On the future of topographic base information management in Finland and Europe

Topographic information management is essential for the future of National Mapping Agencies (NMAs). Information economy, globalisation, government reorganization and users expectations will change many mapping agencies during the coming years. The implementation of Spatial Data Infrastructures (SDIs) and the meeting of business objectives are major challenges and could have contradictory goals. This research investigated how topographic base information management at the national and European levels might be based on multiple data sources and how information and quality management principles could be utilized for this. Four topics are covered: management of topographic information in Finland, user requirements and the data quality of basic topographic data, Geographic Information Quality Management (GIQM) of topographic base data and European cooperation between NMAs. The first part of the dissertation introduces the history of topographic mapping in Europe and especially in Finland. The development of SDIs is explored and information management concepts related to basic topographic information are described. The standardization of geographic information is reviewed from the technological, organizational, process and data viewpoints. Geographic Information Quality (GIQ) is described from the quality management viewpoints. The role of harmonization and interoperability in the development of SDIs and related to reference data is discussed. The research corpus consisted of seven papers and results of a separate research project on the use of municipality data for the Topographic Database. The first two introduced models for topographic information management (Basic Topographic Framework [BTF]) in a multi-producer environment using a database(DB)-driven production paradigm. Quality evaluation practices and quality management principles were studied in a number of European NMAs as part of the work of the EuroGeographics Expert Group on Quality. The standardization of geographic information quality was examined through participation in ISO 19100 work. The usability of the Topographic Database was evaluated using two different applications (land cover mapping, and 3D visualization). User requirements were studied in connection with mobile applications as part of the GiMoDig project. European reference datasets were studied covering thirty-three European countries based on a questionnaire given to the NMAs as part of the EuroGeographics' EuroSpec project. Finally, the BTF model was evaluated by a case study using municipality basemap data. This part of the research investigated the possibility for a unified specification of topographic information in Finland. Current data catalogues were analysed and the connection between them was established. Empirically, data from four municipalities were used to form a simulated Topographic Database in test areas utilizing only data from municipalities. A quality evaluation of the results was made using visual field inspection. The status of municipality basemaps was explored using a questionnaire. Responses were gained from 135 municipalities. The user requirement study included 13 interviews with 16 participants covering most significant resellers and customer groups of the National Land Survey of Finland. Implementation of the Basic Topographic Framework (BTF) combining all basic topographic datasets into a unified database is feasible if based on case studies. It is suggested that implementation be based on the Geographic Information Quality Management (GIQM) model combining geographic information quality standards and quality management. Results support the idea that the TDB and topographic databases in general have a key role in the implementation process of SDIs, and that topographic information provides an essential element for reference datasets. Based on user requirement analysis, it is suggested that the NMAs in Europe should introduce harmonized specifications, because many applications could be developed for large consumer markets, if such common datasets were available. It is further suggested that topographic information should be connected with other datasets in order to support user requirements. Investigation of European reference information concludes that harmonization of data specifications have not yet been initiated at the national level and that international geographic standards have not yet been implemented. However, national mapping and cadastral organizations (NMCAs) have an important role in providing reference datasets in Europe. Topographic datasets together with cadastral datasets were identified as one of the main sources of reference information in Europe. Results support the idea that a common data specification for topographic data is feasible at some level. A questionnaire given to Finnish municipalities demonstrate the importance of municipality data in built-up areas. Case studies and an analysis of data catalogues suggest that basemaps can be utilized to compile the TDB in built-up areas supporting the presented BTF model. In Sweden and Denmark, the use of municipality data has progressed significantly, which supports the presented model. Especially in Denmark, the reduction of the number of municipalities has increased the need for cooperation. User requirement results suggests that some improvements are needed in the present data catalogues.Maastotietojen hallinnan ratkaiseminen on erittäin tärkeää maanmittauslaitosten tulevaisuuden kannalta. Informaatioyhteiskunta, globalisaatio, hallinnon uudelleen organisointi ja käyttäjävaatimukset tulevat muuttamaan monia maanmittauslaitoksia seuraavien vuosien aikana. Paikkatietoinfrastruktuurien toteuttaminen ja tulostavoitteiden saavuttaminen ovat tärkeimpiä haasteita. Nämä haasteet voivat kuitenkin olla osittain erisuuntaisia. Tässä tutkimuksessa selvitettiin, miten perusmaastotietojen hallinta kansallisella ja eurooppalaisella tasolla voisi perustua useiden tiedon tuottajien aineistoihin, sekä, miten tiedon- ja laadunhallinnan periaatteita voitaisiin soveltaa toteutuksessa. Tutkimusaiheet voidaan jakaa neljään eri osaan: maastotietojen hallinnan järjestäminen Suomessa, perusmaastotietojen käyttäjävaatimukset ja niiden laatu, paikkatietojen laadunhallinnan periaatteiden soveltaminen perusmaastotiedoille sekä kansallisten karttalaitosten yhteistyö Euroopassa. Ensimmäisessä osassa käsitellään kansallisen maastokarttatuotannon historiaa Euroopassa ja erityisesti Suomessa. Paikkatietoinfrastruktuurien kehittymistä ja perusmaastotietojen hallintaa tarkastellaan informaationäkökulmasta. Paikkatietojen standardointia tarkastellaan teknologia-, organisaatio-, prosessi- ja aineistonäkökulmista. Paikkatiedon laadun eri osa-alueet kuvataan laadunhallinnan näkökulmien avulla. Harmonisoinnin ja yhteentoimivuuden konsepteja tarkastellaan paikkatietoinfrastruktuurien ja keskeisten paikkatietojen osalta. Tutkimus koostuu seitsemästä eri julkaisusta sekä erillisestä tutkimuksesta, jonka keskeiset tulokset on raportoitu yhteenveto-osassa. Kaksi ensimmäistä julkaisua määrittelevät perusmaastotietojen hallintamallin (Perusmaastotietokehysmalli) usean tuottajan ympäristössä perustuen tietokantapohjaiseen viitekehykseen. Laadunarvioinnin käytäntöjä sekä laadunhallinnan periaatteita tutkittiin eurooppalaisissa karttalaitoksissa (osana EuroGeographics:n laadun asiantuntijaryhmän työtä). Paikkatiedon laadun standardointia tarkasteltiin osallistumalla ISO 19100 sarjan laatimiseen. Maastotietokannan käytettävyyttä arvioitiin kahdessa eri sovelluksessa (maankäyttöluokitus ja 3D -visualisointi). Käyttäjien vaatimuksia arvioitiin mobiilien sovellusten yhteydessä (osana GiMoDig -projektia). Eurooppalaisten referenssiaineistojen tilaa selviteltiin 33 eri maassa karttalaitoksille suunnatulla kyselytutkimuksella (osana EuroGeographics:n Eurospec -hanketta). Perusmaastotietokehysmallin toteutusta arvioitiin kuntien kantakarttatietojen avulla. Lähtökohtana oli yhtenäisen tietomallin kehittäminen Suomen kaikille perusmaastotiedoille. Nykyisiä kohdemäärittelyjä arvioitiin ja niiden välille luotiin yhteys. Empiirisesti kantakarttatietojen käyttöä tutkittiin neljän kunnan alueella ja koealueilla muodostettiin simuloitu maastotietokanta käyttämällä pelkästään kuntien aineistoa. Muodostettujen aineistojen laatua arvioitiin visuaalisesti maastotarkastuksella. Kuntien kantakarttojen tilan arvioimiseksi tehtiin kysely asukasluvultaan 100:lle suurimmalle kunnille sekä osalle pienimistä kunnista (valinta tehtiin teknisen viraston tai vastaavan olemassa olon perusteella). Vastauksia saatiin 135 kunnasta. Käyttäjien vaatimuksia selvitettiin 13 haastattelussa, joihin osallistui 16 Maanmittauslaitoksen merkittävää jälleenmyyjää ja asiakasta. Perusmaastotietoviitekehyksen, joka yhdistää kaikki perusmaastotiedot yhtenäiseen tietokantaan, toteutus näyttäisi tapaustutkimusten perusteella aiheelliselta. Toteutuksen ehdotetaan perustuvan esitettyyn paikkatietojen laadunhallintamalliin, joka yhdistää paikkatietojen laadunstandardit laadunhallinnan viitekehykseen. Tulokset tukevat ajatusta, että Maanmittauslaitoksen maastotietokanta ja maastotietokannat yleensä ovat keskeisiä paikkatietoinfrastruktuurien toteuttamisessa, sekä maastotietojen osuuden tärkeyttä keskeisissä paikkatiedoissa. Käyttäjävaatimusten perusteella tutkimuksessa esitetään, että eurooppalaisten maanmittauslaitosten tulisi harmonisoida tietotuotemäärityksensä, koska monia kuluttajasovelluksia voitaisiin kehittää laajoille markkinoille, jos yhtenäiset maastotietokannat olisivat saatavissa. Edelleen tulokseen pohjautuen esitetään, että maastotiedot tulisi kytkeä muiden tietokantojen kanssa käyttäjävaatimusten täyttämiseksi. Selvityksessä eurooppalaisista keskeisistä paikkatietoaineistoista tehtiin johtopäätös, ettei harmonisointia vielä ole tehty eikä paikkatietostandardeja otettu käyttöön. Kuitenkin kansallisilla maanmittauslaitoksilla (kartta- ja kiinteistötietojen tuottajilla) on tärkeä merkitys keskeisten paikkatietojen tuottajina Euroopassa. Maastotietoaineistot yhdessä kiinteistötietoaineistojen kanssa todettiin olevan päälähteet keskeisille paikkatiedoille. Tulokset tukevat ajatusta, että yhteiset tietospesifikaatiot voitaisiin määritellä tietylle tasolle. Kuntien kantakarttaaineistot ovat tärkeitä taajama-alueiden osalta kunnille tehdyn kyselytutkimuksen perusteella. Tapaustutkimusten ja kohdemäärittelyjen analysoinnin perusteella voidaan todeta, että Maanmittauslaitoksen maastotietokannan muodostamisessa voidaan käyttää taajama-alueilla kuntien kantakartta-aineistoja, mikä tukee esitettyä perusmaastotietokehysmallia. Ruotsissa ja Tanskassa kehitys näyttää myös kulkevan tähän suuntaan. Erityisesti Tanskassa tehtävä kuntauudistus on painottamassa yhteistyön tärkeyttä. Käyttäjävaatimusten perusteella voidaan esittää joitain parannuksia nykyisiin tietomäärittelyihin.reviewe