Droonien kaupallinen hyötykäyttö on kasvava toimiala

Data eli tietomäärä kasvaa maailmalla kohisten valtavalla vauhdilla lähes kaikilla toimialoilla. Tietoa kerätään toiminnan tehostamiseksi ja tavoitteiden saavuttamiseksi.

Tietojohtamista (knowledge management) käytetään yritysten ja julkisen sektorin kilpailuedun, kustannustehokkuuden, menestyksen ja laadun parantamiseen sekä päätöksenteon tueksi. Tietoa kerätään ja talletetaan, organisoidaan, jaetaan sekä levitetään. Tämän jälkeen tieto analysoidaan ja hyödynnetään päätöksenteon tukena sekä innovaatioiden edistämisessä.

Jatkuvasti digitalisoituvampi maailma muuttuu, ja tiedon tallentamisesta ja analysoimisesta on tulossa entistä tärkeämpää huomioiden haasteet tietosuojatarpeissa ja kyberuhkissa.

Tiedolla johtaminen (data-driven decision-making) on puolestaan tiedon analysoimista, jalostamista, tulkintaa ja hyödyntämistä päätöksenteoissa. Tiedon johtamisella voidaan parantaa tuottavuutta, optimoida prosesseja, vähentää riskejä ja kasvattaa yrityksen tulosta. Tietoa tulee osata kerätä, tallettaa ja käsitellä se visuaaliseen muotoon ja analysoida sitä, jotta tietoa voidaan käyttää hyväksi päätöksenteossa.

Dronen ja mittalaitteiden tehtävä on toimia datankerääjänä

Drone on miehittämätön ilma-alus (UAV, Unmanned Aerial Vehicle), jota ohjataan etänä ihmisen avustuksella radiolinkin kautta tai autonomisesti ennalta tehdyn reittisuunnitelman perusteella, ihmisen valvoessa lentoa. Drone toimii lentävänä alustana mittalaitteille ja antureille, joilla kerätään tietoa päätöksenteon tueksi.

Anturit, joita kutsutaan yleisesti myös sensoreiksi, voivat olla erilaisia kameroita tai laserkeilaimia. Drooneihin voidaan myös liittää sään ilmiöitä havainnoivia tai ilman kaasuja ja epäpuhtauksia mittaavia antureita halutun käyttötarkoituksen mukaisesti.

Yleisin droonin antureista on kamera, jolla voi ottaa kuvia ja videoita. Lähellä lennättäjän näkökentässä tapahtuvaan kuvaukseen miehittämätön ilma-alus on lyömätön työkalu esimerkiksi mainontaan ja markkinointiin tarkoitetuille ilmakuville ja -videoille.

Lämpökameralla havaitaan puolestaan lämpötilaeroja, kun etsitään kadonneita ihmisiä ja eläimiä, tarkastetaan rakennusten lämpövuotoja tai seurataan kohteen liikkumista. Elokuvatuotannoissa drooneihin liitetään elokuvakameroita, joiden arvot linsseineen ylittävät helposti satatuhatta euroa.

Laserkeilaimella mitataan etäisyyksiä kohteisiin ja niiden muotoihin, kuten maastoon, metsään, rakennuksiin ja siltoihin. Sitä käytetään myös tierakenteiden mallintamiseen ja ympäristön kartoittamiseen. Laseriin perustuva LiDAR-keilain (light detection and ranging) lähettää lasersäteen kohteeseen, jolloin osa valosta heijastuu takaisin kameraan. LiDARin ja dronen tekniikka laskee etäisyyden kohteeseen valon nopeuden ja kuluneen ajan perusteella, ja muodostaa karttakuvan drooniin yhdistetyn kameran avulla.

Etäisyydenmittausmenetelmällä laskettu tieto tuotetaan tietokoneohjelmalla korkealaatuiseksi kolmiulotteiseksi kuvaksi ihmisen silmälle visuaalisesti ymmärrettävään muotoon. Kuvasta voidaan käytetyssä sovellusohjelmassa mitata rakenteiden ja esteiden etäisyyksiä, korkeuksia, leveyksiä, pituuksia, syvyyksiä ja tilavuuksia.

Ympäristön suunnittelussa ja luonnonvarojen hallinnassa kuvasta voidaan mitata maastonmuotoja, kuten metsiä, mäkiä, laaksoja ja vesistöjä sekä kaivosalueita. Jopa sorakuoppia, niissä olevia kasoja ja kaatopaikkoja voidaan tutkia droonitekniikan ja antureiden avulla. Multispektri- ja hyperspektrikameralla sekä LiDAR-keilaimella tuotettuja kolmiulotteisia 3D-kuvia käytetään metsätaloudessa metsien määrän ja puunlajien tunnistamiseen, maataloudessa puolestaan seurataan kasvillisuuden terveyttä ja lannoituksen tarvetta.

Datan eli kerätyn tiedon ja sovellusohjelman avulla analysoidaan ja tulkitaan dataa 3D-pistepilvestä. 3D-pistepilvi on kolmiulotteinen kuva, joka muodostuu pisteistä noudattaen tietyn alueen pinta- ja rakennekuviota. Pisteet ovat LiDAR-keilaimen laserpulssin tuottamia etäisyydenmittauksia kohteeseen, jotka muodostavat kolmiulotteisen pistepilviaineiston.

LiDAR-laserkeilaimia käytetään myös autonomisissa ajoneuvoissa turvallisuuden takaamiseksi pitämään riittävän etäisyyden esteisiin tai muihin tielläliikkujiin. Tulevaisuuden autonomissa aluksissa käytetään myös LiDAR-keilainta turvalliseen navigointiin ja esteiden havaitsemiseen.

Turvallisuus, turvallisuus, turvallisuus ja tulevaisuus

Ensimmäinen miehitetty lento tehtiin kiinteäsiipisellä lentokoneella jo yli 120 vuotta sitten Wrightin veljesten toimesta Pohjois-Carolinassa, Yhdysvalloissa.

Ilmailualalla on laajalti tunnettu sanonta, “ilmailulait ovat lentäjien verellä kirjoitettu”. Tämä tarkoittaa, että ilmailualan säännöt ja määräykset kumpuavat lentäjien, lentokoneiden kehittäjien ja alan ammattilaisten kokemuksista aiemmista onnettomuuksista ja tapaturmista. Tämä on johtanut turvallisemman ilmailun periaatteiden kehittämiseen ja turvallisuuden parantamiseksi ilmailualalla.

Miehitetty ja miehittämätön ilmailu toimivat tulevaisuudessa samassa ilmatilassa, turvallisesti yhdessä. Droonin lennättäminen perustuu huolelliseen lentotoimintaan, hyvään tilannetietoisuuteen dronen paikkatiedosta ja laadukkaisiin laitteisiin, sekä sääntöjen noudattamiseen.

Turvallinen miehittämätön lentäminen perustuu ilmailun yhteen toimiviin järjestelmiin ja standardeihin, sertifiointeihin ja kattavaan koulutukseen sekä turvallisuusprotokollien osaamiseen. Liikenne- ja viestintäministeriön ilmailuviranomainen Traficom vastaa Suomessa ilmailun sääntelystä Euroopan unionin ja Euroopan unionin lentoturvallisuusviraston (EASA) lakien mukaisesti.

Drooneja lennättävien operaattoreiden tulee noudattaa asetettuja lakeja, sääntöjä ja määräyksiä. Suomessa Traficom valvoo lentotoimijoita, ja poliisi valvoo miehittämättömän ilmailun avointa kategoriaa sekä sääntelyn vastaista lentotoimintaa.

Tulevaisuus voi olla myös droneparvissa, jolloin operaattori lennättää kahta tai useampaa, jopa kymmentä droonia samassa tehtävässä. Jokainen drooni kommunikoi keskenään ja tekee tehtävässä sille asetetut tavoitteet – tämä pienentää kokonaiskustannuksia lisäten kustannustehokkuutta työajan lyhentyessä asetetussa lentotehtävässä. Miehittämättömän ilmailun turvallisuuskulttuurissa tulee edistää ja korostaa turvallisuuden asettamista etusijalle.

Tiedolla johtaminen ja päätöksenteko perustuu analyysiin

Huolellisesti suunnitellun ja suoritetun lentotehtävän jälkeen kerätty data analysoidaan ja tulkitaan 3D-kuvia ja videoita tarkastelemalla tai muulla asiakkaan kanssa sovitulla menetelmällä. Analyysin tuloksista luodaan raportteja ja tulkintoja halutuista kohteen ominaisuuksista.

Kerättyä tietoa voidaan käyttää vaikkapa suunnittelussa, ennakoinnissa ja tarkastuksissa kohteen käyttötarkoituksen mukaisesti. Tekoäly ja koneoppiminen auttavat tulevaisuudessa analysoimaan dataa helpommin ja nopeammin päätöksenteon tueksi.

Miehittämättömän ilmailun uskotaan laajentuvan ja kasvavan useille erilaisille toimialoille – vain mielikuvitus on rajana.

Miehittämättömän ilmailun erikoisosaaja (MIERO) -koulutushankkeessa tuotetaan uutta tietoa ja koulutusmateriaalia miehittämättömän ilmailun tulevaisuuden ammattilaisille, yrityksille ja työntekijöiden jatkokoulutustarpeisiin. Hanketta toteuttavat Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulu Xamk (hallinnoija) ja Kotkan-Haminan seudun koulutusyhtymä Ekami. Hanketta rahoittaa Hämeen elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus Euroopan sosiaalirahasto plus (ESR+) -ohjelmasta.

Tämän artikkelin kirjoitusta inspiroi helmikuussa Xamkin NELI-tutkimusyksikön järjestämän virtuaalisen MIERO-webinaarin miehitetyn ja miehittämättömän ilmailualan asiantuntijat. Klikkaa webinaarin videolitterointiin lukemaan tarkemmat yhteenvedot tulevaisuuden kasvavasta toimialasta: www.xamk.fi/miero-webinaari -blogista!

Lähteet

Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulu. 2024. MIERO – Miehittämättömän ilmailun hyötykäyttöseminaarin esiintyjät. Saatavilla: https://www.xamk.fi/miero

Statista, 2024. Data growth worldwide 2010-2025. Saatavilla: https://www.statista.com/statistics/871513/worldwide-data-created/

Traficom, 2024. Droneinfo. Saatavilla: https://www.droneinfo.fi/fi