Geoinformatiikan tutkimusinfrastruktuuri

Geoinformatiikka on nopeasti kehittyvä ala, jonka menetelmien ja aineistojen käytön hallintaa tarvitaan laajasti Itä-Suomen yliopiston sisällä mutta myös alueella toimivissa tutkimuslaitoksissa, yrityksissä ja julkisen puolen palvelu- ja hallinto-organisaatioissa. 

Geoinformatiikka (GI) on kokonaisuus, joka pitää sisällään paikkatieto- ja kaukokartoitusjärjestelmät, geospatiaalisen mallinnuksen, tilastolliset analyysit, tietojärjestelmien rakentamisen ja ylläpidon sekä aineistot ja laitteet. Se on keskeinen vahvuusalue Itä-Suomen yliopistossa maantieteissä ja metsätieteissä, mutta sitä sovelletaan laajalti muillakin aloilla, kuten ympäristö ja -biotieteissä, terveystieteiden, oikeustieteiden, Karjalan tutkimuslaitoksen ja tietojenkäsittelytieteen laitoksella.  

UEF GI -infrastruktuuri kytkeytyy kansalliseen CSC-GI infra -kokonaisuuteen. CSC laskentapalvelut vastaa ohjelmistojen ja aineistojen jakelusta (ei kustannuksista). Nykyinen UEF GI -ohjelmistoinfra sisältää kaupalliset ArcGIS-, ERDAS-, eGognition- ja Tuflow -ohjelmistot ja lisäksi vapaan lähdekoodin ohjelmistoja, kuten R, QGIS ja Deflt3D, ja nämä ohjelmistoalustat täydentävät toisiaan. 

CSC:n hallinnoiman kansallisen Paituli-palvelun kautta on saatavissa runsaasti paikkatietoaineistoja, mutta huippututkimus vaatii usein kaupallisia erikoisaineistoja. UEF GI -infrastruktuuria on kehitetty myös Suomen Akatemian infrastruktuurihankkeen (Open Geospatial Information Infrastructure for Research, oGIIR) puitteissa. Maastohavaintolaitteet ovat keskeinen osa GI-infraa. Niiden avulla saadaan tarkkoja paikkaan sidottujen havaintoja maapeitteestä, kasvillisuudesta ja siellä tapahtuvista ilmiöistä ja prosessista. Havaintolaitteet muodostavat kaksi selkeää kokonaisuutta, terrestriset ja akvaattiset havaintolaitteet. 

Itä-Suomen yliopiston historia- ja maantieteiden laitoksen infrakokonaisuuteen kuuluvia laitteita ovat tarkkuus-GPS-laitteistot (RTK-GPS) ja maastospektrometrilaitteisto sekä maatutkalaitteisto (GPR). Terrestriseen havaintolaitteistoon kuuluvat kaukokartoituksessa (airborne) käytettävät miehittämättömät lennokit (Unmanned Aircraft System, UAS) kameroineen ja virtuaalitukiasemallinen VRS-GPS. Laadukkaat Ebee fixed wing (lentävä siipi) ja Matrice 210 -kopteri on hankittu oGIIR -rahoituksella. UAS-ilmakuvausta tukevat huippuluokan hyperspektrinen kamera (FX10, Specim Oy) ja UAS-ilmakuvakamera (Micasense Rededge M) sekä lämpöinfrapunaa hyödyntävä FLIR sensori (Zenmuse XT2). Nämä sensorit edustavat uusinta kaukokartoitustekniikkaa, ja niiden soveltamismahdollisuudet tutkimukseen ovat laajat. UAS-maastokuvauksen myötä tehdään yhteistyötä Itä-Suomen yliopiston kuvantamislaboratorion, ekologian tutkimuksen, Oulun yliopiston vesitekniikan, Ilmatieteen laitoksen, Turun yliopiston, Helsingin yliopiston ja Suomen ympäristökeskuksen kanssa.  

Uusinta laitteistoa on terrestriaalinen laserkeilain. TLS-keilaimelle saatava pinnanmuotojen tarkka määrittäminen on tarpeellista niin kaukokartoituksen verifioimisessa, mallintamisessa, tulvakartoituksessa ja biologisissa sovelluksissa kuin metsän kuntokartoituksissakin.  

Akvaattisiin havaintolaitteisiin kuuluvat jokijään havainnoinnin laitteet (Shal-low Water Ice Profilers, SWIP, 2 kpl), tutkaan perustuva virtaamahavainnointiasema (RQ-30, Sommer) ja kaikuluotaukseen kykenevä virtaussensori (Acoustic Doppler Current Profiler, ADCP, Sontek, M9). SWIP- ja RQ-30 sensorit mahdollistavat yhtäjaksoisen jokijään (hyyde, jääkansi ja jääpadot) sekä virtaaman ja virtausnopeuden havainnoimisen. ADCP mahdollistaa 3D-virtauksen ja uoman topografian mittaamisen joki-, järvi- ja meriympäristöistä koko vesipatsaan alueelta. Laitteistoon kuuluvat myös vedenkorkeus- ja ilmanpaineanturit (Solinst leve- ja barologger), vedenlaadun mittalaitteet (YSI Pro-DSS, Photometer), maaperän kosteuden ja lämpötilan sensorit (HOBO), aineskuljetuksen havainnointiin liittyvät sensorit (Helley-Smith, Bunte type bed load samplers).