É«É«À²

Väitöskirjan nimi: Structural Integration and Dynamic Modelling of Biodiversity in Urban Digital Twins

³Õä¾±³Ù³Ù±ð±ô¾±Âáä: Laura Mrosla
³Õ²¹²õ³Ù²¹±¹Ã¤¾±³Ù³ÙäÂáä³Ù: Prof. Leonie K. Fischer, University of Stuttgart, Saksa ja Prof. Dagmar Haase, Humboldt-Universität zu Berlin, Saksa
Kustos: Prof. Pia Fricker, Aalto-yliopiston taiteiden ja suunnittelun korkeakoulu

Vaikka digitaalisten kaksosten rooli kaupunkisuunnittelussa kasvaa, luonnon monimuotoisuus esitetään niissä vain harvoin keskeisenä ja dynaamisena ulottuvuutena. Laura Mroslan väitöskirja tutkii, kuinka kasvillisuus ja osin myös eläimistö voidaan sisällyttää osaksi kaupunkien digitaalisia kaksosia standardeihin perustuvan mallinnuksen ja immersiivisen esittämisen avulla.

Kasvillisuus esitetään kaupunkien digitaalisissa kaksosissa (eng. Urban Digital Twins, UDT) usein muuttumattomana tai semanttisesti pinnallisena elementtinä, jolloin niiden hyödyllisyys kasvillisuuden kasvun ymmärtämisessä, kasvillisuuden hoidossa ja ylläpidossa ja ekologisten kompromissien arvioimisessa on rajallinen. Tässä väitöskirjassa tutkitaan, miksi luonnon monimuotoisuuden merkitys digitaalisissa kaksosissa on pysynyt vähäisenä, sekä kehitetään käsitteellisiä ja viestinnällisiä lähestymistapoja monimuotoisuuden sisällyttämiseksi kestävämmällä tavalla.

Väitöskirjassa tunnistetaan kolme toisiinsa kytkeytyvää puutetta: puutteelliset ja hajanaiset lähdeaineistot, nykyisten standardien rajallinen semanttinen kattavuus sekä viestinnän ja käytettävyyden riittämätön huomioiminen. Vaikka nykyinen CityGML 3.0 -standardi sisältää kyllä kasvillisuusmoduulin, siitä puuttuvat ominaisuusmäärittelyt rakenteellisille komponenteille, kasvun kuvaamiselle, hoitotoimenpidehistorialle ja luonnon monimuotoisuuden kannalta olennaisille tiedoille.

Vastauksena näihin puutteisiin väitöskirjassa esitetään sovelluksen käsitelaajennus (eng. Application Domain Extension, ADE) CityGML 3.0 -standardille. Tämä käsitelaajennus tarjoaa jäsennellyn, standardiyhteensopivan tavan esittää kasvillisuus semanttisesti rikkaammin sekä sen kasvua ja ajallista muutosta kuvaten. Mallia hiottiin iteratiivisesti kansainvälisten sidosryhmien palautteen pohjalta vastaamaan moninaisiin käyttäjätarpeisiin.

Tätä standardityötä täydentäen väitöskirjassa esitellään empiirinen tapaustutkimus virtuaalitodellisuuden käytöstä (eng. Virtual Reality, VR), joka perustuu luonnon monimuotoisuusaineistojen käyttöön ennallistamishankkeessa Virossa, Tartossa. Tutkimus osoittaa, että kenttäinventointiaineistot voidaan muuttaa immersiiviseksi ympäristöksi, joka on saavutettava myös muille kuin alan asiantuntijoille. Samalla tapaustutkimus osoittaa sinnikkään kompromissin, joka mallinnustarkkuuden, tietokoneiden laskennallisen kyvykkyyden ja viestinnällisen selkeyden välillä on yhä tehtävä.

Keskeisenä tuloksena väitöskirjassa on, että luonnon monimuotoisuuden sisällyttäminen kaupungin digitaalisiin kaksosiin rakenteellisena, semanttisesti rikkaana ja viestinnällisesti tehokkaana digitaalisen kaupunki-infrastruktuurin ulottuvuutena on mahdollista. Tämän saavuttaminen edellyttää kuitenkin datan saatavuuden, standardien kehittämisen ja kohderyhmälähtöisen suunnittelun koordinoitua kehittämistä, ei ainoastaan teknistä optimointia.

Löydökset tarjoavat näin ollen perustan luonnon monimuotoisuutta huomioivien kaupungin digitaalisten kaksosten kehittymiselle jatkossa. Väitöskirjassa esitellään käsitteellisiä ja havainnollistavia komponentteja valmiin toimivan järjestelmän sijaan ja niiden sovellettavuus riippuu järjestelmäkohtaisista olosuhteista, suunnittelukäytännöistä ja ympäristökonteksteista.

Avainsanat: kaupunkien digitaaliset kaksoset; luonnon monimuotoisuus; kasvillisuus; CityGML 3.0; Vegetation ADE; virtuaalitodellisuus

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä):

Yhteystiedot:

Zoom-linkki väitökseen: