QGIS ja PostGIS alustana Tampereen kaupungin paikkatietoratkaisuissa

QGIS on alkanut muodostua välineeksi, jolla voi tehdä melkein mitä vain. Se toimii usein käyttäjien väylänä monimutkaisiin tietorakenteisiin sen lisäksi, että sillä voidaan analysoida ja visualisoida paikkatietoaineistoja. PostGIS puolestaan hanskaa isot datamassat, relaatiot, käyttäjänhallinnan ja historiatiedot.

Etenkin Tampereen kaupungin kanssa tekeillä olevissa hankkeissa QGIS on kuitenkin käyttäjäkokemuksen keskiössä ja taustalla tietokannoissa pyörivistä tietovirroista ei tarvitse loppukäyttäjän välttämättä välittää ollenkaan. 

Viimeisen vuoden aikana Tampereen kaupungin kanssa on ollut meneillään useita mielenkiintoisia projekteja, joissa on ollut sama ydinidea:

  1. Paikkatiedot pitää saada tietorakenteeltaan eheäksi ja tallennettua paikkatietokantaan (PostGIS)
  2. Paikkatietoja pitää voida tutkia ja päivittää paikkatieto-ohjelmistolla (QGIS)

Määrittelyn kautta prosessit ja datatarpeet selville

Tampereen kanssa (kuten muidenkin asiakkaidemme projekteissa) ongelman työstäminen lähtee nykytilan analyysistä sekä tulevaisuuden toiveiden ja tarpeiden määrittelystä: mikä on prosessi nyt, mikä nykytilanteessa on hyvää tai huonoa, mitä halutaan, mitkä ovat käyttäjien tarpeet? Usein määrittelyvaiheessa työpajaillaan tai haastatellaan sidosryhmiä. Olennaisena osana tietojärjestelmäsuunnittelua on myös prosessien kuvaus ja käsittemallien teko. Joku voisi kutsua tätä määrittelyvaihetta myös palvelumuotoiluksi!

Vaikka Tampereen kanssa viime aikoina työstetyt hankkeet ovat teemaltaan hyvin erilaisia, teknisestä näkökulmasta perustilanne on yllättävän samankaltainen: 

  1. Tietoja saadaan eri lähteistä
  2. Tiedot halutaan yhdistää
  3. Tietoja halutaan analysoida ja tutkia
  4. Tiedoista halutaan jalostaa uutta tietoa

Maamassarekisteri

Maamassojen kuljetuksista ja varastoinnista aiheutuu vuosittain miljoonien eurojen kustannuksia sekä hiilidioksidipäästöjä. Kun maamassavarastojen tilannetieto ja työmaiden tuottamat maamassamäärät sekä tarpeet ovat näkyvissä samalla karttapohjalla, voidaan kuljetuksia ohjata paremmin ja kustannustehokkaammin.

Tällä hetkellä toteutamme Tampereelle Maamassatietovarantoa, jossa QGISille toteutetaan työtila tietojen hallintaa ja tarkastelua varten. Taustalla pyörii PostGIS-kanta.

“Kehitettävän maamassarekisterin avulla saadaan koostettua tietoja pitkällä ja lyhyemmällä aikavälillä kaupungin eri yksiköiden toiminnassa syntyvistä, käytettävissä olevista ja tarvittavista materiaalivirroista. Maa-ainesten hallinnan kannalta kokonaiskuvan syntyminen eri toiminnoista mahdollisimman hyvissä ajoin auttaa toiminnan suunnittelua, auttaa tunnistamaan selvitettäviä asioita ja mahdollistaa vaiheistamista ja aikatauluttamista entistä paremmin.”

Matti Pokkinen, maamassakoordinaattori, Tampereen kaupunki

PostGIS taustalla

Kaikissa näissä tapauksissa tiedot eivät ole pelkästään yhteen tauluun mahtuvia rekistereitä, vaan pisteisiin, viivoihin ja alueisiin liittyvää monipuolista dataa.

Lisätiedot voivat olla toimenpiteitä (esim. työmaalta maamassojen vienti, luistelukentän auraus, jäteastian tyhjennys), luokitteluja (retkeilykategoria, jäteastian koko ja tyyppi) tai erilaisia rooleja erityyppisille datan käsittelijöille (pääkäyttäjä, editoija, katselija).

PostgreSQL:n spatiaalilisäsosan PostGISin avulla voidaan rakentaa suhteellisen nopeasti moniulotteisia relaatiotietokantoja, joiden tarkasteluun, analysointiin ja päivittämiseen tarvitaan hieman enemmänkin PostGIS- ja SQL-osaamista. Monissa hankkeissa paikkatietoaineistoja tarkastelee ja käsittelee käyttäjiä eri taustoista ja siiloista, joiden tietokantaosaaminen voi olla vaihtelevaa. Tästä syystä käyttäjäkokemuksen keskiössä on usein QGISin, jonne voidaan rakentaa valmiita näkymiä tietokannassa olevaan tietoon.

Jätteenkuljetusrekisteri

Jätehuoltoviranomaisen pitää jätelain mukaan seurata mm. kotitalouksien jätteiden kuljetuksissa siirrettyjen jätelajien määriä ja loppusijoitusta. Oleellista on myös ympäristön takia havainnoida, jos jokin taho ei ole liittynyt syystä tai toisesta jätteenkuljetuksen piiriin. Syitä tähän ovat esimerkiksi poikkeamisluvat tai kohde on asumaton, mutta joissain tapauksissa voi paljastua myös ympäristörikoksia.

Kun liittyneet kotitaloudet saadaan kartalle, voidaan helposti havaita myös ne tahot, jotka eivät ole liittyneet jätehuoltoon. Jätehuoltoviranomaiselle toteutetetaan parhaillaan jätteenkuljetusrekisteriä tietojen seurantaa varten. Siinä isossa roolissa on PostGIS-tietokantaan vietävät tiedot ja niiden seuranta QGIS-työkalulla. Jätteenkuljetusrekisterin tuottamisessa haastavinta on ollut kääntää monitahoinen jätelakivelvotteiden, arkisten jätekuljetuksien ja jätehuoltoviranomaistehtävien maailma tietomalliksi.

“Jätehuoltoviranomaisen toimialue kattaa 17 Pirkanmaan kuntaa, joten päivittäisessä työssä joudutaan hallitsemaan suuria tietomassoja, paikkatiedon hyödyntäminen on kuitenkin ollut vasta alkutekijöissään. Kehitettävän jätteenkuljetusrekisterin avulla pystytään aiempaa tehokkaammin seuraamaan, että kiinteistöjen jätehuolto on järjestetty asianmukaisella tavalla. Näin varmistetaan, ettei ympäristö- tai terveyshaittoja aiheudu puutteellisesta jätehuollosta. QGIS-ratkaisuun pohjautuva rekisteri mahdollistaa myös aiempaa sujuvammat viranomaisprosessit, kun yksittäisten kiinteistöjen tarkastelusta pystytään siirtymään kohti laajempia kokonaisuuksia.”

Anu Toppila, jätehuoltoinsinööri, Tampereen kaupunki

QGIS käyttäjien keskiössä ja tiedot siistiksi

QGISin attribuuttilomakkeiden avulla voidaan rakentaa tiedon päivitykseen näppäriä apuvälineitä tai QGIS-työtilaan voidaan hakea valmiita kyselyitä tietokannasta. Samaa problematiikkaa on hahmoteltu Tampereen kanssa mm. jätteenkuljetusrekisterissä, maamassoissa, kiinteistönmuodostuksessa ja retkeily- ja ulkoiliikuntapaikkojen hallinnassa.

Tähän mennessä useimmiten kaikki kulminoituu siihen, että lähtötietojen pitää olla kunnossa, jotta voidaan tuottaa hyviä palveluita käyttäjille. Datan laatua pitääkin matkan varrella parantaa ja jalostaa. Datan puutteellisuus pitää myös sallia ja tehdä toimenpidesuunnitelmat sen parantamiseksi pikkuhiljaa.

Useimmiten laatuongelmat havaitaan vasta, kun tiedot nähdään kartalla. Tässä helppona vinkkinä ennen varsinaisen mobiilisovelluksen tai web-karttojen toteuttamista on laittaa olemassa olevat datat QGISiin ja tutkia niitä sitä kautta. Datan laatua voidaan arvioida nopeasti jo tässä vaiheessa ja voidaan kokeilla miltä mahdollinen kuntalaisen tai loppukäyttäjän sovellus voisi tuntua. Yleensä käyttäjät havaitsevatkin nopeasti, että “tuolta puuttuu reitti tai kohde” tai  “tuolla on kiinteistöjä, joilla ei ole jostain syystä jätehuoltorekisterissä liittymää”. Ja sitten dataa korjataan tai selvitetään mistä asia johtuu.

Retkeily- ja ulkoliikuntatiedot

Lähimatkailu on koko ajan lisännyt suosiotaan. Jotta retkeilijät eivät ruuhkauttaisi suosituimpia reittejä, tarpeena on esitellä muitakin kohteita. Tiedot ovat kuitenkin todella hajallaan. Onneksi retkeily- ja ulkoilutietoja kerätään jo laajalti Jyväskylän yliopiston ylläpitämään LIPAS-aineistoon (liikuntapaikkarekisteri). Matkailijaa voi kiinnostaa myös muut tiedot kuten mistä löytyy parkkipaikka, mitä nähtävyyksiä alueella on tai missä kunnossa kohteet ovat, kuten milloin luistelukentät on huollettu tai latu ajettu. Koostetietokanta PostGISissä ja sieltä rajapintojen tuottaminen eteenpäin mahdollistaa tietojen hyödyntämisen useissa eri palveluissa.

“Tampereen kaupungin retkeily ja ulkoliikunnan palvelut löytyvät useista eri sijainneista. Kaupunkiseudun kuntien palvelut sitäkin useammasta sijainnista. Käytännössä tämä näkyy latutietojen tai retkeilyreittien loppumisena kuntarajalle ja samojen tietojen esittämisenä eri tavoin eri kunnissa. Kaupunkiseudun kuntien Lipas-järjestelmän kautta tiedot voidaan esittää kuitenkin yhtenäisesti, samalla alustalla ja siten, että jokainen kunta vastaa silti oman aineistonsa ajantasaisuudesta.

Samalla käyttäjälle on mahdollista tuottaa ylikunnallista lisäarvoa esimerkiksi bussipysäkkien tai latutietojen kautta. Käyttäjän kannalta tämä on merkittävä askel kohti parempaa toiminnallisuutta, edistää turvallisuutta ja mahdollistaa kuntien tehokkaan viestinnän retkeily- ja ulkoliikkumisen saralla ja enne kaikkea edistää metsien hyvinvointi- ja terveysvaikutusten hyödyntämistä.”

Anne Tuominen, metsätalouspäällikkö, Tampereen kaupunki
Petri Mäkelä, retkeily- ja luontopalvelut, Ekokumppanit Oy

Sanna Jokela on maantieteen FM, jota kiinnostaa erityisesti avoimen lähdekoodin ja avoimen datan verkostot ja yhteistyö, karttojen teko sekä laajat paikkatietojen yhteiskäyttöisyyteen liittyvät projektit. Sanna harrastaa mm. sisustamista ja puutarhan "hoitoa".