Vaikka tekoäly on ollut Suomen ympäristökeskuksessa arjen työkalu jo pitkään, valtiovarainministeriön erityisrahoitus sai aikaan digiloikan. ”CorEO-hanke tehosti satelliittihavaintoihin perustuvaa vedenlaatupalveluamme monin tavoin”, johtava tutkija Jenni Attila sanoo.
Valtiovarainministeriö toteutti vuonna 2018-2020 kolme määrärahahakua valtion virastojen ja laitosten hankkeilla, joissa hyödynnettiin nousevia teknologioita, kuten tekoälyä, ohjelmistorobotiikkaa ja data-analytiikkaa.
”Saimme paljon hyviä hakemuksia, mikä kertoo suuresta kiinnostuksesta. Kolmannella kierroksella rahoitettiin 23 hanketta ja kahta yhteiskehittämisenryhmää. Hankkeet toteutettiin vuosina 2021-2022”, erityisasiantuntija Pauliina Pussinen valtionhallinnon kehittämisosastolta kertoo.
”Tuottavuushankkeiden kehittäminen vaatii rahaa. On hienoa, että monissa hankkeissa saavutettiin merkittäviä hyötyjä. On tärkeää, että saatuja kokemuksia myös jaetaan ja niistä opitaan tulevaa varten”, julkisen hallinnon tieto- ja viestintäteknisellä osastotolla työskentelevä controller Marjukka Posio lisää.
Tekoäly tehostaa satelliittihavaintoja
”CorEO-hankkeen myötä tehty digiloikka teki meille todella hyvää”, Jenni Attila sanoo.
Rahoitettujen hankkeiden joukkoon nousi Suomen ympäristökeskuksen (Syke) CorEO-hanke, jonka nimi tulee sanoista Core (ydin) ja EO, joka on kansainvälinen lyhenne satelliittihavainnoille (Earth Observations). Tavoitteena oli tehostaa satelliittihavaintoihin pohjautuvaa vedenlaatupalvelua ottamalla käyttöön uusia tekoälyyn perustuvia analysointimenetelmiä. Näin myös tapahtui.
Sykessä tekoäly ei ole kuuma peruna, sillä koneoppimista ja neuroverkkoalgoritmejä on käytetty satelliittihavaintojen tulkintaan ja tulkinnan automatisointiin 2000-luvun alkupuolelta alkaen. Attila on opiskellut hahmontunnistukseen ja koneoppiseen liittyviä asioita Teknillisessä korkeakoulussa 1990-luvulla.
”Monien modernien tekoälymenetelmien taustat ovat varsin pitkällä historiassa – esimerkiksi matemaattiset perusteet osaan koneoppimismenetelmistä on tehty jo 1960-luvulla. Kehitys on nyt nopeaa, jonka myötä menetelmät, sovellukset ja tulokset paranevat koko ajan”, Attila sanoo.
Pilvipalvelut tehostavat toimintaa
Satelliittihavaintojen tietokantaan kertyy vuosittain miljoonittain havaintoja Suomen vesialueilta. Yksi tiedontuotannon ongelmista onkin ollut nopeasti kasvava havaintomassa sekä siihen liittyvän arkistointi- ja laskentakapasiteetin kehittäminen tulevia tarpeita vastaavaksi. Tekoälyn ansioista Sykessä on pystytty karsimaan työlästä työtä tulkinnan eri vaiheissa sekä tehostamaan raskasta laskentaa.
”Tämä on tuonut paljon kustannushyötyjä niin arkistotilaan kuin henkilötyöhön liittyen. Sen sijaan, että arkistoisimme ja tallentaisimme koko ajan päivittyviä tietoja itse, hyödynnämme nyt pilvipalveluja ja kansainvälisiä arkistoja”, Attila kertoo.
”Rakensimme hankkeen aikana myös skaalautuvan pilvipalvelupohjaisen laskentajärjestelmän, jolla voimme hyödyntää tekoälyä ja kehittää koneoppimismenetelmiä jatkossa nopeammin ja laajemmalla aineistolla. Laskenta-alustan ratkaisut ovat nopeasti monistettavissa myös Suomen ulkopuolelle. Se on meille tärkeää, koska teemme paljon kv-hankkeita/kv-yhteistyötä.”
Pilvet pois satelliittihavaintojen tieltä
CorEO-hanke liittyi Syken vaikuttavuustavoitteisiin, jotka ovat olennainen osa palveluja ja niiden kehittämistä. Hankkeen hyödyt realisoituvat automatisoituvasta ympäristönseurannasta sekä edullisimmista tuotantokustannuksista.
Satelliittihavaintojen haasteisiin kuuluu se, että jopa 70 prosenttia niistä on osin pilvisiä. Tekoälyn avulla pystytään karsimaan pois pilviset alueet, jotta saadaan paremmin esille ne alueet, joilta voidaan tulkita ympäristön tilaa, kuten veden laatua, levän määrää tai veden sameutta.
CorEO-hanke toi kehitysaskeleen Sykessä kehitettyyn avoimeen TARKKA-satelliittihavaintopalveluun, joka on ollut käytössä vuodesta 2017. Hankkeen myötä päivitettyyn Tarkka+ -palveluun luotiin muun muassa pilvettömien satelliittihavaintojen kuvagalleria.
”Vuosittain yhä suositumman palvelun kautta käyttäjät voivat hyödyntää satelliittihavaintoja monin tavoin. Nyt voimme tarjota pilvetöntä kuvaa, sillä pilvet sinällään eivät kiinnosta vaan niiden alta näkyvät asiat. Palvelua käyttävät sekä viranomaiset, kansalaiset että media. Satelliittihavainnot vaikkapa omasta mökkialueesta, rannikkoalueesta, jäätilanteesta tai sinilevätilanteesta kiinnostavat paljon”, Attila sanoo.
CorEO-hanke toi buustia rahoitukseen
Syken rahoitus koostuu valtion suorasta budjettirahoituksesta, mutta myös huomattavan paljon ulkopuolisesta rahoituksesta. Tähänkin CorEO-hanke toi buustia.
”Euroopan Unionissa on käynnissä paljon kansainvälisiä hankkeita, joissa tekoälyn soveltaminen on vahvasti mukana ympäristönseurannassa – esimerkiksi tarkasteltaessa ihmisen vaikutusta tietyn ympäristön muuttumiseen, kuten rannikkovesien tilaan”, Attila kertoo.
”Mahdollisuudet tutkimusrahoitusohjelmiin ovat varsin hyvät. CorEO-hankkeen ansiosta meillä on muun muassa sellaisia laskentaratkaisuja, joita voimme hyödyntää jatkohankkeissa. Pystymme tehostamaan työtämme ja työstämään merkityksellistä tietoa ympäristöstä aiempaa paremmin.”
”Meillä on mahtava työkalu ja olemme inspiroituneita siitä, mitä kaikkea voimme tehdä sen avulla tehokkaammin ja helpommin. On myös mielenkiintoista nähdä, missä olemme kymmenen vuoden päästä tekoälyn hyödyntämisessä.”
Mikä Suomen ympäristökeskus (Syke)?
- tarjoaa asiantuntemusta ja riippumatonta tietoa globaaleihin ilmiöihin, kuten ilmastonmuutokseen, luontokatoon, ylikulutukseen, saastumiseen ja rehevöitymiseen
- tuottaa ratkaisuja ilmastonmuutoksen torjumiseen ja muutokseen sopeutumiseen sekä kiihdyttää siirtymää kestävään kiertotalouteen
- edistää hyvinvointia luontopohjaisilla ratkaisuilla sekä kehittää uusia keinoja merten ja vesistöjen hyvän tilan saavuttamiseksi ja vesivarojen kestävään käyttöön
- valtion tutkimuslaitoksessa työskentelee noin 700 työntekijää monipaikkaisesti niin maastossa, Aranda-aluksella kuin kotitoimistoilla
- toimispisteet löytyvät Helsingistä, Oulusta, Jyväskylästä ja Joensuusta
