Kaavakartoista tietomallipohjaisiin kaavatuotteisiin
Kaavojen tuotanto on taidelaji. Ne ovat hyvin monipuolisia karttatuotteita, joissa eri sidosryhmien näkemykset vaikuttavat lopputulokseen. Usein nämä päätökset ovat piilossa erilaisissa muistioissa ja dokumenteissa ja kaavan tulkinta vaatii osaamista. Tulevaisuudessa kaavan käyttäminen ja tulkinta voi olla helpompaa ja päätöksentekoon johtaneet prosessit avoimempia. Siihen ainakin tähtää kaavoituksen tietomallityö.
Teimme syksyllä Suomen ympäristökeskukselle (SYKE) testausta, miten kuntien kaavoja voi tuottaa vuonna 2021 valmistuneen kaavatietomallin avulla. Testauksessa oleellista oli tarkastella, pitääkö mallia muuttaa tai lisätä siihen jotain, ja miten käytännön työ kunnissa voitaisiin toteuttaa. Lopulta myös tutkimme, saadaanko tietoja mallista ulos helposti ja miltä ne voisivat näyttää.
Ennen kuin päästään testituloksiin, alla vielä vähän taustoitusta aiheeseen.
Mitä on tietomallipohjainen kaava?
Digitaalisen tietomallipohjaisen kaavan tavoitteena on koneluettavuus ja tiedon harmonisointi. Sitä kautta voidaan mahdollistaa erilaiset käyttötapaukset, joissa tietoja tarvitaan. Kaavan tietomallityötä on tehty Suomessa ympäristöministeriön toimesta, ja tämänhetkinen asema- ja yleiskaavan tietomalli soveltamisohjeineen löytyy täältä. Tietomalli on tässä tapauksessa relaatiotietokanta, joka sisältää useita toisiinsa linkittyneitä tauluja ja koodilistoja.
Tietomalli on tapa kuvata tietojen rakennetta ja sisältöjä. Sen avulla voidaan esittää tietojen yhteyksiä toisiinsa. Tietomallinnusta voi tehdä eri tasoilla: loogisesta mallista fyysiseen malliin.
Digitaalinen kaava ei vielä ole koneluettava
Tällä hetkellä Suomen asema- ja yleiskaavat voivat olla digitaalisia, mutta ne eivät ole harmonisessa muodossa eli yhteiskäyttöisiä. Lähivuosikymmenien kaavat on tehty nykyisen lainsäädännön mukaisesti (MRL-laki §5.2.1999/132) ja niitä löytyy usein vain kirjallisessa muodossa (kuva, pdf, paperi). Uusimmissa aineistoissa lähtötiedot voivat olla digitaalisia, mutta ominaisuuksiltaan ja geometrioiltaan ne ovat monimuotoisia. Lainsäädännön muutosta tarvitaan, jotta kunnissa mahdollistuu digitaalisen yhteismitallisen kaavatiedon tuotanto yhteisen kaavatietomallin mukaan.
Koneluettavuus tarkoittaa sitä, että tieto on rakenteistettu niin, että kone tai sovellus pystyy käsittelemään tietoja. Formaatteja voivat olla esimerkiksi XML, JSON, CSV. Sen sijaan esimerkiksi PDF ei ole konelutettava.
“Haluan tietää kuinka paljon Suomessa on kaavoitettu viheralueita vuonna 2022”
Suhteellisen helppo kysymys, mutta käytännössä siihen on mahdotonta tällä hetkellä vastata. Kaavatietomallin ja yhtenäisten koodistojen avulla vastaus voidaan jossain vaiheessa antaa. Se vaatii kuitenkin paljon työtä. Kun kaavatiedot kerätään yhteen samassa mallissa, tähän ja useisiin muihin kysymyksiin pystytään vastaamaan. Kansallisen tason tietojen kerääminen voi liittyä esimerkiksi ilmastonmuutoksen torjuntaan ja hiilijalanjäljen arviointiin. Yhtenä tärkeänä osana on mm. kunnan omien prosessien tehostaminen, kuten rakennuslupien myöntäminen tai kaavoituksen seuranta. Myös kiinteistöverotuksen määrittely on yksi oleellinen käyttötapaus.
Jotta nämä käyttötapaukset ja monet muut tarpeet saadaan täytettyä, kaavatietoja pitää harmonisoida. Tällä hetkellä tarkoitus on ensisijaisesti tuottaa uudet kaavat kaavatietomallien mukaan, mutta joissain kunnissa voi olla perusteltua digitoida myös vanhoja kaavoja. Tällöin on luultavasti pakko avata uusi kaavoitusprosessi ja hyväksyttää muutokset tai määrittää, että osa kaavoista ei ole digitaalisessa muodossaan lainvoimaisia.
Lopputavoitteena on, että kaavatiedot kerätään kansallisesti yhteen. Samalla tavalla toimitaan esimerkiksi kiinteistötietojen ja rakennustietojen osalta. SYKE on vastuussa rakennetun ympäristön tietojärjestelmän (RYTJ) kehittämisestä, joka kerää kaavatiedot yhteen. RYTJ kehitetään useampaa eri maankäyttötietojärjestelmää tukevaksi. RYTJ:n ensivaiheen toteutus määriteltiin vuonna 2021 ja järjestelmän rakentaminen aloitetaan vuoden 2022 aikana. Käyttöönotto alkaa lainsäädännön valmistuttua vuonna 2024. Prosessi vaatii vastaanottavan tietojärjestelmän ja kuntien omat suunnittelu- ja rekisterijärjestelmät. Lisäksi tarvitaan paljon työtä mm. sanastojen ja käsitteiden kanssa.
Yhteentoimivuus
Yhteiset koodistot ovat oleellinen asia tietojen harmonisoinnissa. Niitä voi ajatella avainsanoina, joita voi olla vain rajallinen määrä. Pelkästään samoja koodeja käyttämällä päästään jo pitkälle. Mutta koodeista pitää sopia ja siksi sanastotyö on usein aikaavievää. Kaavojen osalta hyödynnetään Suomessa ympäristöministeriön “Semanttisen yhteentoimivuuden teemaryhmää” ja sen alaryhmiä.
Yhteentoimivuusalustalle (esim. https://koodistot.suomi.fi) kerätään käsitteitä, joita käytetään tietomalleissa. Myös tietomallit kuvataan yhteentoimivuusalustalle (https://tietomallit.suomi.fi). Kaavojen osalta alustalle viedään mm. asema- ja yleiskaavan kaavamääräyslajit eli koodit, jotka kuvaavat jotain kaavamääräystä. Kaavamääräyksiä ovat vaikkapa rakentamisen määrä, ääneneristävyys sekä asumisen alue. Tällä hetkellä esimerkiksi asemakaavan osalta listalla on 277 koodia eli kaavamääräyslajia.
Tietojärjestelmien kyvykkyydet
Tietomallit pitää myös ottaa käyttöön maankäyttötietoja tuottavissa organisaatioissa: kunnissa ja kaavakonsultointia tarjoavissa yrityksissä. Nykyiset suunnittelujärjestelmät eivät aina edes tue relaatiotietokantamalleja. Tietojärjestelmiä pitää siis kehittää uusien määrittelyjen mukaisesti. Kaavatietomalli tarvitsee relaatiotietokannan, johon tiedot syötetään käyttöliittymäkerroksen avulla. Relaatiotietokantoja ovat esimerkiksi kaupallinen Oracle Spatial tai avoimen lähdekoodin tuote PostgreSQL ja sen PostGIS-paikkatietolisäosa.
Historia- ja elinkaaritiedot ovat oleellisessa osassa kaavatietomallia. Ideana on, että kaavatietojen hyödyntäjä voisi päästä tutkimaan koko kaavaprosessia sen syntyhetkestä lähtien. Jos kohteita eli geometriaa tai ominaisuustietoja muutetaan, pitäisi tieto muutoksesta tallentaa. Erityisesti jos kaava siirtyy elinkaaressa seuraavaan vaiheeseen – vaikkapa luonnoksesta ehdotukseksi – pitää päivittyä myös vuorovaikutustapahtuma ja siihen liittyvä aikaleima. Kaavatietomallissa tämä hoidetaan yksilöivien tunnisteiden ja aikaleimojen avulla.
On siis mahdollista, että kaava piirretään (eli tuotetaan vektoritiedot) ohjelmistolla, jossa ei ole taustalla relaatiotietokantaa ja tiedot siirretään vasta tietyssä vaiheessa tietokantaan. Tällöin on pidettävä huolta kohteiden geometrioiden uniikeista tunnisteista (ID), jotta elinkaaritiedot pysyvät eheänä. Tätä varten tarvitaan luultavasti tietojärjestelmiin konverttereita, jotka huolehtivat tietojen eheydestä tietokannan ja piirto-ohjelmiston välillä.
Työprosessit muuttuvat ja se on hyvä juttu
Kun suunnittelujärjestelmä mahdollistaa kaavatietomallien mukaisen tiedon tuotannon, siirtyminen uudentyyppiseen tekemiseen vaatii myös kaavoittajilta uudenlaista työskentelytapaa. Kaavatietomallien mukainen tekeminen ohjaa työtä siten, että oleellista on syöttää mahdollisimman paljon koneluettavaa tietoa kaavasta. Kaava ei näin enää ole pelkästään visuaalinen tuote.
Luonnosteluvaiheessa pitää jo kirjata joitain tietoja kaavakohteista. Toki niitä voi prosessissa muokata niin ominaisuuksien kuin geometriankin osalta. Ensimmäinen kaavatietomallin mukainen vaihe on kaavan vireilletulo, joka vaatii esimerkiksi löyhän aluerajauksen sekä OAS:n liittämisen aluerajaukseen.
Käyttöönottoprosessi voi olla pitkä, ja siihen pitää varautua ja ottaa tarpeeksi aikaa siirtymään. Uuden järjestelmän käyttöönotto ja opettelu vievät aina resursseja. Vanhojen kaavatietojen siirtokin voi olla perusteltua kunnan omien toimintojen kehityksen osalta.
Suunnittelujärjestelmät
Kaavan tuotannon käyttöliittymän pitää huomioida kaavatietomallin laatusäännöt. Tällaisia on esimerkiksi se, että tietylle kaavamääräykselle ei voi antaa kuin numeerisia arvoja ja toisille puolestaan vain vapaata tekstiä. Suunnittelujärjestelmän on myös luotava kopioita kaavamääräyksistä, sillä tietojärjestelmän näkökulmasta kahdella kaavakohteella ei voi olla samaa kaavamääräystä vaan vähintään niiden ID pitää olla eri. Huomioitava myös on, että esimerkiksi tietojen versiointiin liittyen tarvitaan RYTJin kautta globaalisti uniikit tunnukset.
Gispo on tehnyt testejä tietomallin toimivuuden osalta QGISillä. Sitä varten rakennettiin syksyllä 2021 kevyt työtila tietojen syöttämiseen PostGIS-tietokantaan. PostGIS-kantaan luotiin fyysinen tietomalli kaavatietomallin määrittelyjen perusteella. Espoon ja Valkeakosken asemakaava-aineistot vietiin tietomalliin.
Testeissä kävi nopeasti ilmi, että mallin laatusäännöissä on paljon ehdollisuuksia: käytännössä QGISin puolelle pitää rakentaa lisäosa tietojen syöttämiseen tai monipuolisia triggereitä PostGISin puolelle. Pelkällä attribuuttilomakkeiden muokkauksella ei saada toteutettua haluttuja kaavoittajan työtä helpottavia toimintoja. Tällä hetkellä toimivaa valmista työkalua QGISissä tähän työhön ei siis ole, mutta sen suunnittelu ja rahoituksen hankinta on käynnissä.
Kaavakohteiden digitointiin tarvitaan myös kehitystyötä vaikka soveltuvia editointityökaluja QGISissä jo jonkun verran onkin. Toiveissa on kuitenkin kehittää niitä intuitiivisemmiksi. Tätä varten saimme Gispolle opinnäytetyöntekijän Metropolialta, joka pohtii asiaa meille kevään aikana. Hänen löydöksistään lisää varmasti keväämmällä!
Kaavoittajalle soveltuvia QGIS-työkaluja:
- Editoinnin perustyökalut
- Tarttumisen asetukset (snapping)
- Advanced digitizing (esim. kohteiden leikkaus, siirto, reikien teko)
- Muodot (kaaret, ympyrät, neliöt)
- Advanced digitizing -työkalut (vierekkäiset linjat, kulmat, suorakulmiot)
- Taitepistetyökalu (x-y-editori)
- Kaavoituksen tyylikirjastot QGISille asemakaavan kuvaustekniikka tai yleiskaavan kuvaustekniikka.
- Kaavoituksen QGIS layout-mallit QAAVA-repositoriosta qpt-tiedostoina
Ja sitten testitulokset!
Kuten edellä olevasta huomaa, tietomallityö on monipuolista hommaa. Testeissä ei havaittu erityisen kriittisiä kehityskohteita itse tietomalliin, mutta suunnittelujärjestelmien prosesseja se haastaa. Visualisoinnista tulee myös mielenkiintoista.
Tässä esimerkit Espoon ja Valkeakosken asemakaavoista. Niissä viety kaavamääräykset tietomallin mukaan, mutta päätöstietoja eri vaiheista ei tässä vielä päästy testaamaan.
Demo Valkeakosken asemakaavan tietomallirakenteesta.
Demo kaavakohteen ja -määräyksen lisäämisestä Espoon asemakaavaan.
