kuluttaa paikassa vaikka millä mitalla!
Varanginvuonon ensimmäinen kohde sijaitsi Bigganjargassa. Päivä oli pilvinen kun patikoimme maatutkan ja kuvauskaluston kanssa neoproterotsooiselle diamiktoniittiesiintymälle. Esiintymä jakaa mielipiteitä: jotkut ovat vakuuttuneita, että se on jäätikkösyntyistä tilliittiä, kun taas toiset uskovat sen kasautuneen turbidiittivirtausten seurauksena. Kivi näyttää miltei betonimyllystä tulleelta, ja erottuu ympäristöstään luonnottoman oloisena. Jäätikköhistorian puolesta puhuvat alla olevan kvartsiitin uurteet. Esiintymää on tutkittu melko paljon, ja keräämämme maatutka-aineisto kiinnostaa varmasti monia!
Jännitystä ei päivästä puuttunut, sillä voimakkaan merituulen lisäksi alueella liiteli kotkia jotka mielellään tekisivät pienestä lennokista hakkelusta.
Seuraavana päivänä ajoimme Syltefjordiin vuonon pohjoispuolelle Stromatoliittien perässä. Pitkistä etsinnöistä huolimatta emme löytäneet stromatoliitteja, mutta onneksi matkalla oli muutamia näyttäviä poimurakenteita. Päivän viimeinen GigaPani kuvattiinkin keskiyön auringon loisteessa.
Viimeinen etappi matkallamme sijaitsi Lyngenin alueella, Tromssan itäpuolella. Varangin aavat maisemat vaihtuivat alppimaisiin lumihuippuihin ja jäätikkölaaksoihin. Lämmittelynä vaelsimme Steindaletin jäätikölle. Kuvasimme jäätikön reunaa, sen edustan moreenimuodostumia ja sandurkenttää. Virtuaalista jäätikköympäristöä voi käyttää analogiana moneen maaperäkohteeseen Suomessa, tosin mittakaava ja topografia pitää pitää mielessä! Testasimme jäätiköllä myös varadronea, järeämpää Phantomia, jonka kuvanlaatu ja voima vakuuttivat!
Otimme vesi- ja sedimenttinäytteitä paikasta, jossa jäätikköjokeen yhtyy vuoristopuro. Näytteistä voimme esimerkiksi tutkia, mitkä mineraalit saavat jäätikköjoen maitomaisen värin aikaan.
Viimeinen kohde ennen kotiinpaluuta suuntautui Lyngsdalin laaksoon, jonka päässä odotti hieno kolmen jäätikön ja mykistävän sandurkentän maisema. Drone ja GigaPan taltioivat sandurkenttää monesta näkökulmasta.
Reissu oli onnistuneempi kuin olimme uskaltaneet odottaakaan, ja kotiin palattiin hyvillä mielin, jalat raskaina kävelystä.
Digiloikan kevättä ovat värittäneet suunnittelu, teknisen toteutuksen haasteet sekä tuotetun materiaalin ensiesittely. Kevään ja kesän datankeräys on pyörähtämässä käyntiin näillä näppäimillä ja suunnitelmien mukaan digiloikkatiimi tulee kevään ja kesän aikana loikkimaan läpi Suomen etelän reunamuodostumilta Lapin juomumoreeneille ja lopulta Norjan Varangin niemimaalle asti. Mukana matkustaa ainakin maatutka, gigapan-kuvauslaitteisto ja fotogrammetristen mallien kuvaamiseen tarkoitettu nelikopteri.
Näillä laitteilla on tarkoitus luoda geologiaan aivan uusia näkökulmia: Vaikka kentällä voisi paljain silmin tai ilmakuvista tarkastella geologisia rakenteita, georeferoitujen 3D mallien liittäminen maatutkalla tuotettuihin malleihin rakenteiden maanpinnan alapuolista jatkuvuuksista mahdollistaa kahden perinteisesti erillisen havainnon saumattoman ja intuitiivisen yhdistämisen. Lisäksi tällaisia materiaaleja voidaan perinteisen näytön tai projektorin ohella tarkastella virtuaalitodellisuudessa, jolloin käyttäjän on mahdollista liikkua mallin sisällä, helpottaen usein monimutkaisten rakenteiden ymmärtämistä.
Fotogrammetrian yhdistäminen geotieteelliseen tarinankerrontaan vaikuttaa myös lupaavalta mahdollisuudelta geologian popularisoimiseksi. Lähes fotorealistiset 3D mallit, joiden pinnalla käyttäjät voivat tarkastella nykyistä kansallismaisemaa voidaan valjastaa myös esittämään alueen kehityshistoriaa. Miltä näyttäisi maailma Pohjois-Helsinkiläisen pienen kallioluodon päältä, kun nykyisten lähiöiden talojen katot jäisivät kymmeniä metrejä vedenpinnan alapuolelle? Heräisivätkö silokallion naarmut paremmin henkiin, jos niiden näkisi paljastuvan massiivisen mannerjään alta? Digiloikan yhteydessä tuotettavien materiaalien tiimoilta onkin otettu yhteyttä Haltian luontokeskukseen ja toivomme, että voimme lähitulevaisuudessa kertoa suurelle yleisölle maisemien syntyhistoriaa esittelevän projektin käynnistymisestä.
Projektit, joissa kerätään mittavia määriä tarkkaresoluutioista video- ja kuvamateriaalia, ovat paitsi kunnianhimoisia myös kirjaimellisesti isoja. Teratavut paukkuvat äkkiä rikki nelikopterin kuvatessa pari tuntia 4k resoluution videota gigapan-laitteiston naputtaessa ultrakorkean resoluution mosaiikkikuvia taustalla. Näin ollen digiloikassa on kevään mittaan painittu myös datan hallinnan parissa. Kerätyn datan pitää olla paitsi turvassa ja tallessa, myös jaettavissa ja käytettävissä. Ongelmaan on löytynyt ratkaisu ainakin tällä hetkellä digiloikan tarpeet täyttävästä Helsingin yliopiston datacloud-pilvipalvelun pilottiohjelmasta. Pieniä kasvukipuja lukuun ottamatta datacloud onkin, kiitos valppaiden kehittäjien, osoittautunut oikein lupaavaksi hankkeeksi ja imaisee helposti satoja gigatavuja digitaaligeologiaa sisuksiinsa yhden yön aikana.
Aikaisemman, geologian kandiloikan aikana tuotetut opetusvideot ovat myös kevään kenttäkurssien myötä päätyneet opiskelijoiden käyttöön. Videoita on jaettu opiskelijoille unituben kautta kurssien moodle-sivuille. Ratkaisu toimii ja mahdollistaa videoiden katsomisen tietokoneelta ja puhelimelta. Täydellinen ratkaisu ei kuitenkaan vielä ole, sillä optimiolosuhteissa opetusvideot olisivat mahdollisimman pienen linkki- ja kirjautumisviidakon takana niin, että niiden katsominen vaihtelevissa kenttäolosuhteissakin helpottuisi. Kaikille oppilaille jaettava tutkimusalueittain pilkottu datacloud-kansio tai unitubeen linkittävä kotisivu voisi olla kevyempi vaihtoehto, joka tekisi maatutkan kytkentöjen tai vaikkapa karttamerkintöjen tarkistamisesta kivuttomampaa metsän siimeksessä tai harjun laella seikkaileville opiskelijoille.
Geologian digiloikkamateriaalit pääsivät, opiskelijoiden ohella, suuren ja kriittisen yleisön eteen myös 6 – 7.3.2019 Helsingin yliopistolla järjestettyjen viidensien geotieteiden tutkijapäivien myötä. ”Geoloikka” oli paikalla esittelemässä edellisen kesän gigapan- ja fotogrammetria-aineistoja. Esittelyä varten varattu luokkahuone täyttyi useampaan otteeseen ja palaute oli myönteistä ja rakentavaa. Moisen yleisön antaman validoinnin jälkeen on hyvä lähteä parantamaan sitä, missä parannettavaa on ja keräämään uusia ja komeita aineistoja.
Geologian ja geofysiikan uusi digiloikkaprojekti jatkaa siitä mihin kandiohjelman loikka päättyy.
Kandiohjelman projektissa olemme keskittyneet maanpinnan päällisten kohteiden tallentamiseen valokuva-aineistoin ja kolmiulotteisin mallein, ja uuden projektin siivillä sukellamme maanalaiseen maailmaan. Tulemme muun muassa luomaan jo viime projektin yhteydessä kerättyjen sekä uusien maatutka-aineistojen pohjalta kolmiulotteisia malleja erilaisista maankamaran rakenteista joita ei omin silmin voi luonnossa todistaa. 3D-tekniikkaa voidaan myös käyttä havainnollistamaan hankalia, avaruudellista hahmotuskykyä vaativia konsepteja mm. petrografisissa sovellutuksissa.
Vuoden ensimmäinen kenttäreissu toteutettiin 13.-14.2 Hämeenlinnan Valajärvelle. Reissulla keräsimme aineistoa sekä vanhaan että uuteen projektiin, mutta keskityimme maatutkaamaan Salpausselän kainalossa olevan järven ympäristöä. Alkuvuosi on siirtymävaihetta vanhasta projektista uuteen.
-Sonja
Lukiolaisille suunnatut tiedeolympialaiset ovat Aasiassa mm. suosittu tapa päästä huippuyliopistoihin. Suomen Geologinen seura lähettää Renlundin säätiön rahoituksella ensimmäisen kerran maajoukkueen IESO:on, (International Earth Science Olympiad), ja digiloikkaajat ovat mukana olympiavalmennuksessa.
Suomen Geologisen seuran ja maan yliopistojen pitkäaikaisena tavoitteena on parantaa geologian tunnettavuutta lukiolaisten keskuudessa. Yksi tapa on tarjota houkuttelevia mahdollisuuksia lukiolaisille. Tänä kesänä maajoukkue kootaan muutaman lukion opiskelijoista, mutta tulevaisuudessa valinta tullaan tekemään kansallisilla karsinnoilla, ja menestys kilpailuissa voi poikia yliopistopaikan. Kilpailu on 12. järjestyksessään ja pidetään elokuussa 2018 Bangkokin lähistöllä Thaimaassa. Kilpailuissa edustaa kolmisenkymmentä maata jokaiselta mantereelta.
Taso kilpailuissa on todella kova: monet kilpailukysymykset sopisivat vaikka kanditenttiin. Maajoukkuekandidaateille järjestetään lyhyt valmennusleiri Lammin biologisella asemalla kesäkuun alussa, 6.-8.6.2018, ja digiloikkaajat lähtevät leirille mukaan. Toiminnassa mukana pääsemme testaamaan materiaaliamme erilaisien ryhmien käytössä ja parannamme käsitystämme siitä, mitä tulevaisuudessa rakennettavaan sisäänpäästyväyläksi tarkoitettuun MOOC-kurssiin tarvitaan lukiolaisten kannalta.
-Sonja
Huhti- ja toukokuussa keskityttiin materiaalien osalta fotogrammetristen 3D-mallien luomiseen, drone-kuvauksiin sekä GigaPan-kuvauksiin.
Toukokuu on perinteisesti HY:ssä geologien vuoden kiireisintä aikaa, sillä muutaman viikon sisällä pidetään raskaat ja palkitsevat kenttäkurssit. Kandiohjelmaan sisältyy 2 viikon mittaista rupeamaa: sedimentologian ja kallioperäkartoituksen kenttäkurssit. Tänä vuonna kurssit tarjosivat loistavan tilaisuuden testata ensimmäisiä vedoksia digiloikka-materiaaleista opiskelijoilla.
Keräämme palautelomakkeen kautta risuja ja ruusuja kurssien opiskelijoilta paraikaa. Palautteen saatuamme voimme fokusoida opiskelijoita aidosti hyödyttäviin osa-alueisiin ja muokata konsepteja niiltä osin kun palaute sitä vaatii.
Digiloikkaprojekti on oppimista ja erehdyksiä. Ensimmäisiä GigaPaneja kuvattiin muutamaankin kertaan ja jokaisella kuvien prosessointikerralla oppii lisää siitä, miten homma kannattaa hoitaa. Kesän päätteeksi olemme ammattilaisia tässä hommassa!
-Sonja ja Juha
Projekti on lähtenyt käyntiin laitteistohankinnoilla ja ensimmäiset materiaalit on jo tuotettu.
Tavoitteiden saavuttamisen kannalta osaava henkilöstö on avainasemassa; projektiin on palkattu projektisuunnittelija sekä kaksi teknistä avustajaa. Lisäksi olemme hankkineet teknistä välineistöä ja kesän maastotyökaudeksi palkkaamme kolme tutkimusavustajaa.
Ensimmäiset kuukaudet ovat kuluneet tulevan kevään ja kesän töiden suunnittelun parissa. Olemme ottaneet tuntumaa materiaalien luomiseen laboratorio-opetuksen ja kenttätöiden ohessa. Esimerkiksi video-ohjeiden suunnittelun ja kuvauksen osalta saimme nauttia hienoista talvipäivistä Sipoonkorvessa ja Hämeessä.
Digiloikkamme ehti jo kerätä julkisuutta kansallisen tiedeyhteisön parissa, kun esittelimme projektia maaliskuun 14. päivänä Geologian tutkijapäivillä Turussa. Projekti otettiin innostuksella ja mielenkiinnolla vastaan. Yksi digiloikan tavoitteista on sysätä myös alulle kansallinen yhteistyö kattavan ja kaikille avointen geologisten materiaalien luomisen saralla. Vaihdoimme ajatuksia alan ammattilaisten kanssa ja saimme paljon uusia ideoita. Toivomme edelleen kuitenkin lisää ideoita! Niitä voi jättää Flinga-sivulle tai sähköpostilla Juha Järviselle (juha.jarvinen@helsinki.fi).
Helsingin yliopisto