Robottibussi skannattuna

Mobiililaserskannauksen aikana kartoitetaan koko ympäristö, jolloin katurakenteiden lisäksi pistepilveen tallentuu esimerkiksi muita kadulla liikkuvia ajoneuvoja. Tällä viikolla saimme skannattua Helsingissä koeajettavan robottibussin – ranskalaista tekniikkaa Helsingin kaduilla. Alla pari otosta pistepilvestä mitattuna Riegl VMX-1HA -järjestelmällä. Varsinainen mittauskohteemme ovat kadut ja infra, jolloin häiriöt, kuten ajoneuvot, normaalisti poistetaan  prosessoinnin aikana.

Laserskanneri dronessa – pettymys vai tuottoisa työkalu?

Mittausalalta löytyy maailmalta muutamia blogisteja, joiden kirjoituksia on mukava seurata. Jason Wilder Young on kirjoittanut omaa blogia, mutta tällä kertaa hän purkaa ajatuksiaan Lidarnewsin sivuilla.

Tällä kertaa syynä ovat laserskannaavat droonit, joita USAssa on alkanut näkyä markkinoilla kasvavia määriä. Wilder vertaa tämänhetkistä tilannetta aikakauteen, jolloin miehitettyihin lentokoneisiin ja helikoptereihin alkoi ilmaantua ilmalaserskannereita ja markkinat täyttyivät hetkeksi kaikentasoisista tekijöistä – laatuvaihtelut olivat siis suuria. Myös vanhat ilmakuvaukseen erikoistuneet yhtiöt joutuivat opettelemaan uutta, sillä laserkeilaus ja ilmakuvaus ovat varsin erilaisia tapoja tehdä mittausta.

Drone Lidar Components Present Data Quality Challenges

USA:ssa ja myös meillä Suomessakin dronet ovat muuttaneet mittausmarkkinaa ja moni uusia toiveikkaita on nyt mukana tarjoamassa palveluita. Kuten perinteisessä ilmakuvauksessa, myös dronekuvaajat joutuvat huomaavan menetelmän hyödyt ja rajoitukset, sillä mittausalusta ei muuta fysiikkaa.

Luonnollinen seuraus oppimiskäyrällä on siirtyminen laserskannaus eli lidar-tekniikkaan, mutta siirtymä ei tosiaankaan ole tietämättömälle helppo. Ensimmäiseen ansaan astutaan helposti jo laitevalinnassa, koska kuvitellaan halvoilla järjestelmillä tuotettavan laadukasta mittausaineistoa. Mittausanturiksi valikoituvat näin ollen robottiautorintamalle kehitteillä olevat autojen törmäyksenestoanturit. Nämä yhdistettynä heikkoon GNSS-inertianavigointitekniikkaan on jo vaikea kombinaatio kokeneelle ammattilaisellekin.

Youngin loppusanoihin on hyvä yhtyä – kaikki laserskannausjärjestelmät ja niiden käyttäjät eivät ole yhdenvertaisia. On olemassa droneoperaattoreita, jotka keräävät laserskannausaineistoja ja olemassa laserskannausoperaattoreita, jotka käyttävät droneja. Jälkimmäiseltä taholta sopii jo odottaa, että he tietävät mitä tekevät. Lisäksi hänen kokemuksensa mukaan vain Rieglin skannerin sisältävillä järjestelmillä on mahdollista tuottaa mittauksellisesti haluttuja lopputuloksia.

”It should be understood that all LiDAR is not created equal and just because someone has a LiDAR it doesn’t mean they can collect accurate LiDAR data. There are drone operators that collect LiDAR and there are LiDAR operators that use drones. It shouldn’t matter what platform LiDAR is operated from if the company understands the technology. Professionals will know how to get accurate LiDAR data from any platform.”

Väylät & liikenne 5.-6.9. Tampereella

Osallistumme syksyn ensimmäiselle messuillemme ensi viikolla Tampereella.

Suomen Tieyhdistyksen järjestämässä perinteisessä ammattikonferenssissa käsitellään teiden kunnossapidon ja liikenteen teemoja. Teemaan liittyvässä näyttelyssä voi käydä juttelemassa alan toimijoiden kanssa ja tutustumassa tarjontaan.

Tervetuloa Sorsapuistonsaliin osastollelle S570 kuulemaan ajankohtaisista laserskannausprojekteistamme! Kerromme myös mielellämme erilaisista laitevaihtoehdoista ja missä kehityksessä mennään.

 

Riegl VZi-sarjan ohjelmoitavuus

Rieglin laserkeilaimet ovat olleet jo pitkään tunnettuja siitä, että niitä voi integroida muiden järjestelmien osaksi ja valmistaa laserskannausjärjestelmiä, joita edustavat mm. Rieglin omat VMX-järjestelmät tai vaikkapa IGIn ilmalaserkeilaimet.

Maalaserskannerien puolella mittauskalusto on jo valmiiksi itsenäinen yksikkö, joten harvoinpa tulee mieleen ohjelmoida näihin laitteisiin mitään omaa. Rieglin skannereiden kohdalla omien käyttöliittyminen tai muiden käyttäjälle tarpeellisten ohjelmanpätkien luominen skannereihin on kuitenkin ollut mahdollista jo vuosia ja perinne jatkuu tuoreessa VZi-sarjassa. Skannerien toiminnallisuutta voidaan siis laajentaa käyttäjälle tarpeelliseen suuntaan kuten mobiiliskanneriksi.

Käytännössä VZi-sarjan skannerien sisäinen toiminta perustuu pieniin ohjelmakomponenteihin eli palveluihin. Nämä palvelut kommunikoivat keskenään laitteen sisäisessä arkkitehtuurissa antaen toimintokomentoja ja liikuttaen dataa. Palvelujen kirjasto on C++ pohjainen ja tarjoaa yhteyden C, Pascal ja Python-ohjelmointikielille.

Jos kuitenkin haluaa käyttää tehtaan omaa käyttöliittymää, niin myös siihen on mahdollista tehdä omia laajennuksien appsien avulla. Alla olevassa kuvassa näkyy valmistajan appseja, joita on tehty muun muassa tiedostojen siirtoon, etäyhteyden luomiseen, aineistojen yhdistämiseen jo mittauksen aikana sekä ajastimen käyttöön. Ajastin on hyödyllinen työkalu haluttaessa seurata eli monitoroida kohdetta säännöllisen väliajoin, koska se toistaa halutut komennot käyttäjän määritämällä aikavälillä.

Käyttäjän kannalta Rieglin maalaserkeilaimet ovat heti käyttövalmiita mittauslaitteita, mutta erikoisovelluksia varten laitteet ovat siis hyvinkin osaavan käyttäjän muokattavissa omiin tarpeisiin.

Hollannin rautateiden laserskannaus

Tuoreen GIM-lehden julkaisun mukaan hollantilaiset ovat tänä vuonna skannanneet rautateitä oikein urakalla – 7000 km. Mittauksen perusteella arvioidaan muun muassa korjattavia kohtia ja kasvillisuuden raivausta eli peruskunnossapitoa.

Mittauskalustona näkyy käytetyn Rieglin VUX-1-laserskannereita (2 kpl) ja järkevästi helikopteria, jolla on mitattu 190 m korkeudelta. VUX-skannerit sopivat miehittämättiin tai miehitettyihin mittausalustoihin, mutta tämän hetken kustannustasolla isot mittaukset ovat edullisempia helikopterilla tai lentokoneella tehtynä.

Seuraavaksi sitten kiinnostaa, onko mittauksia tehty myös mobiilisti rataa pitkin, sillä kaikki yksityiskohdat eivät näy ilmasta mitattuna. Palaamme asiaan lisätietoja saatuamme.

Ilmalaserkeilausta Rieglin tapaan

RIEGL USA järjesti viikolla webinaarin, jossa käsiteltiin Rieglin raskaimman sarjan ilmaskannauskalustoa. Esittelyssä olivat VQ-780i, VQ-880-G/GH ja VQ-1560i-DW tai oikeastaan kaikki 1560-sarjan skannerit.

Kyseessä ovat siis lentokoneeseen tai helikopteriin asennettavat laitteet, joilla tehdään isojen alojen kartoitusta joko alueittain tai lineaarisesti, kun kyseessä on esim. pitkä sähkölinja tai kaasuputki.

Ensimmäinen esiteltävä laite,  VQ-780i, on tehokas yhden skannerin järjestelmä, joka mittaa nopeimmillaan 1 MHz:in pulssintoistotaajuudella. Webinaarissa näytettiin mielenkiintoisia asiakkaiden tilaamia integrointikokonaisuuksia, joissa oli esim. 2 kappaletta VQ-780i:tä yhdessä, mutta erityisen mielenkiintoinen on VQ-780i integroituna 8 viistoon ja ja yhden nadiiriin suunnatun kameran kanssa. Viistokamerat sijaitsivat ympyrän kehällä ja nadiirikamera niiden keskellä. Tällainen kokonaisuus on kuulemma vakuutusyhtiön käytössä.

Seuraavaksi esiteltiin topobatymetristä skanneria VQ-880, josta tänä vuonna esitellään päivitetty versio. Tällaisella laitteella skannataan samaan aikaan maan pintaa ja matalia vesistöjä. Infrapunakanavan maksimaalinen pulssintoistotaajuus on 900 kHz ja vihreän kanavan (laserin) 700 kHz. Uutta ovat myös 100 Megapixelin kamerat, jotka voivat olla RGB ja RGB-IR tai tietysti jokin käyttäjän oma vaihtoehto. Järjestelmää voidaan nyt käyttää myös joustavasti joko skannaukseen tai pelkkään kuvaukseen tai niiden yhdistelmänä, jolloin laitteelle saadaan lisää käyttömahdollisuuksia tarpeiden mukaan.

Viimeinen laite-esittely on 1560-sarja, jonka lähtölaukaus oli 2013 esitelty täyden aallonmuodon tallentava laserkeilain LMS-1560i. Sen rinnalle esiteltiin myöhemmin VQ-1560i ja viimeisimmäksi VQ-1560i-DW. Laitteiden mittaustekniikka perustuu luonnollisesti aallonmuodon analyysiin, mutta kahden jälkimmäisen kohdalla täyttä aallonmuotoa ei tarvitse tallentaa, jolloin aineistomäärä pysyy kohtuullisempana. 1560-sarjan laitteistoilla päästää hämmästyttäviin tuotantotehokkuuksiin kuten esimerkiksi 900 km2 tunnissa mitattaessa 2 pistettä/m2 tai 60 km2 tunnissa mitattaessa 60 pistettä/m2. Tiheään mitataan esimerkiksi juuri linjoja.

1560-sarjan mittausjärjestelmiä on tällä hetkellä tuotantokäytössä runsaat 50 kappaletta, mikä osoittaa järjestelmän olevan valtava menestys. Vain joitain vuosia sitten ilmalaserkeilaimia arveltiin olevan käytössä runsaat 200 kappaletta, joten tähän määrään suhteutettuna myyty määrä on käsittämätön. Käytännössä vanhoja ja hitaampia laitteita on korvattu uusilla laitteistoilla (kuten meidän kauppamme Viron Maanmittauslaitoksen kanssa) ja erityisesti Aasian markkinoille on ilmaantunut paljon uusia toimijoita. Rieglin kilpailijoiden tarjonta on puolestaan hiipunut eivätkä ne tällä hetkellä pysty tarjoamaan vastaavaa tuotantotehokkuutta. Aika on edelleenkin rahaa ja hitaammilla järjestelmillä tuotanto tulee kalliimmaksi.

Kaikki 1560-sarjan laitteet sisältävät 2 erillistä skanneria sijoitettuna mittaamaan ristiin niin, että kohteet saadaan mitattua sekä edestä että takaa. DW-vaihtoehdossa toinen skanneri on IR-taajuudella ja toinen vihreä niin, että taajuudet täydentävät toisiaan lisätiedon saamiseksi. Aineistosta voidaan laskea esimerkiksi GNDVI (Green Normalized Difference Vegetation Index), jolloin saadaan tietoa kasvillisuuden terveystilasta tai ravinteiden tarpeista.

Kaikkien Rieglin skannereideiden ydintekniikkaa ovat:

  • Multiple time around, MTA – jopa 22 pulssia ilmassa samanaikaisesti
  • täysi aallonmuoto, reaaliaikainen aallonmuoto ja älykäs aallonmuoto
  • kalibroidut intensiteetit (reflektanssi)
  • pyörivä monikulmiopeili – tasainen pistejakauma
  • ilmassa ja maassa liikkuvasti mitattaessa samat prosessointiohjelmat
  • UUTTA: ilmakehän häiriöiden poistamistekniikka (ACS teknologia) – puhtaammat pistepilvet

Kiinnostuitko Rieglistä? Tervetuloa lokakuussa Intergeo-messuille Frankfurtiin tutustumaan koko laitevalikoimaan mukaanlukien maa- ja mobiiliskannerit. Tänä vuonna siellä juhlitaan myös Rieglin 40-vuotisjuhlaa, jolloin paikalla on myös erityisen paljon tehtaan työntekijöitä ja pääset tutustumaan ihmisiin näitten laitteiden takana.

Esittelemme myös laitteistoja ja niiden aineistoja mielellämme toimistollamme Helsingin Kulosaaressa, joten tervetuloa myös meille!

Nasan lumimittauksia Riegl LMS-Q1560 ilmalaserkeilaimella

Harvapa meistä pääsee lentokoneeseen tekemään ilmalaserkeilausta, mutta uuden videon myötä voimme kaikki hypätä NASAn lennolle mittamaan vuoriston lumitilannetta. Kysymys on siis ilmastotutkimukseen littyvästä aineistonkeruusta – lumi- ja jäätikkötilannetta seurataan säännöllisillä mittauksilla. NASA käyttää työhön eri satelliittien mittauksia, mutta lentokoneesta mittaamalla saadaan yksityiskohtaisempaa ja tarkempaa aineistoa. Videossa keilaimena Riegl LMS-Q1560i.

Kilikkaa videota ja hyppää kyytiin!

Tekoäly kartoituksessa Applen tapaan

Globaalit kartoitusjätit painiskelevat omassa sarjassaan ja Apple on päättänyt liittyä joukkoon. Yhtiön ensimmäinen yritys irtautua Googlen kartoista vuonna 2012 oli kauhea floppi, mutta nyt uudet kartat vyöryvät taas käyttäjille – alkaen tietysti Yhdysvalloista.

Techcrunchin haastattelussayhtiön varapresidentti Eddy Cue kertoo Applen miettineen koko strategiansa uusiksi karttojen tekemisen suhteen. Käytännössä kartat nähdään liikentoiminnan ytimessä, mistä syystä yhtiö päätti ottaa haltuunsa koko tuotantoketjun. No, käytännössä satelliitteja lukuunottamatta, mutta muuten yhtiö kerää maasta paljon dataa kartoitusautoillaan  ja prosessoi aineistonsa itse lopputuotteeksi asti.

Artikkelin mielenkiintoisinta antia ovat kuvaukset teköälyn käytöstä tuotantoprosessissa. On 3D-aineistoa analysoivia syviä neuroverkkoja ja semanttista segmentointia kuten ajan henki vaatii, mutta mielenkiintoisinta on loppujen lopuksi laajan ihmisjoukon, jopa tuhansien applelaisten, työpanos laadukkaan lopputuloksen varmistamiseksi. Heille on tehty omat työkalut korjausten tekemiseksi kartoilla.

Käytännössä tämän hetken tekoäly antaa siis tehokkaammat työkalut suurten aineistojen murskaamiseksi, mutta se lopullinen äly tulee sittenkin vielä ihmisiltä. Eipä tämä yllätä, sillä mekin olemme nähneet jo muutaman tekoälyn kehityskierroksen alkaen 1970-luvun suuresta buumista. (Kannattaa muuten etsiä käsiinsä tuon ajan julkaisuja aihepiiristä itsensä huvittamiseksi)

Toinen mielenkiintoinen yksityiskohta näin mittausalan kannalta on, että laadun parantamiseksi Apple lähti nöyrästi liikkeelle ”from the ground up” eli kartoitusaineistosta. Vuoden 2012 yritys oli yhdistelmä kaupallisten toimittajien (mm. TomTom) ja joukkoprojektien (Open Street Map) tuottamista kartoista, mutta käytännössä niiden laadun parantamisen ja puutteiden korjaamisen huomattiin olevan kalliimpaa, hankalampaa ja hitaanpaa kuin omasta aineistosta liikkeelle lähteminen. Tasalaatuisuuden saavuttaminen sekalaisesta aineistosta on tunnetusta hankalaa eli käytännössä mahdotonta. Applen uutisen jälkeen TomTomin kurssi syöksähti tietysti alaspäin.

Uuteen projektiin rakennettiin omat kartoitusautot, kartta-alusta ja ohjelmatyökalut ihan itse. Lisäksi Apple on investoinut julkaisemattoman summan rahaa välineisiin ja houkutellut osaavia työntekijöitä mm. Google Mapsilta. Applen karttoja tehdään ilmeisesti eri puolilla maailman, mutta sillä on iso keskus Intian Hyperabadissa, jossa myös yliopisto kouluttaa paljon kartoitusalan ihmisiä.

Applen kartoitusauto. Kuva Joe Wussler/Wikimedia Commons

Applen esimerkin nojalla trendiä taidetaan vihdoinkin kammeta pois ”halpa on hyvää” ajattelusta, jolla siansaparoista on yritetty tehdä laadukasta paistia? Kartoituksen maailmassa laitteiden pitää kuulemma olla halpoja, sillä ”kyllähän prosessoinnilla mittausaineistoista saadaan laadukasta lopputuotetta”. Me emme ole sellaista vielä päässeet näkemään tähän päivään mennessä ja taitavat uudetkin sukupolvet vihdoin lyödä päänsä samaan oksaan. Laitteen kalleus ei ole itseisarvo, mutta mittausjärjestelmällä on työn vaatimusten mukaan todistettavasti päästävä tarpeelliseen lopputulokseen ja sen on lisäksi oltava käytössä kestävä ja luotettava työkalu. Laatu maksaa.

Ajankohtaisesti myös Maanmittauslaitoksen pääjohtaja Arvo Kokkonen kirjoittaa tekoälystä ja aineiston laadussa tuoreessa blogissa. Seuraava lainaus Arvolta:

”Perustietojen eli datan laadun parantaminen on useasti asia, joka on ensin saatettava kuntoon, olipa siinä kysymys maastotiedosta, maankäyttötiedosta tai mistä rekisteritiedosta tahansa. Datan analysointi tekoälyn avulla ei paranna lähtöaineiston laatua.”

Viimeisin tekoälyn kehityskierros on muuten opettanut kaikille sitä tekeville, että jo pelkästään hyvän tekoälyn rakentamiseksi tarvitaan myös laadukkaita aineistoja. Muuten tekoäly tuottaa epäluotettavia tuloksia ja sen kehitys voi lähteä aivan väärään suuntaan. Suuryhtiöt kuten Microsoft ovat tämän jo oppineet karvaasti.

Tekoälyssä on muutenkin vielä paljon kehitettävää, kuten jalkapallon MM-kison ennusteet viihteellisesti osoittavat. Saksassa ruoditään parhaillaan maan jalkapallojoukkueen huonoa pelaamista ja pohditaan myös kaikkien ennusteiden, myös tekoälyn, epäonnistumista useaan otteeseen. Niin yliopistotutkijoiden kuin useiden konsulttiyhtiöiden (Goldman Sachs, Deloitte, UBS, Kommerzbank) tekoälyennusteet asettivat Saksan turnauksen kärkisijoille ja nyt Die Mannschaft on jo ulkona. Vaikuttaakohan kognitiivinen dissonanssi jo tekoälyssäkin? (Vaikuttaa ainakin, jos kaikki tekoälyn soveltajat on koulutettu suunnilleen samoilla opeilla.) Seuraavaksi voimmekin sitten seurata, miten muut tekoälyennusteet kisojen voittajasta toteutuvat.

Karttarintamalla seuraamme tietenkin mielenkiinnolla, että kuka voittaa globaalissa karttakilpailussa. Älä unohda kiinalaisia tästä yhtälöstä, sillä myös siellä koulutetaan paljon kartoitusalan ammattilaisia!

Automaattinen rekisteröinti mittauksen aikana

Rieglin maalaserkeilainten VZ-i -sarjan vahvuuksiin kuuluu mahdollisuus yhdistää aineistot eli rekisteröidä ne jo kenttämittauksen aikana. Yhdistämisen voi määritellä osaksi työprosessia (workflow) tai sen voi myös käynnistää laitteessa käsin. Käyttäjä voi luonnollisesti tehdä yhdistämisen samalla automatiikalla myös myöhemmin tietokoneella, jolloin on mahdollisuus tehdä kompleksisempia operaatioita. Alla olevassa videossa esitellään skannerissa olevaa automaattista rekisteröintiä.

Rekisteröinnin automatiikka perustuu i-sarjan laitteiden erilaisiin antureihin, joiden fuusio tehokkaassa laskentaympäristössä tuottaa lopputulokseksi georeferoidun pistepilven. Lisäksi käytössä on tietokonenäön analysointimenetelmiä, joilla etsitään vierekkäisten asemien yhteneviä piirteitä. Lopputulos saadaan georeferoitua RTK-GNSS-mittauksen tarkkuudella paikoilleen, joten tarkempaa sijaintitarkkuutta haluttaessa aineistot voi vielä kalibroida tarkemmin paikalliseen koordinaatistojärjestelmään.

Tämän aineiston voi myös ladata skannerista halutulle palvelimelle tietoliikenneyhteyden (4G/Wi-Fi) vain toimiessa. Kiinteissä monitorointimittauksissa aineiston voi siirtää jatkokäyttöä varten nopealla 1 GBitin kaapeliyhteydellä.

Nyt kun ns. Edge-laskenta eli käytännössä hajautettu laskenta lähellä kohdetta on tulossa muotiin, niin voimme todeta, etteivät kaikki valmistajat eivät ole koskaan luopuneet siitä. Niinkuin jo 1980-luvulla pystyimme me pystyimme takymetrilla tekemään kartoituksen ja heti mittauksen jälkeen tulostamaan sen asiakkaalle valmiina karttana (kyllä, tulostimia pystyi jo tuohan aikaan kuljettamaan autossa), niin osa laitevalmistajista on aina uskonut siihen, että laitteissa tarvii olla hardwaren puolesta omaa laskentatehoa työn tehokkaaseen suorittamiseen. Näin myös Riegl, joka muuten samoista laskentatehollisista syistä käyttää laitteiden sisäisenä ohjelmaympäristönä Linuxia. Tunnetusti mikään muu käyttöjärjestelmä kuin Windows ei hidasta laskentatehoa vaativien laitteiden käyttöä yhtä tehokkaasti.

VZ-i -sarjan skannereita voi siis käyttää tarpeiden mukaan täysin itsenäisesti ilman verkkoyhteyksiä tai Edge/IoT-laitteena, jota voi etäohjata tarvittaessa verkon yli. Asiakkaidemme tarpeet ovat erilaisia, joten laitteistojen täytyy myös sallia heidän tarvitsemansa monipuolinen käyttö.

Seurantamittaus eli monitorointi

Kohteiden seurantaa mittauksella on tehty niin kauan kuin mittauksiakin, mutta viime vuosina monitoroinnin tarve tuntuu taas lisääntyneet – tai ainakin siitä puhutaan taas enemmän.

Trendi näkyy myös kansainvälisesti ja se näkyy myös tutkimuksessa. Vastaan tuli hiljan tämä tuore itävaltalainen selvitys aihepiiristä, jossa käsitellään myös kahta meidänkin lempiaihettamme – takymetrin prismojen virheitä ja refraktiota mittauksissa. Kumpikin ovat siis vanhoja tuttuja mittausvirheiden aiheuttajia ja löytyvät myös oppikirjoista.

Prismojen kohdalla robottitakymetreille suunnitellut 360-prismat tuomitaan monitoroinnissa tarkkuuksien puolesta ja kerrotaan vain 1-prismojen tuottavan riittävää tarkkuutta. Näinhän me olemme myös moneen otteeseen todenneet ja asiasta löytyy useita tutkimuksia. 1-prisman kohdalla myös prisman kiinnitys sauvaan on kriittinen tekijä, kuten olemme useaan otteeseen havainneet Tampereen kentällä. Ihan helposti ei fysiikan lakeja muuteta, mutta käyttäjät vaativat valmistajilta mittausta helpottavia ratkaisuja. Kaikki ratkaisut eivät tosin ole onnistuneita.

Refraktiota ja ilmakehän vaikutusta itävaltalaiset tutkivat mittaamalla vuoren rinnettä ja kas vaan, aina se valonsäde jaksaa taittua. Näin kirjoittaa jo Aarne Rainessalo vuonna 1927 Geodesia-kirjassaan, joka on koostettu venäläisestä Witkovskin oppikirjasta täydentäen sitä saksalaisella Jordanilla ja tanskalaisella Johansenilla. Helpoimmin ilmakehän vaikutuksesta mittaustuloksiin pääsee eroon lyhyillä havaintomatkoilla, max. 60 m. ”Lyhyitä tähtäyksiä voi siis mitata yhtä hyvillä tuloksilla milloin tahansa”.

Loppuartikkeli käsittelee prismatonta mittausta ja myös laserskannausta monitoroinnissa, jolloin lisävirhettä mittaustuloksiin tuo itse mitattava kohde. Prisman heijastusominaisuudet tunnetaan, mutta prismattomassa mittauksessa erilaiset pinnat synnyttävät mittauksiin virhettä eri tavoilla. Ei siis ole ihan helppoa tämä mittauksen maailma kun mennään tarkimpiin mittauksiin. Vaikka laitteet ovat automatisoituneet, käyttäjän täytyy edelleen ymmärtää mitä hän on tekemässä.

Hyvää Juhannusta!

Toivotamme hyvää keskikesän juhlaa kaikille – ottakaahan rauhallisesti ja rentoutukaa!

Lomailun ohessa haastamme kaikki pohtimaan tulevaisuuden mobiilimittausajoneuvoa huomioiden sen, että mittausalusta on osa mittauskalustoa ja vaikuttaa lopputulokseen. Ota yhteyttä, niin kerromme aihepiiristä lisää.

Miten on, löytyykö jo muodoiltaan sopivaa ja virraltaan riittävää sähköautoa myös offroad-tehtäviin vai hybridikö sen olla pitäisi? Tähän asti dieselmallit ovat tarjonneet työautoiksi parhaimmat ominaisuudet, mutta miten jatkossa?

Mekin pohdiskelemme tätä aihepiiriä aktiivisesti ja sen kunniaksi kävimme BMW:n tehtailla ihmettelemässä myös menneisyyden autovaihtoehtoja. Upean Mille Miglian muodot ovat kovin hankalat skannausautolle, mutta pikku-Isettan tavaratelineessä on jo ajatusta!

Konseptiauto Mille Miglia

BMW:n pelastaja 1950-luvulla: Isetta.

Lämpökameran ja skannerin yhdistäminen

RIEGL tarjoaa nyt uutuutena mahdollisuuden yhdistää Infratecin VarioCAM HD sarjan lämpökameran VZi-sarjan maalaserskannereihin. Kokonaisuus tulee valmiiksi kalibroituna mittauspakettina, jolloin lämpökameran kuvat saadaan mittauksessa suoraan 3D-koordinaatistoon. Kokonaisuus on erinomainen paketti paljon lämpökuvausta tekeville tahoille.

Mitattavan kohteen pintalämpötila voi olla -40°…+2000°, jolloin kohteena voivat olla myös teollisuusmittaukset. Teollisuusmittausten kohdalla ei kannata unohtaa Rieglin skannereiden erinomaisia monitorointimittauksen mahdollisuuksia – skanneri voidaan laittaa mittaamaan kohdetta vaikkapa 5 minuutin välein ja aineiston voi ladata suoraan pilvipalveluluihin analysoitavaksi.

Laitteisto on esillä syksyn Intergeo-näyttelyssä Frankfurtissa ja myöhemmin myös Suomessa.

 

Uudistuksia nettisivuillamme

Kevät on uudisten aikaa, joten muokkasimme hieman nettisivujamme – toivon mukaan käyttäjäystävällisempään muotoon. Etusivun tuotematriisista voi suoraan siirtyä osaan tuotteista, jos osaa haarukoida tarpeensa. Ylhäällä aloitetaan helpoimmasta eli staattisesta keilauksesta siirtyen mobiiliin, ensin kevyempiin laitteisiin päätyen lopulta raskaan sarjan kalustoihin. Käytännössä myös mitattavan kohteen suuruus kasvaa ylhäältä alaspäin mentäessä sillä tehokkailla esim. 900 km2 tunnissa skannaavilla laitteilla ei ole kustannustehokasta mitata ihan pieniä aloja. Samoin hitaammilla laitteilla ei ole kannattavaa lähetä tekemään suururakoita – paitsi jos käyttä ilmaistyövoimaa ja aikaa on runsaasti.

Toivomme sinun pääsevän näin parempaan alkuun tutustuessasi Rieglin yli 30 skannerin mallistoon. Lopulliset hiomiset tarpeiden mukaan käymme mielellämme keskustellen, sillä kaikkea tietoa ei ole netissä ja esitteissä. Tutustumisen iloa!

Etusivumme tuotematriisi

 

 

Laserskannausta autonostimesta – tule tutustumaan torstaina 17. toukokuuta klo 10 alkaen

Nordic Geo Center Oy ja Suomen Kiipeilytekniikka Oy esittelevät rakennusten ja katujen laserkeilausta uudella tavalla Palfinger P480 autonostimen tukevaa lavaa hyödyntäen. Esittely Kulosaaren Kyöstinkujalla alkaa torstaina klo 10.

Ohjelmassa on skannaustyön tekemistä kahdella eri skannerilla. Noin 800 m etäisyyksiä mittaava Riegl VZ-400i sopii yleisskannerina erinomaisesti kaupunkimittauksiin, koska sillä saadaan mitattua koko ympäristö, myös heikosti heijastavia kohteita kuten tummia kattoja. Yli 2,5 km etäisyydelle mittaava VZ-2000i soveltuu erinomaisesti muun muassa isoihin avolouhoksiin ja kaivoksille tai pitkän etäisyyden seuranta- ja monitorointimittauksiin.

Noin klo 11 alkaen siirrymme sisätiloihin tarkastelemaan aineistoja. Eri sijainnista tehdyt skannausasemat liitetään yhteen, minkä jälkeen lopputulos on vain mallinnusta vaille valmis.

Tarjolla on lisäksi sämpylöitä ja virvokkeita sekä toivon mukaan keväinen auringonpaiste.

Skannerit ja aineistot ovat nähtävillä koko torstain ja perjantain, jolloin voit myös saapua paikalle sinulle paremmin sopivana ajankohtana.

Tervetuloa!

Lisätietoja:

Nordic Geo Center Oy/Hannu Heinonen p. 045 650 8585

Kiipeilytekniikka Oy/Marko Virtanen p.040 520 6942

RIEGL VZ-2000i Vuosaaren huipulla

RIEGL VZ-2000i saapui esittelykiertueelle Suomeen ja pakko oli ensimmäiseksi testata pitkän matkan skannerin mittausetäisyyttä. Niinpä suuntasimme Itä-Helsinkiin Vuosaaren huipulle, josta avautuu laajat maisemat kaikkiin ilmansuuntiin. Huipulta on hyvät näkymät muun muassa Vuosaaren satamaan ja Aurinkolahteen.

VZ-2000i skannaamassa

Kuvassa VZ-2000i skannaamassa satamaa. Keskellä kuvaa näkyvät nosturit näkyvät myös skannausaineistossa.

Ilta oli sateinen, joten paikan päällä mietitytti miten sade vaikuttaa mittausmatkaan. Lopputuloksesta kuitenkin näkyy, että skanneri ylsi speksien lupauksiin jopa ylittäen ne, mikä on Rieglin konservatiivisesti kirjoitetuille teknisille tiedoille tyypillistä. Nosturit ja tornitalo Kolumbus saatiin mitattua noin 2,5 km etäisyydeltä, vaikka ne eivät edusta heijastavuudeltaan 100 prosentin pintoja.

Hiukan eri väreillä visualisoituna näemme rakennusten tyypillisesti heijastavan paremmin kuin kasvillisuuden. Rakennukset näkyvät kuvassa keltaisen, oranssin ja punaisen sävyillä kun taas kasvillisuus, maa, kivet ja hiekka näkyvät vihreän eri sävyillä. Mainittakoon vielä, että Vuosaaren voimalaitoksilta (piippujen kohdalla) lähtee iso voimalinja, joka näkyy aineistossa pitkältä matkalta. Voimalinjat ovat monille skannereille ne kohtalokkaat, heikosti heijastavat kompastuskivet.

Lopuksi sama näkymä katsottuna Google Mapsin avulla, skannauspaikka näkyy etualan keskellä.

Vuosaaren huipun skannaukseen ja muihin VZ-2000i:llä tuotettuihin aineistoihin voi tutustua toimistollemme torstaina ja perjantaina, 17.-18- toukokuuta. Tarkoituksena on laittaa VZ-2000i yhteistyökumppanimme Suomen suurimman autonostimen koriin, jolloin pääsemme jopa 48 m korkeuteen. Tällöin saamme skannattua koko Kulosaaren aina Herttoniemen rantaan asti!

 

Riegl VZ-400i – markkinoiden nopein maalaserskanneri

Rieglin pistepilvien käsittelyohjelmassa RiScan Prossa mennään tätä nykyä versiossa 2.6.2. Ohjelman perusperiaate on toimia aineistojen yhdistäjänä ja valmistelijana eri alojen mallinnus- ja suunnitteluohjelmiin.

Viime aikojen kehitys on kohdistunut erityisesti aineistojen yhdistämisen nopeuttamiseen uuden VZ-400i -maalaserskannerin myötä. Samalla yhdistämisalgoritmi on siirretty myös skannerin sisälle, jossa tehokkaalla tietokoneella työn voi aloittaa jo skannauksen aikana.

VZ-400i ei ole vain mittausnopeudeltaan markkinoiden paras, vaan suorastaan lyömätön myös kokonaistyöaikaa laskettaessa. Suurin ajankayttö skannausasemaa kohden taitaa nykyään olla siirtyminen paikasta toiseen ja monet asiakkaamme ovat siirtynyt mönkijän käyttöön siirtymisen nopeuttamiseksi. VZ-400i:tä ei tarvitse erikseen tasata, joten mönkijällä siirrytään vain uuteen asemapisteeseen ja painetaan ”skannaa”. Sisällä skannerin alla on laitettava renkaat eli valokuvauspuolelta tuttu dolly.

Tämänkertainen esimerkkiaineisto on asiakkaan kesällä mittaama iso ja vilkas liikenneympyrä, jolla testasimme uusinta RiScan pro-versiota. Aineiston 116 skannausaseman mittausaika on 30 sekuntia/asema, jolloin suurin aika kuluu paikasta toiseen siirtymiseen. Aineiston asemat yhdistettiin toimistossa, jossa kului hetkinen aineiston siirtämiseen tietokoneelle (1 GB yhteys), 10 minuuttua aineiston lukemiseen sisään ohjelmaan ja 26 minuuttia rekisteröintiin. Katso suoritus lyhennettynä videolta.

Videon lisäksi otimme muutaman kuvakaappauksen aineistosta. Ensimmäinen kuva on 2 cm vaakapoikkileikkaus, josta hahmottuu liikenneympyrän muoto ja puut. Varsinainen tie on alempana ja siten ei näkyvissä.

Puiden yksityiskohtia tarkastellessa huomataan keskinäisen yhdistämisen tarkkuus – eri puolilta skannatut rungon osat osuvat tarkasti rungon kehälle.

Mittaajat löydetään myös aineistosta, vaikka he piilottelevat esimerkiksi sähkökaapin takana mittauksen aikana.

Tällaisen aineiston yksityiskohtaisuudesta riittää tietoja monen eri suunnittelijan tarpeisiin. Alla olevassa kuvassa näkyy myös nopeatempoisen liikenneympyrän liikennetta eri skannausasemilta mitattuna. Lisäksi heikosti heijastavat sähkölinjat saadaan mitattua maasta käsin aivan yhtä hyvin kuin ilmasta. UAV:n käyttö kyseisessä kohteessa on mahdotonta lentokieltojen takia.

Laite- ja ohjelmistokehitys menee eteenpäin kuin juna ja välillä varsin hurjaa vauhtia. Laitteiden nopeuden edelleenkin kehittyessä on sinänsä sääli lukea tuoreita oppaita, kuten geoteknisen mittauksen ja monitoroinnin ohjeistusta viime marraskuulta, jossa laserkeilauksen todetaan olevan hidas menetelmä. Kirjoittajat eivät ole ollenkaan perehtyneet maailmalla käytössä oleviin jopa reaaliaikaisiin laserskannauksen sovelluksiin. Esimerkiksi juuri Rieglin skannerit soveltuvat tarkkuutta ja reaaliaikaisuutta vaativiin tehtäviin erinomaisesti.

Laitteiden nopeus siis riittää, joten kysymys on vaan siitä softasta, jolla aineistoa reaaliaikaisesti analysoidaan esimerkiksi monitoroinnin tarkoituksiin. Laitteistoa valitessa täytyy nopeuden lisäksi käydä huolella läpi mittauksen vaatima tarkkuus, sillä markkinoilla olevat laitteistot eroavat huomattavasti toisistaan.

Tarvitsetko lisää tietoa? Ota yhteyttä p. 045 650 8585

UAV/droonilaserskannauksen virheistä

Hienoa kun  kissa nostetaan pyödälle eli tässä tapauksessa keskustellaan miehittämättömistä lennokeista eli drooneista tehtävästä laserskannauksesta. Ja kuvauksesta myös. Järjestelmien ja siten mittaustulosten välillä on suuria eroja.

Otsikolla ”Detox: Not every UAV lidar sensor is right for your project”  varustetussa artikkelissa kerrotaan viime kuussa ILMF-konferenssissa pidetystä esityksestä, jossa Helimap System SA -niminen yritys oli vertaillut omiin tarkoituksiinsa kuvausjärjestelmää ja kahta Lidar-järjestelmää. Näistä jälkimmäinen sisälsi Riegl VQ-480-skannerin, jonka kevyemmät ja nopeammat VUX-sarjan skannerit ovat nykyään jo käytännössä syrjäyttäneet. Jopa tämä vanhempi laite päihitti tuotantotehokkuudessaan ja tarkkuudessaan kevyesti muut verrattavat järjestelmät.

On hienoa, jos käyttäjäkunta alkaa vihdoin keskustella laitteistojen eroista, jottei jokaisen tarvitse tehdä samoja hankintavirheitä. Autonomisten ajoneuvojen kiihkeän kehityksen myötä markkinoille purskahtaa koko ajan lisää ”Lidareita”, joita joita halutaan myös edullisina käyttää  drone-kartoituksen tarpeisiin. Auton törmäyksenestoanturi ja mittauslaite ovat käytännössä varsin erilaisia laitteita, jolloin suuri osa noista uutuuksista ei sovi mittaustehtäviin. Edelläkävijät ovat tämän jo omissa kokeiluissaan huomanneet, mutta nyt suurempi yleisö seuraa perässä samoin testein.

Kirjoitus päättyy pohdintaan pääomakustannuksista eli kalliimmasta hankintahinnasta verrattuna siihen työmäärään, jota joudutaan uhraamaan heikkojen järjestelmien aineistoihin, jotka eivät välttämättä kelpaa edes työn vaatimuksiin. Huono mittaustulos maksaa.

Tämän vuoksi lähtökohtamme laitteitojen myyntidialogeissa on aina vaadittu työn tarkkuus. Ja juuri käytännön mittausten tarkkuuksien verifioinnissa meillä on pitkä kokemus – kättä on väännetty myös monen laitevalmistajan kanssa hyvien lopputulosten saavuttamiseksi.

Kerrataanpa vielä lopuksi mistä kaikenlaisen mobiilin eli liikkuvan mittausjärjestelmän virhebudjetti koostuu. Karkeasti ottaen

  • Komponttivirheet – IMU, laserskanneri, GNSS, boresight (IMUn ja skannerin keskinäinen kulman virhe) ,lever arms (komponenttien sijainti ja offsetit toisiinsa nähden) yms. Mukaanlukien myös mittausalustan tuottamat virheet.
  • Laiteintegrointi eli miten järjestelmä on rakennettu
  • Mittauksen suunnittelun/toteutuksen virheet
  • Käyttäjän muut virheet

Esimerkkinä alustaa myöten suunnitellusta UAV-kartoitusjärjestelmä kelpaa tarkastella Riegl RiCopteria.

Loppujen lopuksi kokonaisvirhe – mittauksen epävarmuus ilmoitetaan vain kohtisuoraan (kovaan) pintaan nähden hyvissä GNSS-olosuhteissa ja oletuksena on osaava käyttäjä. Tästä syystä todellinen koetinkivi kaikille järjestelmille ovat kenttäolosuhteet eli reaalimaailma.

Järjestelmäkalibroinnin tärkeydestä

Tauno Suominen mainitsi Maanmittauspäivien 2018 esityksessään Tampereen Hervannassa sijainneen takymetrien järjestelmäkalibrointiin tehdyn rakennusmittausten testikentän. Koska yrityksessämme on paljon muistoja tuohon kyseiseen, jo tuhoutuneeseen kenttään liittyen, niin kerrottakoon kentästä hieman lähemmin alla. Lisäksi Tampereella testattiin stereo-operaattoreita ja Ruskossa sijaitsi fotogrammetrinen testikenttä.

Silloisten TTY:n tutkijoiden nerokkaasti suunnittelemalla rakennusmittausten testikentällä oli peruskallioon mitattuja pisteitä, joiden välinen etäisyys oli tyypillisesti 50 -60 m ja joiden välillä oli huomattavia korkeuseroja.

Kuvassa Heinosen Hannu pohtii selvästi jalustan pystyttämistä lumen peittämälle monikulmiopisteelle 1990-luvulla.

Tampereen kentällä pisteiden välinen etäisyys oli optimaalinen haluttaessa eliminoida ympäristön ja sään vaikutus optisen mittauksen virhetekijöistä. Vaakatasosta poikkeavat tähtäyskulmat ovat myös tyypillisiä käytännön rakennusmittauksissa, mutta valmistajat ilmoittavat laitteiden tiedoissa mittaustarkkuuden vain vaakatasossa tehtäville mittauksille. Näin Tampereella saatiin selville, millaisiin tarkkuuksiin laitteistoilla voidaan päästä käytännön mittaustilanteissa.

Kentän pisteet oli mitattu huolellisesti – kulmat sveitsiläisen Kernin parhaalla DKM-3 optisella teodoliitillä ja etäisyydet saman valmistajan Mekometer ME5000 elektronisella, erittäin tarkalla etäisyyden mittauslaitteella sekä korkeudet sveitsiläisen WILD Heerbruggin valmistamalla WILD N3 tarkkavaaituskojeella. Näin toteutettiin vanha periaate astetta tarkemmilla instrumenteillä tehdyistä referenssimittauksista kuin vertailtavat laitteistot, tyypillisesti takymetrit. Kentän suunnittelusta ja mittauksista tehtiin huolellinen dokumentointi.

Kuvassa näemme kalliotöppäreelle sijoitetun pisteen.

Testaajat saapuivat kentälle mittauslaitteistoineen mukaan lukien laitteiden jalustat, pakkokeskistyslaitteet ja prismat eli koko oma mittauskalusto. He mittasivat neljän täyden havaintosarjan mukaisesti havaintoja pisteeltä toiselle kaikkiin suuntiin (kaikilta pisteiltä kaikille pisteille, jolloin myös pisteiden väliset lävistäjät mitattiin) ja näiden verkkomaisten havaintojen perusteella laskettiin geodeettinen verkko. Verkkomainen pisteistö antoi mahdollisuuden laskea monikulmiojonoja eri pisteiden kautta, jolloin laitteiden mittaustarkkuuksia pystyttiin analysoimaan ja laitteiden ja koko kaluston kuin myös havaitsijoiden virheet paikallistamaan sekä kohdistamaan virheen aiheuttajaan, virhelähteeseen.

Moni mittaryhmä lähti varsin nöyränä pois kentältä, kun millimetrien tarkkuuksia mittaavilla laitteistoilla saatiin useiden senttien virheitä verkkomittauksissa. Pitkän päälle virhelähteiden selvittäminen ja sitä kautta mittaustulosten parantuminen vaikutti positiivisesti mittaajien ammattitaitoon ja mittausjärjestelmistä alettiin pitää parempaa huolta. Tauno Suomisen mukaan iso osa virhelähdettä olivat jalustat.

Heinosen Hannun kokemukset virhelähteistä liittyvät puolestaan isolta osin prismoihin. Takymetreissä käytettävät prismat olivat asennetut runkoihinsa joko nodaalipisteensä kohdalta tai nollapisteensä kohdalta. Nollapistekiinnitteisissä prismoissa prismalasi oli kiinnitetty niin, että mittaussäteen prisman sisällä kulkema poikittainen matka oli huomioitu kiinnityksessä tuomalla prisma mitattavan pisteen etupuolelle (takymetriin päin) jolloin prismavakio oli nolla. Nodaalikiinnitteisessä prismassa prismalasi on kiinnitetty prisman sisällä näkyvän hiontasärmien kuvajaisen kohdalta ja prismalle on laskettu matemaattinen korjausarvo, prismavakio esim. 35,73 mm. Tällaiseen prismaan mitattu matka on tuon matemaattisen prismavakion verran liian pitkä, joten tässä tapauksessa takymetrin prismavakioksi on asetettava -35,73mm.

Eri läpimitan ja eri pituuden omaavilla prismalaseilla on siis erilainen matemaattinen prismavakio, joka mittaajan on tiedettävä. Riippumatta siitä onko kyseessä nolla- vai nodaalikiinnitteinen prisma, jokaisessa prismassa on vielä yksilöllinen nollapistevirhe, jopa pari kolme milliä, joten kaikki prismat olisi kalibroitava yksilöllisesti ja aina yhdessä kyseisen mittauslaitteen kanssa.

Kaiken tuon lisäksi prismojen soveltuvuuteen kyseisen takymetrin kanssa käytettäväksi vaikuttaa prismalasin lasiseos.  Nikonin sekä Zeissin osalta laitevalmistajan oli helppo tehdä uudet prismat, sillä optisen lasin valmistus tapahtui molemmissa yrityksissä konsernin sisällä. Japanilaiset takymetrien valmistajat käyttivät tuolloin tyypillisesti Nikonin lasitehtaan valmistamia optisen lasin lasiseoksia ja eurooppalaiset puolestaan Zeiss Schottin lasitehtaan valmistamia optisen lasin lasiseoksia. Näin ollen mekaanisen rakenteen lisäksi prismat voitiin tehdä laitteiston mittaussäteen kannalta optimaalisesta lasiseoksesta. Ja mittaustulokset parantuivat.

Testikentällä mitattaessa huomattiin melko nopeasti, että nollakiinnitteisillä prismoilla ei saatu tarkkoja lopputuloksia, joten testimittauksissa siirryttiin käyttämään nodaalikiinnitteisiä prismoja. Syy tähän on yksinkertainen ja yksiselitteinen. Tarkkoja havaintoja tehtäessä takymetrillä on kohdistettava tähtäys prisman sisällä näkyvään hiontasärmien muodostamaan kuvajaiseen eli nodaalipisteeseen, joka on aina tarkasti mitattavan pisteen päällä vaikka prisma ei olisikaan absoluuttisen tarkasti suunnattuna takymetriin.

Nollakiinnitteisessä prismassa tuo kyseinen kuvajaispiste, nodaalipiste, on aina hieman suunnaltaan poissa mittaussuunnassa mitattavaan pisteeseen nähden joko korkeussuunnassa tai sivusuunnassa ja useimmiten molemmissa. Tätä virheen eliminoimista testattiin useaan otteeseen Hervannassa ja todettiin, että nollakiinnitteinen prisma ei koskaan ollut suunnattuna riittävän tarkasti kohti takymetriä ellei mittaaja takymetrillä tähtäämällä prismaan antanut hienosäätöohjeita jalustalla pakkokeskisteisesti olevan prisman kohdistamiseksi kohti takymetriä. 5-10 minuutin ähellyksen jälkeen prisma oli saatu yleensä suunnatuksi riittävän hyvin, mutta näinhän ei voida normaalissa mittauksessa menetellä, joten nodaalikiinnitteiset prismat todettiin ainoiksi toimiviksi tuotteiksi.

Nikonin prismat olivat tuolloin nollakiinnitteisiä, joten Hannu suunnitteli ja piirsi piirustukset nodaaliprisman valmistamiseksi. Zeissilta löytyi Nikonin takymetrin aallonpituudelle sopiva lasiseos ja kun Zeiss hioi tarvittavat prismat, syntyi GTP1 nodaaliprisma ja Nikonin takymetrikalustosta tuli tarkka ja menestyksekäs laitteisto markkinoille.

Mikähän mahtaa olla nykyisten automaattisesti kohdistavien robottitakymetrien 360-prismojen todellinen mittaustarkkuus sivu-, korkeus- ja etäisyydenmittaussuunnassa – sentti taitaa olla jo vaikeasti saavutettavissa? Hervannan vanhaa testirataa tarvittaisiin tuon asian toteamiseksi.

Kuvassa Zeissin silloinen geodesian myyntipäällikkö Hansselman ja mittaajana Zeissin kehityspuolen tohtori.

Eräs mielenkiintoisimpia kentän mittausten avulla havaittuja laiteongelmia oli Taunon ja Hannun Zeissin tarkkuustakymetrissa havaitsema vaakatason kallistuma, 10,8 cc. Valmistajan omalla kalibrointiradalla virhettä ei havaittu, eikä sitä vuosien mittaan olleet huomanneet muutkaan asiakkaat tai tutkijat sen enempää Saksassa kuin muualla maailmalla. Tauno oli itsenäisissä laskelmissaan tullut tämän kaltaiseen tulokseen ja epäilykseen laitteiston systemaattisesta virheestä. Tilanne varmistettiin toistotesteillä Hervannan kentällä ja lisäksi Hannu meni tekemään havaintoja Otaniemeen TKK:n isoon ja tarkkaan kollimaattoriin. Kun tiesi mitä etsiä, niin sieltähän se samainen virhe löytyi myös kollimaattoritestissä. Ei tosin normaaleilla kollimaattorihavainnoilla vaan pitkän pohdinnan jälkeen keksityllä tavalla. Tämän jälkeen kädessä olikin vankkaa keskustelunaihetta Saksaan vietäväksi. Pari kolme päivää tuota asiaa Hannu piirteli ja selvitteli Zeissin tohtoreille ja epäilyjen jälkeen tohtorit joutuivat toteamaan valmistusvirheen sekä korjaamaan sen. Lopputulemana Zeissilla todettiin virheen olleen ainakin 10 vuotta kaikissa laitteissa.

Eivät myöskään tuolloin tarkkoina mittauslaitteina tunnetut merkit kuten Nikon ja Wild/Leica, selvinneet puhtain paperein testikentästä. Molemmista edellä mainituista löytyi muun muassa mitoitusvirheitä prismakannattimien korkeuksista, jotka eivät vastanneet takymetrin akselikorkeuksia ja tehtaat korjasivat nuo virheet tuotannossaan välittömästi.

Kuvassa Zeissin tohtori ja Tauno Suominen. Kuvan mittaukset liittyvät pakkastestehin, joita Zeiss teki kentällä yli 25 asteen pakkasissa ylläkuvatun virheen jo selvittyä.

Tampereen vanhan kentän jäätyä rakennusten alle Tampereella toteutettiin myös uudempi testikenttä 2000-luvun alussa, standardien mukaan. Sen pisteet sijaitsivat keskinäisesti varsin samoilla korkeuksilla ja pisteiden välinen etäisyys oli jo tuplasti suurempi, jolloin vanhan kentän hyödyt jäivät saavuttamatta. Lisäksi pisteiden päällä on kiinteä pilari, jolle mittauslaite sijoitettiin. Näin mittausjärjestelmän kokonaistarkkuus ei selviä, sillä normaalimittauksessa käytetyn jalustan ja pakkokeskistyslaitteiden vaikutus jää huomioimatta.

Kehitys ei aina vie suoraviivaisesti eteenpäin ja Taunon ja Hannun mielestä ennen valmistettiin tarkempia optisia mittauslaitteita. Ne olivat kalliita ja kaupallinen paine/koventunut kilpailu on heikentänyt laatua. Kalleimmat mittauslaitteet jätetään nykyisin myös valmistamatta kalliiden tuotantokustannusten vuoksi, vaikkei niitä ennenkään tehty kuin muutama kappale erikoismittauksiin. Siitä huolimatta niitä haluttiin valmistaa yksittäisten laitteiden tuotantokustannuksista piittaamatta, koska valmistajat halusivat pitää yllä kokonaistuotantoa.

Tämän hetken mittaustrendien mukaan halvoilla laitteilla pitää mitata vain paljon havaintoja, jolloin mittauksen keskiarvo on automaagisesti oikea. Matemaattisesti ajateltunahan asia on näin, keskiarvo tarkentuu, mutta mittauksissa on yksi määrätty vakio, joka ei ole suurten lukujen keskiarvo vaan tarkasti määritetty metri. Tästä syystä emme ole vielä nähneet tämän keskiarvotusteorian toteutuneen kertaakaan halvoilla laitteilla tarkkuusmittauksissa.

Yhtenä johtopäätöksenä tuosta noin 15 vuotta kestäneestä takymetrien testaustoiminnasta voidaan todeta, että mittauskalustolle pitäisi tehdä jatkuvasti kenttätestauksia. Tuotannossa tapahtuu vääjäämättömästi aina virheitä, ne ovat joko alihankkijoiden mitoitusvirheitä tai materiaalivirheitä, jotka vaikuttavat kenttämittauksessa mittausten lopputuloksiin merkittävästi, mutta eivät välttämättä tule esille sisällä vakio-olosuhteissa tehdyissä pelkän mittalaitteen testeissä.

TVH/Tielaitos hyödynsi testikentän tuloksia kilpailutuksissaan, sillä vain kentän läpäisseet laitteistot saivat osallistua kilpailutuksiin. Koska mittaustulokset ovat myös riippuvaisia mittaajista, niin aikoinaan keskusteltiin myös mittaajien testauttamisesta. Ymmärrettävästi ammattiyhdistysliikkeet eivät innostuneet ajatuksesta eli ihmisten asettamisesta paremmuusjärjestykseen. Kenttätestissä, jota Hervannan verkko edusti parhaimmillaan, testattiin kuitenkin käytännössä koko kalusto mittaajineen.

Tarkkuuden hallinnasta mittausprosesseissa

Vuoden 2018 Maanmittauspäivät sujuivat hienosti ja julkaisemme nyt Tauno Suomisen mittaustarkkuuksia käsitelleen esityksen. Kiitos kaikille päivillä kävijöille mielenkiintoisista keskusteluista!

Ympyrä on siinä mielessä mennyt umpeen, että nuorena miehenä TVH:lla Tauno ihmetteli esityksessä mainittua lyhyttä ja ytimekästä mittausohjetta. Vuosikymmenten kokemusten jälkeen hän totesi nyt esityksessään, että siinä on kaikki tarvittava kiteytettynä hyvien mittaustulosten saavuttamiseksi.

”Mittauksissa on käytettävä tarkistettuja ja kalibroituja mittalaitteita ja ammattitaitoista henkilökuntaa” (TVH:n rakennustoimialan ohjeistus vuodelta 1984)

Myös itse esitys on varsin kiteytetty, joten avataanpa tässä vielä videon avulla työkokemysta Punaisen Meren kartoittajana. Suomalais-saudiarabialaisen projektin esittelyvideossa vilahtaa laivalla ja toimistossa suomalaisia työssään, joukossa mm. Laurilan Pasi ja ihan lopussa Suomisen Tauno. Merenmittauksiin perehtyneet henkilöt huomaavat, että videossa esitellään vielä nykyäänkin tehtävät mittauksen prosessit – vain laitteistot ovat päivittyneet ajan myötä. Projektin lopputuotteet eli merikartat ovat edelleenkin käytössä Saudi-Arabian geoportaalissa.