Applicability of UAVs as a tool for municipal environmental monitoring

Kuntien ympäristöviranomaiset ovat velvoitettuja suorittamaan ympäristövalvontaa. Miehittämättömät ilma-alukset (droonit) voivat helpottaa ympäristövalvontaa mutta niiden soveltuvuutta kunnallisen ympäristövalvonnan työkaluksi ei ole tutkittu. Tässä työssä tarkasteltiin, miten kunnat ovat käyttäneet drooneja, ja testattiin droonien soveltuvuutta ympäristövalvontaan ja tarkastustyöhön roskittumisen seurantaa esimerkkinä käyttäen. Tutkimuksen ensimmäisessä osassa Suomen kuntien ympäristöviranomaisille, Ruotsin kunnille ja Eurocities WG Waste -ryhmään kuuluville kunnille (n = 512) lähetettiin kysely, jossa kysyttiin droonien käyttösovelluksia, käytön tiheyttä, onnistumisastetta, epäonnistumisten syitä ja tulevaisuuden suunnitelmia. Kyselyn tulokset analysoitiin kuvailevan tilastoanalyysin avulla. Tutkimuksen toisessa osassa droonia käytettiin roskamonitorointitutkimuksessa neljässä kohteessa Helsingissä. Otetuista droonikuvista laskettiin visuaalisen havainnoinnin avulla roskat kategorioittain ja lehdet. Droonikuvahavainnoinnin tarkkuutta arvioitiin vertaamalla havaittujen roskien lukumäärää maastossa tehtyyn roskien laskentaan. Yhdessä kohteessa droonikuvahavainnointia teki myös kontrolliryhmä. Sen tarkoitus oli mitata tulosten vääristymää, joka syntyy, kun sama yksilö suorittaa sekä maastotutkimukset että laskennat kuvista. Tulosten tilastolliseen analysointiin käytettiin Wilcoxonin merkittyjen sijalukujen testiä ja Cronbachin α -reliabiliteettitestiä. Kyselyn osallistumisprosentti oli alhainen, 3,7 % (n = 19). Käytettyjen sovellusten kirjo oli laaja ja painottui sovelluksiin, joissa droonia oletettavasti ohjataan manuaalisesti. Käyttö oli erittäin onnistunutta. Tärkeimmät epäonnistumisen syyt olivat säätekijät sekä tietotaidon puute. Droonit olivat osa valtaosan tulevaisuudensuunnitelmia. Roskamonitorointitutkimuksessa suoritettujen droonikuvahavainnointien tarkkuus maastotutkimukseen verrattuna oli 90,5 % vain roskat ja 87,5 % myös lehdet huomioiden, eivätkä droonikuvahavainnoinnit ja maastotutkimukset erinneet toisistaan tilastollisella merkitsevyydellä. Etenkin lehdet osoittautuivat haastaviksi havaita kuvista. Kontrolliryhmän havainnointitarkkuus verrattuna maastotutkimukseen oli 67,9 % vain roskat ja 49,0 % myös lehdet huomioiden, jolloin kontrolliryhmän ja maastotutkimuksen tulokset erosivat tilastollisella merkitsevyydellä (p = 0,028). Kontrolliryhmän sisäinen reliabiliteetti oli suhteellisen korkea, α = 0,776 ilman lehtiä ja α = 0,805 lehtien kanssa. Tulosten perusteella droonit ovat tarpeeksi tarkkoja ja sovelluksiltaan monipuolisia sopiakseen kunnallisten ympäristöviranomaisten valvonta- ja tarkastustyökaluiksi. Drooneilla on kyky täydentää maastokäyntien havaintoja tai tietyin edellytyksin jopa korvata ne itsenäisenä havainnointimetodina. Sovellusten ja havainnonititapojen kehitystyölle sekä jatkotutkimukselle droonien käytöstä kunnissa on lisätarvetta.