PM 1(9) Beskrivning av forsknings- och utvecklingsbehov inom geodataområdet

Transkript

1 PM 1(9) Formas Kungsbron Stockholm Beskrivning av forsknings- och utvecklingsbehov inom geodataområdet Vi vill med detta dokument uppmärksamma Formas på behovet av att öka finansieringen till de delar av geodataområdet som idag inte är prioriterade. Detta skulle kunna ske genom en större riktad utlysning eller medverkan i ett samfinansierat forskningsprogram. Geodataområdet har sin nära koppling till både miljö- och samhällsbyggnadsområdet, men vi ser idag att möjligheterna till att få finansiering till inomvetenskapliga studier är mycket små. Det finns också behov av att satsningar inom tillämpade områden med utgångspunkt i geografisk information (geodata) görs i större omfattning. Detta är särskilt viktigt i nuläget när en infrastruktur för geodata håller på att etableras mellan flertalet myndigheter, en samverkan som kommer att utvidgas framöver och redan i år även inkluderar flera kommuner. Det är också ett led i Sveriges genomförande av miljödirektivet Inspire, som bland annat syftar till att ge bättre tillgång till geodata. Organisation Postadress Besöksadress Telefon E-post Internet Lantmäteriet Gävle Lantmäterigatan geodatasekretariatet@lm.se

2 PM 2(9) Direktivet har sin grund i EU-kommissionens sjätte miljöhandlingsprogram och är tillämpligt inom områden för gemenskapens miljöpolitik samt för politik och verksamhet som kan påverka miljön. Detta återspeglas också idag i svensk lag genom Lagen om geografisk miljöinformation som trädde i kraft 1 januari Samtidigt utvecklas även teknikerna för digital datafångst mycket snabbt. Därför är forsknings- och utvecklingsbehoven kring hur dessa kan användas stora. Det finns en stor potential att använda geodata i betydligt större utsträckning än idag inom många olika sektorer, där miljö och samhällsbyggnadsområdet är centrala. Men för att denna ska utvecklingspotential ska tas tillvara behövs en stärkt samverkan och en livaktig FoU-miljö. Rymstyrelsen finansierar idag forskning inom fjärranalysområdet, men detta inkluderar inte flygburen fjärranalys. Formas beviljar sporadiskt projekt med koppling till GIS. Vinnova har finansierat delar av geodataprojektet, som lagt grunden till en infrastruktur för geodata. Men för att tillgodose framtidens behov och klara av kommande utmaningar är geodataområdet i stort behov av en samordnad och behovsstyrd forskning och utveckling. Dessa satsningar stöds också av Geodatarådet. Representanterna i Geodatarådet utses av regeringen och består av Naturvårdsverket, SMHI, Lantmäteriet, SGU, SCB, Trafikverket, Myndigheten för samhällsskydd och beredskap, Försvarsmakten, Sveriges Kommuner och Landsting, Stockholms Stad, Länsstyrelsen i västra Götaland och Sjöfartsverket. Frågorna drivs också i ett nätverk inom geodataområdet med aktörer från universitet och högskolor och från offentlig verksamhet och näringsliv. Vad omfattar geodataområdet? Geodataområdet innefattar flera ämnesområden, såsom geografiska informationssystem (GIS), webbkartografi och visualisering, geodatainfrastrukturer, fjärranalys (insamling och bearbetning av data från optiska, laser och radarsensorer från satelliter, flyg, eller marken), fotogrammetri (idag främst digital fotogrammetri) och geodesi (inklusive tillämpningar av GPS och andra globala navigationssystem). Inom GIS ryms frågor som rör lagring (databashantering), analys, visualisering och presentation. I många sammanhang används flera av dessa olika ämnesområden. Geodataområdet kan generera stora samhällsnyttor, men för att denna utvecklingspotential ska kunna tas till vara behövs en stark FoU-miljö, med breda samarbeten mellan många olika aktörer nationellt och internationellt. En viktig förutsättning är möjligheterna till forskningsfinansiering

3 PM 3(9) Koppling till Formas verksamhetsområde Olika typer av data producerade av myndigheter utgör basen inom den svenska klimat- och miljöforskningen. Många forskningsprogram är helt beroende av dessa. Dessa grundläggande data utgör beskrivningar av landets förhållanden och resurser och möjliggör utvidgade analyser och processbaserad modellering av utbyten och interaktioner. Dessa data är också nödvändiga för att göra nationella och internationell uppskalningar och prediktioner 2. De areella näringarna är också beroende av att forskning bedrivs kring effektiva metoder för datafångst som tar tillvara den potential som ny teknik erbjuder. Inom Formas huvudområden utmärker sig geodata som en viktig del av den forskning som handlar miljö och samhällsbyggnad. Inom t ex forskningsprogrammet Samordnad stadsutveckling en förutsättning för hållbarhet är sannolikt geodata en viktig del av många analyser. Vetenskapsrådet föreslår också i ett yttrande över remissen Genomförande av Inspire-direktivet i svensk lagstiftning; förslag till ny miljöinformationslag och förordning m.m. bland annat att Formas borde finnas representerade i Geodatarådet då den forskning som Formas stödjer till stor del är beroende av geodata. Formas ger också ut den svenska textbok Geografisk informationsbehandling teori metoder och tillämpningar som används omfattande på landets universitet och högskolor på kurser inom Geografisk informationssystem (GIS) och närliggande ämnesområden. I Formas forskningsstrategi för lyfts trender fram inom forskningen från 2001 och framåt, både från forskare och finansiärer. Av dessa har flera en nära beröring på geodataområdet: Forskning om klimatfrågor, resursutnyttjande, miljöeffekter och biologisk mångfald. Studier av storskaliga fenomen över såväl samhälleliga som ekologiska gradienter. Forskning om städer deras hållbarhet, miljöpåverkan, attraktionskraft och styrning. Satelliter och avancerade mätsystem på land och i haven genererar idag stora mängder viktig information om naturtillstånd, processer och förändringar. Särskilt snabb är just nu utvecklingen kring operativt användande av digitala flygburna sensorer. Lantmäteriet flygfotograferar hela landet med digital kamera i genomsnitt vart 3:e år och genomför nu också en landsomfattande laserskanning. För att mer automatiskt tolka dessa mätningar och integrera 2 Eklundh L., 2008, Data för svenska klimat- och miljöforskning, Vetenskapsrådets rapportserie 3: Formas forskningsstrategi för underlag till den forskningspolitiska propositionen, Rapport 1:2008

4 PM 4(9) informationen med modellresultat kommer betydande forskningsinsatser av olika karaktär att krävas. Det kommer också att behöva ges utrymme för forskning där alternativa angreppssätt används för att komma åt svaren, t ex olika typer av data mining, där datorkraft utnyttjas för att förutsättningslöst söka mönster och trender i stora datamaterial. De snabba klimat- och miljöförändringarna aktualiserar det stora behovet av att tillvarata tidsserier och andra mätningar som kan ge en bild av förändringarna 4. Trots dessa specifika och tydligt utpekade behov har inte några satsningar gjorts på geodataområdet som sådant, vilket har lett till en splittrad forskning inom området, med liten samverkan mellan olika aktörer såsom universitet, myndigheter och näringsliv. En nationell infrastruktur för geodata Idag är det ofta svårt att komma åt den geodata som samlas in av myndigheter, kommuner och andra samhällsaktörer. Detta gör att data inte kan användas optimalt därför byggs nu en infrastruktur för geodata upp. Geodataprojektet, som delvis har finansierats av Vinnova, avslutades vid årsskiftet och har nu gått över i förvaltning. Ett av de strategiska mål som pekas ut i den nationella geodatastrategin är att Sverige ska ha en sammanhållen forsknings- och utvecklingsverksamhet inriktad på att stödja utvecklingen av infrastrukturen för geodata. 4 Eklundh L., 2008, Data för svenska klimat- och miljöforskning, Vetenskapsrådets rapportserie 3:2008

5 PM 5(9) Nationellt FoU-nätverk inom geodataområdet Sverige har flera framgångsrika forskargrupper inom området geodata (ämnesområdena fjärranalys och geomatik), men det finns också många andra ämnesområden som med fördel borde knytas starkare till geodataområdet (t ex samhällsgeografi, system- och datavetenskap, visualisering). Vi har idag en svensk industri och svenska företag som bygger ut sin verksamhet kring geodata och där geodata alltmer blir en betydande del av verksamheten. Myndigheter, kommuner och andra aktörer samlar kontinuerligt in geodata för användning i sin egen verksamhet och som producenter. Att geodata finns överallt i samhället idag och utgör ett mycket viktigt besluts- och planeringsunderlag är utom all tvivel. Men potentialen inom området är betydligt större än vad som sker i praktiken idag och samverkan nationellt mellan de olika aktörerna är föga utvecklad. Det behövs betydande satsningar för att bygga vidare på den kunskap som finns idag och integrera och tillämpa geodata och GIS i olika verksamheter oavsett sektor. För att öka samverkan nationellt har ett nationellt FoU-nätverk etablerats. Nätverket sammanträdde första gången den 8 december 2010 och kommer att verka för ökad samverkan mellan universitet, näringsliv och förvaltning och för att ett FoU-program inom geodataområdet etableras. Representanter från Lunds universitet, KTH, SLU, Högskolan i Gävle, Göteborgs universitet och Chalmers, Trafikverket, SGU, Lantmäteriet, WSP, ESRI-Sgroup och Saab Aeronautics deltog i det första mötet. Vid mötet närvarade även representanter för Vinnova (Madeleine Siösteen-Thiel) och Formas (Elisabeth Göransson) under del av dagen. FoU inom geodataområdet För en optimal funktion hos infrastrukturen krävs god tillgång till data och välutvecklade insamlings- och produktionsmetoder. För att infrastrukturens samhällsnytta ska optimeras krävs utveckling inom en rad olika områden (Figur 1). Figur 1. Exempel på olika delar inom ett geodataområdet som skulle kunna utgöra grunden i ett forskningsprogram.

6 PM 6(9) Infrastrukturen för geodata Infrastrukturen för geodata består av flera olika delar, som bland annat omfattar en teknisk lösning, Geodataportalen (Figur 2). Informationsstruktur, användningen av enhetliga referenssystem, juridiska aspekter och finansiering är också viktiga delar av infrastrukturen. Själva Geodataportalen är en ingång till olika myndigheters geodata. Data lagras hos respektive myndighet. För att komma åt information om data och framöver även data i sig, behövs olika typer av tjänster. Framtagandet av dessa regleras av Inspiredirektivet och i dagsläget är det visningstjänster som är aktuella. Dessa möjliggör för användaren att tillgodogöra sig information om data som finns i portalen. En viktig forskningsfråga rör ökad användbarhet av visningstjänsterna. En visningstjänst kan användas av t.ex. en planerare som behöver få en överblick om både geografin och befintliga planer över ett område. Visningstjänsten i Geodataportalen kommer att ge användarna av geografisk information stor flexibilitet. Användarna ska kunna kombinera geografisk information från olika källor. Problemet är dock att data inte är anpassat för sampresentation och för en geodataportal krävs automatiska rutiner. Figur 2. Utsnitt från Geodataportalen ( Framöver kommer också utveckling av nedladdningstjänster att bli aktuella, samt beräkningstjänster kopplade till dessa. Detta är en viktig pusselbit i utvecklingen av den semantiska webben. Hur man kan använda nedladdningsstjänster för att skapa värdefulla tjänster för användarna är en viktig fråga.

7 PM 7(9) För att infrastrukturen ska kunnas användas på ett effektivt sätt måste också forskning och utveckling ske vad gäller de olika formaten som utgör de spatio-temporala databaser, inklusive 3-D modellering och generaliseringsmetoder. Standardiserade tjänster som nedladdningstjänster och transformationstjänster kräver att semantiska olikheter måste kunna hanteras. I takt med att värdeökande tjänster blir vanligare, ökar behoven av stöd för orkestrering av arbetsflöden. Semantisk webbteknik är en av de tekniska grundvalarna, som ger effekter på organisation, ekonomi och kanske även lagstiftning. Insamling av geodata Flygburna sensorer utvecklas idag snabbt. Digitala flygkameror och laserskannrar används idag operationellt och ger mycket stora datamängder av hög kvalitet. Även användningen laserskanning och digitala kameror som står på marken, eller är monterade i fordon ökar snabbt. Teknikerna har stor potential för effektiv 3D-kartering i t.ex. bebyggd miljö, i skogsbruket eller för detaljerad vegetationskartering. Satsningar borde ske på hur vi ska utnyttja utvecklingen inom såväl laserskanning som digital fotogrammetri inom bland annat följande områden: Utveckling av metoder för automatisk analys av data. Begreppet geo-förstärkta webb-sensorer innebär dels att sensorerna kan nås via webben, dels att de är positionerade geografiskt. Hur denna teknik kan användas för att ha en effektivare försörjning av geodataområdet är fortfarande oklart. Användbarhet vid skogs- och naturinventering Användbarhet vid vegetations- och marktäckekartering Utvärdering av användningen av ny nationella höjdmodell (baserad på laserskannad data) vid översvämningsstudier. Frågor kring öppen data kommer att bli aktuella i allt större utsträckning. Begreppet Volonteered geographic information (VGI) eller crowdsourcing används för att beskriva insamling, bearbetning och spridning av geografisk data på frivillig basis av privatpersoner. Ett sådant exempel är så kallade open street maps. Detta innebär i korthet att allmänheten rapporterar in observationer till en kartdatabas, som då ständigt ajourhålls. Men det finns forskningsfrågor kring detta som behöver lösas och som rör integritetsaspekter och kvalitetssäkring 5. Frågor kring tillämpning av detta är också viktiga, som huruvida det kan användas inom till exempel samhällsplanering. Ett utvecklingsområde är att studera hur den officiella statistiken kan utnyttjas på en låg lokal nivå. 5 Handlingsprogram för forskning och utveckling inom geodataområdet 2011 (

8 PM 8(9) Tillämpningsområden Geodata utgör en stor del av det datamaterial som utgör grunden i många miljöanalyser. Med dagens koppling till klimatförändringar blir detta än mer viktigt, då geografiska aspekter ofta är en del av analysen. Geodata möjliggör också studier inom komplexa urbana system och samhällsbyggnad där miljö, transportsystem, bebyggelse och befolkning kan samstuderas. Statistik baserad på register eller enkätundersökningar är också en del av denna infrastruktur och som delvis är outnyttjad i planeringssammanhang. Med en väl fungerande infrastruktur kommer utvecklingen inom olika tillämpningsområden kunna ske i en högre takt. Här behövs också tillämpade forsknings- och utvecklingsprojekt med pilotfall. Exempel på tillämpningsområden: Inom miljöområdet: Riskkartläggningar och planering vid katastrofinsatser. Detta gäller t ex översvämningsstudier, som tillsammans med skred, ras och erosion lyfts fram inom Klimat- och sårbarhetsutredningen 6, som viktiga områden där tillämpad forskning behövs kring hur vi ska hantera detta. Likaså behövs metodutveckling för rumsliga variationer i sårbarhet mot översvämning med hjälp av GIS. 6 Klimat- och sårbarhetsutredningen, SOU 2007:60

9 PM 9(9) Metodutvecklingsfrågor inom samhällsbyggnadssektorn rörande behovs- och tillgänglighetsfrågor vad gäller vård- och skolomsorg. Detta bör också kopplas till regioner och deras funktioner. Hur etableras olika samhällsviktiga funktioner och för vilka grupper av människor är de tillgängliga? Inom miljö- och samhällsbyggnadssektorn ta fram nya metoder för att mäta grönområden och belysa frågeställningar som vad som händer med den allmänna gröna marken och dess tillgänglighet? Inom samhällsbyggnadssektorn utveckling av pedagogisk geovisualisering av byggd miljö och landskap. Viktiga faktorer att beakta i ett forskningsprogram Sammanfattningsvis ser vi det som en nödvändighet att ett forskningsprogram ställer krav kring samverkan. Vi ser det också som en nödvändighet att fler yngre forskare blir aktiva inom geodataområdet och därför bör en del av finansieringen vikas till doktorander och yngre forskare. Kontakt: Frågor rörande detta dokument ställs till Hanna Ridefelt, FoUsamordnare, Geodatasekretariatet, Lantmäteriet (hanna.ridefelt@lm.se).