Kirjoittajan arkistot: admin

Paikkatietojen oikeellisuus keskustelussa

Mittausten oikeellisuus vaikuttaa monien elämään myös alan ulkopuolella, joten kerrotaanpa tässä tuoreimmasta ja kuohuttavimmasta esimerkistä vuorikiipeilyn maailmassa.

Eräs alan legendoista, 79-vuotias Reinhold Meissner, on kiivennyt monet vuoret ja hän on ensimmäinen ihminen, joka on kiivennyt kaikille 14 yli 8000 m korkeille vuorille ilman lisähappea. Tätä ennätystä yritetään kuitenkin viety häneltä, sillä Saksan ilmailu- ja avaruuskeskuksen aineistojen mukaan osassa vuoria niiden huippu on tulkittu väärin. Näin ollen Meissner ja muutaman muukin kiipeilijä olisi käynyt väärällä ja liian matalalla huipulla. Asiasta kertovat useat saksalaisjulkaisut.

Meissner ja muut eivät ole valmiita luopumaan ennätyksistään ja kritisoivat aineistojen analysoijaa amatööriksi. Onkin hyvä kysymys, miksi yhden ei-virallisen tahon tulkinta otetaan niin vakavasti, että jopa Guinnessin ennätyskirjaa muutetaan. Kaiken lisäksi analysoijalla ei ole tarkkaa tietoa Meissnerin ja muiden saavuttamien huippujen sijainnista, vaan hän on päätellyt sijainnit kuvauksista. Kun kysymys on loppujen lopuksi muutamasta metristä, niin toiset pitävät koko kohua mielettömänä. Ennätys on ihan oikeasti ansaittu.

Mittausteknisessä mielessä kannattaa muistaa vielä se, että tietojemme tarkentuessa myös vuorten huippujen korkeudet muuttuvat. Lisäksi maapallo on dynaaminen eli maankuori sekä sen alaiset osat liikkuvat koko ajan. Näin ollen maailman korkeimman vuoren Mount Everestin tuorein mittaus taitaa olla vuodelta 2021, jolloin kiinalaiset ja nepalilaiset julistivat vuoren kasvaneen noin kaksi jalkaa (noin 60 cm) tuoreimman mittauskampanjansa tuloksena. Ei tällaisten vaihtuvien tietojen pitäisi antaa muuttaa kiipeilyennätyksiä.

Näin ollen olisikin paljon mielenkiintoisempaa ja opettavaisempaa, jos vuorten korkeuksista keskusteltaisiin laajemmin. Päästäisiin mittaustekniikan ohella keskustelemaan myös maailman korkeimman vuoren tittelin haltijan kriteereistä, sillä Mount Everestin huippu on korkeimmalla merenpinnasta, mutta Mauna Kean väitetään olevan korkein vuoren juuresta mitattuna. Artikkelista kerrotaan myös vuoresta, jonka huippu on kauimpana maan keskipisteestä. Kandidaatteja siis riittää.

Hauskana yksityiskohtana voisi mainita Viron ja Latvian välisen köydenvedon maiden korkeimmasta huipusta. Uuden geoidimallin myötä Viron Suur Munamägi -kukkulan voitto on tällä hetkellä kiistaton, mutta ero Latvian Gaiziņkalnsiin on vain muutama metri.

Yleisurheilun MM 1983 – 40 vuotta elektronista etäisyysmittausta MM-tasolla

YLE on tänään uutisoinut Helsingin MM-kisojen 40-vuotisvuosipäivästä, joten samalla voimme muistella sitä, kuinka kuusi kenttälajia mitattiin takymetrillä – ensimmäisenä maailmassa tällä kansainvälisellä tasolla. Kotimaan kisoissa ja maaotteluissa mittanauhat oli korvattu takymetrillä luonnollisesti jo aiemmin.

Hannu Heinosen johdolla tehty mittauksen kehittämistarina sekä muistoja 1983 MM-kisoista löytyy aikaisemmasta blogikirjoituksesta. Stadionilla oli rakennettu kaksi mittausalustaa takymetreille ja niiden avulla katettiin keihäänheitto, kiekko, kuula, moukari, pituushyppy ja kolmiloikka. Suorituspaikat oli laatikoitu niin, ettei mittaajan täytynyt valita lajia, vaan ainoastaan mitata, jolloin tulos ilmestyi tulospalvelussa heti oikean lajin kohdalle.

Mittausohjelma oli koodattu takymetrin kontrollerille, mutta näissä kisoissa se koodattiin stadionin keskustietokoneelle, jossa toimi kisojen tulospalvelu.

Tiina Lillakin kultaheitto 1983.

Kuvakaappaus Hannu Heinosesta Lillakin voittoheiton alustulopaikalla. Klikkaamalla kuvaa avautuu YouTube-video voittoheitosta.

Menneitä on kiva muistella välillä ja muistutella nuorempia sukupolvia siitä, kuinka kauan esimerkiksi digitaalista siirtymää on tässä maassa jo tehty. Maanmittausala on näin jälkikäteen ajateltuna ollut kehityksen pioneereja – ensimmäinen numeerinen maastomallikin on tässä maassa laskettu 1960-luvun alussa. Samaan aikaan voi tiedostaa myös sen, etteivät kaikki mittaa samalla tavoilla eri puolilla maailmaa. Jo pelkästään Eurooppa on jakautunut eri osiin. Tästä syystä esimerkiksi suurin osa maailmalla myytävistä takymetreistä on edelleenkin manuaalilaitteita.

Riegl VZ-600i – etäisyysmittauksen testi

Saimme ensimmäisen Riegl VZ-600i-esittelyskannerimme sopivasti lomakauden alussa, joten näin ehdimme tutustumaan skanneriin ensin itse ennen tositoimia. Ensimmäiseksi suunnistimme toimiston lähellä sijaitsevaan rantaan, jossa on helppo kokeilla skannerin mittausetäisyyksiä. Lähistöllä on kalliorantaa ja jonkin verran rakennuksia eri suunnissa sekä uusimpana kohteena rakenteilla olevat kruunusillat. Mittauspaikkaa ja sen ympäristöä on hahmoteltu alla olevaan karttaan ja vieressä näkyy skannerin mittaamaa aineistoa.

Riegl lupaa skannerille mittausetäisyydeksi 1000m, kun käytetään hitainta 100 kHz:in mittausmoodia ja kohde on > 90% heijastava. Käytännössä jotain hyvin vaaleaa ja kirkasta kuten valkoinen marmori. Kun avasimme skannausaineiston tietokoneella, tarkastelimme aineistoa hyvin hämmästyneinä: skanneri oli mitannut yhtä kalasataman torneista 1800 m etäisyydeltä! Mittausetäisyksien suhteen Riegl on aina antanut konservatiivisen arvoja teknisissä tiedoissa, mutta 1800 m on kyllä huimasti yli odotuksien. Millähän materiaalilla tuo kyseinen tornitalo on päällystetty? Suhteellisen harvalla resoluutiolla mitattuna talon julkisivu näyttää tältä:

Epäilemme talon olevan Patrizia-torni, jonka julkisivu on valkoisempi kuin naapuriensa.

Kruunusiltojen rakennustyömaa näkyy aineistossa myös hyvin etäisyyden vaihdellessa 680 m ja runsaan 1000 m välillä.

Mitä tämä tieto tarkoittaa käyttäjille? Käytännössä tummemmat kohteet saa mitattua varsin kaukaa, joten esimerkiksi korkeat savupiiput, mastot, tummat katot ja tuulivoimalat ovat helppo urakka tälle skannerille. Skannerin mittaustarkkuus lupaa myös hyvää – toistotarkkuudeksi luvataan peräti 1 mm high precision -mittausmoodilla mitattuna (1 sigma @100 m).

Skannerin lähiympäristö tallentui luonnollisesti suuremmalla resoluutiolla ja alla olevassa kuvassa näkyy Wihurin palatsi runsaat 175 m skannauspaikasta.

Pitkä odotuksemme on näin loppunut kun ensimmäinen Riegl VZ-600i on saatu Suomeen. Käytännön suorituskyvyn testaaminen on toisaalta vasta alkanut näiden etäisyysmittaustestien myötä. Odotammekin mielenkiinnolla, kuinka kiinnostavia mittaushaasteita asiakkaillamme on tälle skannerille esittää. Skannerin teknisiin tietoihin ja suorituskykyyn voi tutustua täällä.

Lähes samaan aikaan skannerin kanssa saapuivat pienet miniatyyriskannerit eli USB-C -muistit. Syksyä on näin mukava odotella! Ole yhteyksissä, jos haluat silloin skannerin demon.

7-in-1 – RIEGL VZ-600i 2D/3D-laserskanneri

Viime syksynä Essenin Intergeossa edustamamme Riegl Laser Measurement Systems esitteli pitkästä aikaa uuden skannerin, RIEGL VZ-600i, ns. maalaserskannerien kategoriaan. Kuten edeltäjänsäkin, tämä skanneri on paljon muutakin eli todella monipuolinen ja monikäyttöinen mittauslaite. Tätä monipuolisuutta esitelläksemme, teimme alla olevan kuvan hahmottamaan skannerin ominaisuuksia.

RIEGL VZ-600i laserskannerin ominaisuuksia. Kuva: Nordic Geo Center Oy

Asiakaskunta on toivonut Riegliltä uutta maalaserskanneria jo pitkään, mutta Rieglin tekninen kehitys on pitkään nähnyt enemmän mahdollisuuksia muilla laitesektoreilla kuin varsin kilpaillussa maalaserskanneriluokassa. Lyhyen matkan skannereissa on näet enemmän valinnan varaa ja ajateltiin, että kännykkäskannerit kuten iPhone valtaavat pian markkinat. No näin ei suinkaan käynyt, koska monessa teollisessa sovelluksessa tarvitaan parempaa tarkkuutta kuin kännyköillä edelleenkään päästään ja lisäksi jatkuvasti ulkona/teollisessa ympäristössä käytettävän laitteen tarvitsee olla rakenteeltaan lujempi ja luotettavampi. Uuden skannerin IP-luokitus on luonnollisesti jo tutusti 64.

Näin ollen vuonna 2023 saamme myyntiin uuden sukupolven laserskannerin, jossa Riegl on luopunut perinteisestä sylinterin muotoisesta rungosta ja keventänyt skannerin 6 kg painoiseksi. Tästä huolimatta skannerissa on integroituna monia lisäsensoreita kuten kolme kameraa, GNSS, kolmiakselinen kiihtyvyysanturi, kolmiakselinen gyroskooppi, kolmiakselinen magnetometri ja barometri. Tämän lisäksi skannerissa on tuttuun tapaan liitännät myös ulkoisille kameroille ja GNSS-antennille. Sisäistä muistia on 1 TB ja lisäksi löytyy CF-express korttipaikka 480 gigatavulle. Kuten edeltäjänsä, skanneri voidaan yhdistää suoraan pilvipalveluihin kuten Microsoft Azureen, Amazon AWS -pilveen jne. ja skannausasemat voidaan yhdistää keskenään suoraan skannerissa siihen varatussa erillisessä prosessointitietokoneessa.

Kuva: Riegl

Käyttäjät voivat ohjelmoida skannerin sisään omia sovelluksiaan appien muodossa tai hyödyntää valmistajan omia erikoissovelluksia. Näistä olemme jo aiemmin tutustuneet muun muassa monitorointiin ja robottiappiin, mutta nyt esitellään uutuutena skannerin sisäinen kinemaattinen sovellus.

Kuva: Riegl

Kinemaattinen tarkoittaa mobiilia eli liikkuvaa mittausta ja tällä skannerilla sitä voi tehdä kahdella eri tavalla. Näistä ensimmäinen tapahtuu ilman mitään lisävarusteita käynnistämällä skannerissa oleva sovellus (kuva yllä). Ja eikun menoksi. Kuulostaa helpolta ja niinhän se käyttäjälle on, mutta järjellisen tuloksen aikaansaamiseksi Riegl on tehnyt monivuotisen tutkimusprojektin yhdessä Wienin teknillisen yliopiston geodeetikkojen kanssa. Lopputulos lasketaan myös skannerin sisällä tai tietokoneella RiScan Pro-ohjelmassa.

Kuvassa Riegl VZ-600i-skannerin kinemaattisella appilla mitattua pistepilveä. Talon korkeus on 50 m. Kuva: Riegl

Toinen tapa käyttää tätä skanneria mobiilisti on sama kuin muillakin RIEGLin skannereilla eli yhdistetään se tarkempaan GNSS-inertianavigointiyksikköön, jolloin myös lopputuloksesta saadaan tarkempi. Skannerin sisäinen IMU on valittu ensisijaisesti muihin skannerin toimintoihin eikä edusta alansa huippua. Onhan jopa drone-sektorillakin vihdoin havaittu, että hyvää mittausaineistoa saadaan luotettavimmin taktisen luokan inertiasensorilla. Paremman luokan inertiayksikkö mahdollistaa myös nopeamman kulkuvauhdin, jota tämän skannerin 420 profiilin sekunnissa mittausnopeus myös tukee.

Riegl VZ-i sarjan skannerien sovellusalueita.

Yhteenvetona voimme todeta, että Riegl Laser Measurement Systems tuo vuonna 2023 markkinoille uudenlaisen, monipuolisen ja vain 6 kg painavan 3D-laserskannerin. Se sopii monille eri käyttäjäryhmille ja monenlaisiin eri tarkoituksiin, joten Rieglin aallonmuodon analysointi -teknologiaan tyytyväiset käyttäjät saavat toivomansa uutuuden.

Tuotannosta näitä skannereita alkaa tulla tämän vuoden ensimmäisellä kvartaalilla ja toivomme saavamme esittelylaitteen viimeistään huhtikuussa. Ota meihin yhteyttä, jos olet kiinnostunut skannerista tai haluat sen esittelyn nyt/myöhemmin keväällä.

Geodesian alamäki läntisessä maailmassa &Kiina

Rakennus- ja infrasektorin käytännön ongelmat Suomessa

Tänäkin vuonna geodesian osaaminen noussut on jälleen noussut keskusteluihin monissa yhteyksissä, kun projektit eivät suju ihan niin kuin pitäisi. Meille kantautuu rakennus- ja infrasektorilla jatkuvaa nahinaa siitä, kuka on mitannut väärin kun virheistä aiheutuneille kustannuksille entistään maksajaa. Olemme olleet myös mukana selvittämässä isojen infrakohteiden virheitä. Nyt joulukuussa vastaan tuli vaihteeksi vastaan rakennussektorin kohde, jossa kyse on niinkin pienestä asiasta kuin koordinaatistojen ymmärtämisestä, mutta virheet ovat kulminoituneet yli sadan tuhannen euron lisäkustannuksiin tässä vaiheessa. Isoissa infraprojekteissa kerrannaisvaikutukset lasketaan miljoonissa.

Rakennusteollisuuden tuottama lisäarvo vuodessa vastaa noin 15 % bruttokansantuotteesta ja kiinteistöt – sekä nimenomaan rakennettu infra -muodostavan ison osan kansallisvarallisuudestamme. Sektori on siis merkittävä osa suomalaista yhteiskuntaa. Näin ollen alan ongelmakohtien selvittämisen luulisi kiinnostavan monia tahoja mukaan lukien koulutus.

Geodesian kriisi Yhdysvalloissa

Tässä mielessä on ollut mielenkiintoista seurata geodesian kriisin keskustelua USAssa. Geodesian osaajia on enää vähän, mutta tarpeet senkun kasvavat. Geodesia tarvitsee siis puhtaan geodesian sekä sitä soveltavien alojen kuten rakennusteollisuuden ongelmat ymmärtäviä osaajia kehittyäkseen. Tammikuussa 2022 julkaistu raportti Geodesy in Crisis kuvaa valaisevasti tilannetta esimerkiksi eri geodesiaa hyödyntävissä tutkimuslaitoksissa, joissa ei enää ole töissä edes geodesian tohtoreita. Myös USAn puolustusteollisuudessa ja puolustusvoimissa on sama tilanne. Kuvaavaa on, että puolustusvoimien alaisessa National Geospatial Intelligence Agencyssa on nykyään noin 2000 GIS-erikoisosaajaa, mutta vain kaksi geodesian tohtoria, joista toinen on lähellä eläkeikää.

Käytännössä rahoituksen alamäki näyttää alkaneen 1990-luvulla samaan aikaan, kun kylmä sota loppui. Nimenomaan kouluttajien puuttumisen takia USAssa on puolestaan paljon nuoria paikkatieto- ja GIS-insinöörejä, joiden oman ydinalan osaaminen on heikolla tieteellisellä ja käytännön osaamisen pohjalla. Samaan aikaan geodesiasta riippuvaiset geospatiaaliset alat ovat vain kasvaneet ja USAssa on muodostunut alla olevan kuvan mukainen kärjellään seisova pyramidi. Geodesia kannattaa yli 1000 miljardin USAn dollarin teollisuutta.

Tämä kriisi on havaittu ja tunnistettu kunnolla muutama vuosi sitten ja raportissa kuvataan muutoksia ja syitä tapahtumiin. Yksi perussyistä lienee geodesian muuttuminen näkymättömäksi – se on kaikkialla, mutta jopa alan sisällä on sen tunnistamisvaikeuksia. Suomessa on muuten samankaltainen tilanne.

Geodesian kukoistus Kiinassa

Samaan aikaan Kiinassa koko 2000-luku geodesiaan on panostettu valtavasti niin, että siellä on nykyään noin 150 oppilaitosta, joissa on geodesian ja kartoituksen perus- ja jatko-opinto-ohjelmia. Raportin tekijät arvioivat, että vuosittain ohjelmiin otetaan 9000–12500 opiskelijaa. Kiinan kasvaneen koulutustarjonnan myötä Kiina on nykyään geodesian koulutuksen ykkösmaa ja pelkästään Wuhanin yliopistossa ja tutkimuskeskuksissa on enemmän geodesian maisteriopiskelijoita ja tohtorikoulutettavia kuin koko USAssa. Koko maailmaa ajatellen Kiinassa on nykyään enemmän koulutettuja geodeetteja kuin muualla maailmassa yhteensä. Myös tutkimusjulkaisuissa Kiina on mennyt ohitse sekä määrällisesti että laadullisesti ja nyt lisääntyy vain kiinaksi kirjoitettujen julkaisujen määrä. Kiinan virallisen politiikan mukaan tieteiden saavutuksia ei halutakaan enää jakaa kaikkien kanssa, vaan ne pidetään kielimuurin takana. Kyseessä ovat näet myös kaupalliset edut. Tämän tekstin kirjoittaja huomasi saman taktiikan jo vuosia sitten seuratessaan kiinalaisten julkaisuja oman GNSS-inertia-laskennan kehittämisestä. Aluksi projektia ja sen kehittämistä esiteltiin, mutta sitten julkaisut kansainvälisillä alustoilla loppuivat vaikka projekti jatkui.

Valtavan rahoitus- ja kehitystyön tuloksena geodesian rahoitus Kiinan eri tutkimuslaitoksissa ja yliopistoissa on huomattavasti paremmalla tasolla kuin muualla maailmassa. Koska osaajia on, niin valtiolla on varaa rahoittaa useampia saman ongelmakentän parissa työskenteleviä tutkimusryhmiä, jolloin todennäköisyys ratkaisujen löytämiseen on tietysti suurempi. Raportin kirjoittajien mukaan esimerkiksi BeiDou (Compass) on vähintään yhtä hyvä järjestelmä kuin GPS ja osin se on jopa parempi. Sillä on nykyään myös maailmanlaajuisesti suurempi määrä käyttäjiä kuin GPS:llä. Geodesian laaja osaaminen on mahdollistanut myös esimerkiksi Kiinan kuuprojektin, autonomisten ajoneuvojen kehittämisen sekä vaativat ja tarkkuutta vaativat isot infrastruktuuriprojektit. Kaukana ovat ajat, jolloin Suomen 1950-luvulla siteeratuin tiedemies V. A. Heiskanen koulutti salaa geodesiaa myös NASAn kuuprojektin tiedemiehille Ohion Kolumbuksessa.

Raportissa viitataan myös Eurooppaan ja todetaan geodesian koulutuksen olevan täällä paremmassa tilassa. Käytännössä viitataan vain tiettyihin maihin kuten Saksaan ja samalla todetaan Saksankin osaamisen nojautuvan tänä päivänä hyvin paljon Kiinaan. Esimerkiksi Saksan geotieteiden tutkimuskeskuksen avaruusgeodesian osastolla noin puolet tohtoreista on saanut koulutuksensa Kiinassa.

Suomen tilanne

Millainen tilanne on sitten Suomessa vuoden 2023 kynnyksellä? Geodesian kriisi havaittiin täällä jo varhain, joten meillä on toteutettu korjaavia toimenpiteitä. Markku Poutanen kirjoitti esimerkiksi seuraavasti Maankäytön numerossa 3/2007:

Yhtenä syynä lienee se, että geodesian menetelmiä ja geodeettisten havaintoverkkojen ja pysyvien, stabiilien vertausjärjestelmien merkitystä ei tunneta. Tutkimuksen lisäksi yhteiskunnallisten tarpeiden huomioonottaminen ja geodeettisten menetelmien tunnetuksi tekeminen ovat lähivuosien suuria haasteita.

sekä

Viime aikojen muotina on ollut koko geodesia-sanan hävittäminen niin alan laitosten kuin geodesian opetuksen nimistä. Miksi? Tilalle ovat tulleet sellaiset mitään tarkoittamattomat sanahirviöt kuin geomatiikka. Kun alan opiskelijat on menetetty samassa myllerryksessä, on koko tarpeeton geodesian opetuskin voitu lakkauttaa. Mistä löytyvät tulevaisuuden osaajat ja kuka kykenee jatkossa luomaan ja ylläpitämään koordinaattijärjestelmiä?

Päättäjiin kohdistetun tiedottamisen myötä Suomessa on löytynyt rahoitusta muun muassa geodeettisen perusinfrastruktuurin ylläpitämiseen ja uudistamiseen. Tietoisuuden kohottamiseksi on julkaistu myös visio ja strategia geodesialle Suomessa 2017-2026, jossa käydään myös läpi heikkouksia mukaan lukien alan koulutus Suomessa. Aalto-yliopistossa on saatu pidettyä geodesian apulaisprofessori sekä työelämäprofessori. Kaikeksi onneksi myös geodesia-nimike on palautettu arvoonsa, sillä maailmanlaajuinen geomatiikkaseikkailu ei tehnyt geodesialle kuin hallaa (tätä käsitellään myös USAn raportissa).

Suomen geodeettisen vision ja strategian päämäärien viimeinen kohta on ”metrologisesti luotettavat ja tarkat koordinaatti-, korkeus- ja painovoimajärjestelmät tarjoavat helposti saatavilla olevat paikkatiedot kaikkien käytössä olevien sovellusten tarpeisiin”. Koko raportti käsittelee siis pääosin ylätason rakenteita ja toimenpiteitä, kun taas sovellettu geodesia eri aloilla ei oikeastaan esiinny siinä laisinkaan. Geodesian infrastruktuuri tuotetaan siis kaikkien sovellusten tarpeisiin, mitä oikeastaan heijastaa kuvan 1 pyramidi, ja pohjalta ylöspäin siirryttäessä sen nimi näytetään muutettavan meillä paikkatiedoksi.

Sovellusaloja ja tekijöitä on paljon, mutta varsinaista geodesian osaamista on muilla aloilla tyypillisesti vähän. Teoriassa koulutus ja tutkimus heijastavat tietämystä muille aloille, mutta koska geodesian koulutus on sen ydinalalla heikoilla kantamilla, niin ei ole paljoakaan mitä heijastaa. Tai se mitä on, suuntautuu lähinnä avaruusgeodesiaan. Valitettavasti toinen tuore strategia, Kansallinen paikkatietostrategia 2022-2025 ei vastaa millään tavalla myöskään osaamisen haasteisiin käytännössä. On kyllä keksitty toistaa aikakautemme mantraa osaajien maahantuonnista ulkomailta:

”Maahamme on saatava ulkomaisia alan osaajia ja lisättävä muiden alojen asiantuntijoiden paikkatieto-osaamista. Paikkatieto-alan osaajien palkkauksen on oltava tasolla, joka motivoi työnhakijoita tilanteessa, jossa IT-osaajista on pulaa.”

No, tiedämme missä maassa ne oikeat osaajat nykyään ovat, joten ilmeisesti rekrytointi Kiinasta käy kuumana.

Lopuksi

Toimiva geodeettinen infrastruktuuri ei siis riitä siihen, että esimerkiksi rakennusalalla saavutettaisiin parempaa laatua ja vältyttäisiin isoilta virheiltä. Geodesian tietotaidon pitäisi heijastua paremmin sekä kartoittajien ja maanmittaajien koulutukseen, jotta he osaisivat soveltaa sitä onnistuneesti käytännön projekteissa – monet toimivat rakennusalalla. Toisaalta käytännön tason toimijoiden osaaminen ja ymmärrys ei riitä, koska geodeettinen osaaminen on nykyään olematonta myös ylätasoillä – sekä tilaaja –että suunnitteluorganisaatioissa. Esimerkiksi merkittäviä mittausprojekteja tilaavilla ja hallinnoivilla yksityisillä ja julkisilla organisaatioilla ei tyypillisesti ole yhtään geodesian osaajaa talossa. GIS-analyytikolla ei ole riittävää osaamista ja IT-ammattilainen ei normaalisti tiedä mittauksesta mitään. Saatava lopputulos on usein sen mukaista. Koska ongelmatilanteita ja rahallisia korvauksia ei ratkota julkisuudessa, niin tietoisuus ongelmista ei leviä. Tilinpidossa kustannukset jakautuvat eri kustannuspaikoille, joten ongelmien rahallista vuosikustannusta Suomessa ei tiedä kukaan.

Nahina jatkuu. Näihin hiukan synkkiin ajatuksiin päätämme vuoden 2022 kirjoitukset. Tästä huolimatta toivotamme kaikille lukijoillemme Valoisaa Uutta Vuotta 2023!

Hyvää Joulua

Taas on tullut aika hiljentyä joulun viettoon. Näin ollen toivotamme kaikille asiakkaillemme ja seuraajillemme hyvää ja rauhallista joulua.

Maailman myrskyjen keskellä kutsumme sinut hetkeksi seuraamme ajamaan testiajoa Ruotsin maaseudulla. Kyseessä on teiden mobiililaserskannaus ja testeissä vertaillaan mittaustuloksia referenssiarvoihin sekä tutkitaan mittauslaitteiston tulosten toistettavuutta. Näin ollen yhden kilometrin pituista tienpätkää mitataan kymmenen kertaa peräkkäin ja näitä yhden kilometrin lenkkejä on ajettava useampia. Tällaista meno oli vuoden 2022 syksyllä.

RIEGL autolidareiden testauksessa

Optiikan ja fotoniikan voittoa tavoittelematon teknologiayhdistys SPIE kehittää parhaillaan laajassa projektissa itseohjautuvien ajoneuvojen ohjaukseen kehitettyjen lidar-skannereiden testausmenetelmää.

Nopeasti kehittyvällä alalla ei ole kunnollisia standardeja, joten laitteiden vertailu on vaikeaa pelkästään valmistajien ilmoittamien arvojen perusteella. Sama ongelma pätee myös perinteisiin laserskannereihin.

“How does anyone compare performance of lidar systems? What are the standard metrics? That is what this project is about,” says team leader Paul McManamon, CEO of Exciting Technology, an SPIE past president, and author of LiDAR Technologies and Systems and Field Guide to Lidar,” both published by SPIE Press. “This field test was not designed to be a competition, but rather an experiment to quantify lidar performance and variation. We are creating an independent framework to evaluate lidar systems.”

https://spie.org/news/photonics-focus/julyaug-2022/benchmarking-automotive-lidar-systems

Testeissä on mukana kymmenen eri valmistajan lidareita ja järjestelyissä ovat mukana esimerkiksi USAn standardointivirasto NIST sekä isoja laitteiden käyttäjäyrityksiä. Mielenkiintoista on se, että eurooppalaisen RIEGLin skanneri on valittu vertailun mittapuuksi muille lidareille eli se edustaa ns. oikeaa mittaustulosta. Tällaisissa mittausaineistojen vertailuissahan pitää aina muistaa, että vertailun mittapuun on edustettava ainakin asteen tarkempaa mittaustarkkuutta testattaviin laitteisiin verrattuna. Muuten lopputuloksella ei ole mitään virkaa. Testaamiseen liittyy paljon tietotaitoa, vaikka meillä tällainen työ tehdään usein oppinäytetyönä. Kokemattomien tekijöiden työn tulokset ovat sen mukaisia.

SPIEn kehittämässä testissä on tähän mennessä käynyt ilmi, että kaksi testatusta kymmenestä lidarista mittaa yli 200 m etäisyyksiä. Valmistajien tiedot lupaavat kaikille mukana oleville lidareille mittaustulosta vain 150 m asti. Mittausetäisyyttä tutkitaan luonnollisesti useilla eri heijastuvuuksilla ja koeradalla on myös erilaisia häiriötekijöitä, jotta laserin mittausdynamiikka tulee paremmin esille. Käytännön tilanteessa katu- ja tiealueilla häiriöitä näet riittää.

Testikäytäntö on tarkoitus saada valmiiksi 2023 huhtikuuhun mennessä, jolloin voidaan aloittaa laajemmat lidartestaukset.

Autolidarien kohdalla ympyrä sulkeutuu hauskasti, sillä DARPAn haasteet vuosina 2005 ja 2007 aloittavat nykyisen autolidarien kehitysbuumin osana robottiautojen kehittämistä. RIEGLin silloisia skannereita oli tuolloin käytössä useamman eri tiimin rakentamissa ajoneuvoissa, ja nyt RIEGLin nykyisillä skannereilla siis testataan mitä on saatu aikaan. Tämä myös aikamoinen kunnia eurooppalaiselle laitevalmistajalle USAn markkinoilla.

Millaisen UAV-skannerin sinä tarvitset?

Laserskannerivalmistaja Riegl on viimeisen vuoden aikana tuottanut käteviä vertailukuvia eri skannereistaan niin, että asiakkaat voivat helpommin hahmottaa mikä skanneri sopisi tarkemmin heidän vaatimuksiinsa. Tuoreimpana esimerkkinä ovat miehittämättömiin ilma-aluksiin suunnatut laserskannerit kuten alla olevassa kuvassa näkyy. (Klikkaa kuvaa ladataksesi pdf-tiedosto)

Yllä oleva kaavio näyttää perussuunnan esimerkiksi painon perusteella. Jos käyttäjä tavoittelee suurempaa tuotantotehokkuutta, niin suunnitellun lentoaluksen speksejä voi joutua muuttamaan eli kantokykyä tarvitaan enemmän. Jos käyttäjän tarkoitus on kartoittaa matalia vesistöjä, niin maailmanlaajuisesti vaihtoehtoja tässä kategoriassa on vähän – RIEGL VQ-840-G soveltuu jo suurempiinkin projekteihin.

Tutustu laserskannaukseen RIEGL GmbH:n maahantuojan Nordic Geo Center Oy:n sivustolla.

RIEGL VZ-400i -laserskannerin uudet tarkkuusarvot

Laitevalmistaja RIEGL Laser Measurement Systems julkaisi juuri staattisen maalaserskannerin VZ-400i:n uuden esitteen. Tutkimuksen ja analyysin jälkeen laserskannerin ilmoitetut tarkkuusarvot ovat nyt parantuneet entisestään ja tämä laserskanneri vertautuu nyt kulmamittauksen tarkkuusarvoiltaan hyvään takymetriin.

3D sijaintitarkkuus:
3mm @ 50m and 5mm @ 100m, perustuen tähyksen mallintamiseen ( RIEGL testiolosuhteet)
Kulmamittauksen tarkkuus:
0.0028° (0.3 mgon,10 kaarisekuntia) molemmat akselit
Lasersäteen divergenssi:
0.25 mrad @ 1/e, 0.35 mrad @ 1/e²

Saavutetut tarkkuudet heijastavat hyvin omia kokemuksiamme käytännön mittauksista, joten on hienoa, että laitteen viralliset heijastavat nyt tuloksia paremmin. Rieglin tekninen johto ilmoittaa eri skannereiden viralliset mittaustarkkuudet hyvin konservatiivisesti, jolloin käyttäjät tyypillisesti ilahtuvat tuloksista.

Sade ja pöly eivät estä hyvän mittaustuloksen saavuttamista Rieglin aallonmuodon analysointitekniikan ansiosta.

Suomessa RIEGL VZ-400i -maalaserkeilaimia on käytössä yksityisillä mittausalan konsulteilta infra- ja rakennusmittauksissa sekä useassa yliopistossa eri aloilla. Vuosien myötä se on mittausominaisuuksiensa takia valikoitunut suosikiksi myös puiden laserskannaukseen. Skannerin monipuoliset ominaisuudet mahdollistavat myös nopean Stop&Go mittauksen esimerkiksi mönkijän kyydissä tai liikkuvan laserskannauksen VMZ-alustalla.

Laitteen teknisen esitteen voi ladata tästä.

RIEGL Laser Measurement Systems GmbH:n edustus ja maahantuonti Suomessa: Nordic Geo Center Oy

RIEGL VZ-400i ja VZ-2000i ovat seuraavan kerran esillä Pohjoinen Teollisuus -tapahtumassa 18. ja 19. toukokuuta Ouluhallissa.

Ajanmittauksen ja korkeuden yhteys

Kansainvälinen paino- ja mittatoimisto, Ranskassa päämajaa pitävä “Bureau international des poids et mesures” eli BIPM on määrittelemässä uudelleen aikaa. Tarkalleen ottaen ajan määrittäminen tarkentuu uuden teknologian myötä. Vuodesta 1875 asti toiminut järjestö säätelee seitsemää metristä perusyksikköämme eli aikaa, pituutta, massaa, sähkövirtaa, termodynaamista lämpötilaa, valovoimaa ja ainemäärää. Nykyään kaikki perusyksiköt ainemäärää lukuun ottamatta määritetään ajan avulla, joten ajan määrittämisen tarkentumisella on mielenkiintoisia vaikutuksia.

Sekunnin, ajan yksikön, määritelmää uudistetaan, sillä nyt tarkimpina tunnettujen cesium-alkuaineeseen perustuvien atomikellojen tilalle on kehitteillä optisia atomikelloja. New York Timesin artikkelin mukaan niitä on olemassa jo kolmisenkymmentä kappaletta laboratorioissa ja niiden avulla sekunti voidaan siis määritellä uudestaan tarkentaen ajan mittausta.

Ytterbiumiin perustuva atomikello. Kuva: NIST

Miten tämä liittyy maanmittaukseen? Monissa mittauslaitteissamme tarkka ajan mittaus on mittauksen perusta, mutta perustavan laatuisemmin korkeus (kuten myös aika) on riippuvainen painovoimasta ja massasta. Optisia atomikelloja kehitettäessä huomattiin, että kellot mittaavat aikaa hieman eri tavoin vaikka ne kaikki sijaitsevat eri laboratorioissa Coloradon Boulderissa. Suhteellisuusteorian mukaan painovoima vaikuttaa aikaan, joten ero kellojen käymisnopeuksien välillä päätettiin tarkistaa tarkkavaaituksella.

Vuosina 2015 ja 2018 USAn geologinen tutkimuskeskus (USGS) vaaitsi kellojen korkeuseron ja tulosten perusteella kellot kävivät eri nopeudella eri korkeusasemassa ja painovoimakentässä. Vain yhden senttimetrin toista kelloa korkeammalla sijainnut kello käy nopeammin.

Tulevaisuudessa uusilla, tarkemmilla optisilla kelloilla voidaan myös vaikkapa mitata painovoima- ja korkeuseroja eri paikkojen välillä ja selvittää esimerkiksi veden virtaussuunta. Tulevaisuuteen on tosin vielä matkaa ja paljon kehitystyötä jäljellä, mutta työ on jo aloitettu lupaavin tuloksi. Topologisissa korkeuskysymyksissä kysymyksenasettelu säilyy aina vaan ennallaan – mihin suuntaa vesi virtaa.

Intergeo 2022 teemoja

Intergeo järjestetään tänä vuonna lokakuun 18.-20. päivinä Saksan Essenissä. Kyseessä on Saksan kartografisen seuran järjestämä maailman suurin maanmittausalan tapahtuma, joka koostuu konferenssista ja näyttelystä. Konferenssi on maksullinen, mutta näyttelyyn saat lippuja vaikkapa meiltä.

Vaikka tapahtumaan on vielä varsin pitkä aika, niin mainostetaanpa jo tässä vaiheessa pääteemoja matkan suunnittelua varten. Niistä ykkösenä näyttää olevan viime vuosien trendi digitaaliset kaksoset. Mittauksen ja mallinnuksen maailmassa pääpaino on virtuaalimaailman luomisessa kun taas monet muut alat keskittyvät käyttö- ja hyödyntämistapoihin. Maailmalla teknoyhtiöiden Metaverse-kilpajuoksu on jo alkanut.

https://www.intergeo.de/en/news/intergeo-2022-die-power-der-digitalen-zwillinge-3d-modelle-machen-die-welt-smarter

Essenissä digikaksosten pääteemaan liittyy läheisesti rakennusteollisuuden digitalisaatio ja siihen liittyvät kysymykset. Meillä on Suomessa käynnissä sama kehitys, mutta kehityksen ykköseksi saattaa ehtiä metsäala. Suomen ensimmäinen digitaalinen kaksonen muodostetaan metsävarannoistamme.

Tapahtuman muita teemoja ovat esimerkiksi mobiililaserskannaus, teolliset mittausjärjestelmät sekä mittauksen robotisoituminen.

Viime vuonna tapahtuma järjestetiin jo paikan päällä Saksassa pääosin eurooppalaisin voimin. Maailman toipuessa pandemiasta lokakuussa nähdään toivon mukaan entistä suurempi Intergeo. Nähdään siellä!

Turun kauppatorin kaivauksilla

Jouluyllätyksenä meille saapui tuore julkaisu Turun Kauppatorin kaivauksista vuosina 2018-2021. Kyseessä oli Suomen kautta aikojen isoin arkeologinen kaivaus, koska koko torialue piti tutkia uutta toriparkkia rakennettaessa.

Tämä julkaisu on tarkoitettu turkulaisille ja kaikille kaivauksella vierailleille ihmisille. Näin ollen se sisältää paljon kuvia kaivausvaiheista, mielenkiintoista luettavaa kaupungin kehityksestä sekä sen menneistä asukkaista.

Mukaan on päässyt myös Riegl VZ-400i-laserskannerimme, jonka kanssa ahkeroitiin paljon kaivauksen dokumentaatiota luotaessa ja rakenteita tallennettaessa. Mukavaa, kun laserskannerit on saatu jokapäiväiseen käyttöön, sillä niiden avulla voidaan nopeuttaa itse kaivausta. Perinteisesti arkeologisilla kaivauksilla on piirretty paljon käsin ja mitattu yksittäisiä pisteitä takymetri-/GNSS-mittauksin. Nyt laserskannerien yleistyessä aikaa vieviä työvaiheita voidaan siirtää kentältä toimistoon, jolloin aineistojen keruun jälkeen kaivaustyö voi jatkua paljon nopeammin. Kohteen sijaitessa keskeisessä paikassa ja rakentajien odottaessa koko ajan lähtökuopissa, säästynyt aika on paljon rahaa.

RIEGL VZ-400i Turun Kauppatorilla

Laserskannauslaitteistojen maahantuojana meitä ilahduttaa luonnollisesti nähdä laitteistomme käytössä. Tieteellisten julkaisujen lisäksi on myös ilahduttavaa nähdä populäärijulkaisuja arkeologisesta työstä, jolloin suuri yleisö pääsee tarkemmin tutustumaan työn luonteeseen.

https://www.muuritutkimus.com/julkaisut/index.html

PS. Kirjan yhtenä toimittajana toiminut Georg Haggrén on muuten entisen fotogrammetrian professorimme Henrik Haggrénin veli. Professorina toimiessaan Henrik oli myös mukana arkeologisissa projekteissa, joista mieleenpainuvin taisi olla Suomen Akatemian huippuyksikön arkeologinen kaivaus ja inventointi Jordanian Petrassa. Kyseisessä projektissa muutama maanmittauksen opiskelija pääsi toteuttamaan kartoitusprojektin niin sanotusti alusta alkaen – harvinaista herkkua alan ihmisille.

Hyvää Joulua ja onnellista Uutta Vuotta 2022

Vuosi on jälleen kulunut nopeasti ja on aika hiljentyä joulun viettoon. Joulutervehdyksessämme on jälleen kuvia muutamasta vuoden aikana tekemistämme projekteista ja näiden kuvien myötä toivotamme kaikille asiakkaillemme ja yhteistyökumppaneillemme hyvää joulua. Pandemian jälleen pahetessa toivotamme kaikille myös terveellisempää uutta vuotta 2022!

PS. Kuvassa myös Heinonen Hannu vuosien takaisessa takymetrikoulutuksessa ihmettelemässä kysymyksiä.

Intergeon kuulumisia

Lähes kahden vuoden tauon jälkeen maanmittausalalla on jälleen tilaisuus kokoontua paikan päälle Intergeoon. Saksa ei ole vielä vapautunut pandemian vaikutuksista, joten turvajärjestelyt paikan päällä ovat vielä varsin tiukat. Tästä huolimatta ihmisistä havaitsee helposti ilon fyysisestä jälleennäkemisestä ja sopii toivoa, että nämä tilaisuudet vaan jatkuvat.

Tapahtuman ensimminen päivä on nyt takana, joten alta löytyy muutamia kuvia Rieglin osastolta ja uusista julkaisuista.

Näyttelyosasto näyttää tutulta Rieglin tyyliltä ilman radikaaleja muutoksia.

Kyselyhaastattelun perusteella riegliläiset ovat innostunempia yllä olevan kuvan uutuudesta – ilmailulainsäädännön säätöjen mukaan sertifioiduista lentokoneen siipeen sijoitettavasta ilmalaserskannerin alustasta Riegl VQX-1. Ilman taustatietoja innostusta ei ehkä ymmärrä, mutta kaikki kansainvälisen ilmailulainsäädännön ehdoilla työskentelevät tahot tietävät, miten merkittävästi sertifiointi helpottaa töiden tekemistä. Me koimme tämän vuosia sitten Riegl RiCopter-dronen kanssa vakuutusta hankkiessa, koska ilmailulainsäädännön ehdoilla valmistetulle dronelle on helppo saada vakuutus.

VQX-1 suojakoteloon sopii useampi Rieglin skannerityyppi kuten VQ-480II, VQ-580II, VUX-240 tai VQ-840-G sekä kolme korkearesoluutioista kameraa niiden seuraksi. Laitteisto voidaan vaihtaa koneesta toiseen hyvin yksinkertaisesti, mikä mahdollistaa jouhevamman työskentelyn maasta toiseen. Sertifiointi tehdään suosituille Cessna-malleille, joita löytyy joka maanosasta ja monesta eri maasta.

Riegl VMR radoilla työskentelyyn.

Maalaserkeilauspuolella tapahtuu myös ja kuvassa näkyy radoilla työskentelyyn suunniteltu robottialusta Riegl VRM. Sen avulla VZi-sarjan maalaserkeilaimilla voidaan automaattisesti mitata kiskoja ja rataympäristöä nopeudella 50 skannausasemaa tunnissa akun riittäessä koko päivän työskentelyyn. Alusta siirtyy automaattisesti itsekseen mitaten määritellyn rataosuuden skannaustavan ollessa ns. Stop&Go -mittaus. Kun muistaa VZi-sarjan skannerien erinomaiset tietoliikenneominaisuudet, niin valmiiksi georeferoitua aineistoa voidaan siirtää jo toimistoon mittauksen aikana ja näin tarkastella työn etenemistä lähes reaaliaikaisesti.

Riegl VMR-alustaa sopii pienempiin projekteihin, joissa on tyypillisesti kustannustehokkaampaa käyttää maalaserkeilainta kuin mitata mobiilisti. Mitattavien rataosuuksien olleessa satoja tai tuhansia kilometrejä mobiililasermittaus on luonnollisesti järkevämpi vaihtoehto.

Riegl VZ-400i -maalaserskanneri Boston Dynamicsin robottialustalla.

Riegl esitteli useita mahdollisia robottialustoja maalaserkeilaimelleen maaston ja käyttäjien tarpeiden mukaan. Videossa näkyy Boston Dynamicsin myyntiin tuoma robottikoira, jonka avulla voidaan myös skannata Stop&Go -metodilla. Tämä alusta sopii myös vaikkapa rakennusten mittaukseen, sillä se kipuaa ketterästi vaikkapa portaita ylös ja alas. Robotteja on jo käytössä ja varmasti otetaan kasvavassa määrin erilaisissa mittaustehtävissä myös Suomessa. Ihmisille vaarallisissa työkohteissa robottien käyttö on myös järkevää työsuojelun näkökulmasta.

Intergeo 2021 jatkuu vielä tänään keskiviikkona ja torstaina, joten tervetuloa Rieglin osalle paikan päälle tai virtuaalinäyttelyyn. Kerromme kaikista uutuuksista mielellämme lisää tapahtuman aikana ja sen jälkeen, joten älä epäröi ottaa meihin yhteyttä!

Tien kunto liikenneonnettomuuskohteissa

Viime keväänä skannasimme Riegl VMX-2HA -mobiililasermittausjärjestelmällämme kaksi tuoretta onnettomuuskohdetta Turun- ja Hämeenlinnantienväylillä. Turunväylällä tapahtui noin 80 auton ketjukolari ja Hämeenlinnanväylällä rekka suistui tieltä päätyen tukkimaan alikulun sisäänkäyntiä.

Molemmissa tapauksissa sääolosuhteet olivat huonot ja lehtitietojen mukaan ainakin Turunväylällä onnettomuusautojen tilannenopeus oli keliolosuhteisiin nähden liian suuri. Mutta miltä itse tiet näyttivät muutaman viikon kuluttua lumien sulettua?

Turunväylän autosuma sijaitsi media mukaan tasaisella tieosuudella lähellä Ikean liittymää. Skannasimme tietä pidemmän matkan Helsingin suuntaan ja meidät yllätti alavaa osuutta seuraavan mäkiosuuden valtavat urat. Toisaalta ne näyttivät hyvin eron mittaustekniikoiden välillä sekä uramittauksissa käytettävän tilastollisen keskiarvotilastoinnin ongelmat. Syvimmän mittaamamme uran syvyys oli nimittäin 90 mm ja uran reunat olivat jyrkät. Kun ajoneuvon pyörä ohjautuu tällaiseen kohtaan, niin se ei sieltä ihan helposti nouse pois.

Tie oli mitattu viimeksi edellisenä kesänä PTM (palvelutasomitaus) mittauksena, jonka mukaan urat olivat alle 20 mm. Tilastollisesti urat syvenevät vuosittaisten mittauskausien välisenä aikana 4-7mm kun liikenne on 50 000 autoa vuorokaudessa jota Turunväylän liikenne edustaa. Kaiken kaikkiaan mittaustuloksiemme ero Väyläviraston teettämiin mittauksiin kertoo paljon nykyisen palvelutasomittauksen ongelmista ja luotettavuudesta.

Toinen jännittävä kohta oli noin 170 m pituinen osuus, jonka uria ei oltu korjattu edellisessä päällystysurakassa. Osuuden alku- ja loppuraja näkyy mittausaineistossa myös varsin selvästi.

Nykyinen vuosittainen päällystyskohteiden valita on armotonta tilastonikkarointia, mutta käytännössä tiessä olevien suurehkojen paikallisten erojen hallinta jää näin autoilijoiden vastuulle.

Hämeenlinnantien onnettomuuskohta sijaitsee puolestaan loivassa kaarteessa. Tällä kertaa urat eivät olleet ongelma vaan tien poikittaiskaltevuus. Ensinnäkin tie on kalteva väärään suuntaan kaarteeseen nähden, joten ei ole ihmekään, jos kyseisessä kohdassa moni auto ottaa vauhtia tien reunan ja bussipysäkin kautta.

Liukkaalla kelillä vasemmalle kaartuvalla tieosuudella, jossa kallistus on ulkokurviin päin, ajoneuvon ajautuminen oikealle tien penkkaan on siis aika vääjäämätön tapahtuma kuten kävi myös onnettomuusrekalle. Alla olevassa kuvassa ei ole väriselostetta, mutta punaiset nuolet kertovat tien olevan varsin tasainen poikittaiskaltevuuden ollessa alle 2%. Siniset nuolet kertovat alle 4% kaltevuudesta ja keltaisten nuolten kohdalla kaltevuus on yli 4%. Tien käyttäjille merkittävää on kallistuksen suunta ja se kertoo myös siitä valuuko sadevesi oikeaan suuntaan.

Tiestömme on täynnä yllä kuvattujen kohteiden kaltaisia ongelmia ja pahempaakin tulee vastaan. Määrärahat ovat rajalliset, mutta olisiko kuitenkin parempi, että poliittisilla päättäjillämme olisi oikeampi kuva tieverkomme todellisesta kunnosta? Loppujen lopuksi edullisin ja nopein keino parantaa turvallisuutta olisi alentaa ajonopeutta ongelmallisiksi havaituilla tieosuuksilla.

Tämän lisäksi urien syvyys määrittää myös käytetyn päällystystekniikan, joten väärällä lähtotiedolla urakoitsijoille annetaan vääränlaiset speksit. Näin uuden päällysteen kestävyys voi olla jo lähtökohtaisesti heikompi ja tie kuluu huonompaan kuntoon ennakoitua nopeammin.

Kallistusten ja tiegeometrian ollessa pielessä pelkkä urien paikkaus ei riitä. Käytännössä toimintatavan pitäisi siis olla samankaltainen kuin rautateilla, jossa korjausten yhteydessä toppakoneella parannetaan ratageometriaa lähemmäksi alkuperäistä. Päällystystyön yhteydessä tiegeometriaa voitaisiin parantaa tiettyyn pisteeseen asti, jolloin tien käytettävyys ja kestävyys paranisivat samalla. Lähtökohtaisesti sallitut ajonopeudet vaativat suunnitellun tiegeometrian toteutumista. Tämän sijaan tällä hetkellä taistellaan PTM-mittausten tulosten tulkinnasta ja merkittäviä ongelmakohtia jää havaitsematta.

Kesän mobiililasermittaussatoa

Kesän 2021 aikana taas mittasimme mobiilisti eri puolella Suomea ja seuraavat kuvat ovat esittelyskannauksesta Pohjanmaalta. Kohteessa oli hauskoja yksityiskohtia, joista muutamia esimerkkejä alla olevissa kuvissa. Skannerina siis RIEGL VMX-2HA.

Jännittävä betonikiveys näkyy hyvin ylhäältä päin katsottuna.

Kiveyksen raidoitus näkyy hyvin Rieglin reflektanssiaineistossa.

Klassinen kiertoliittymä.

Asuntoalue.

Intergeo 2021

Nyt on alle kuukausi aikaa maailman suurimpaan maanmittausalan tapahtumaan, Saksassa järjestettävään Intergeoon. Viime vuonna tapahtuma järjestettiin kokonaan digitaalisena, mutta tänä vuonna päästään jälleen kohtaamaan ihmisiä ihan oikeasti Hannoverin messukeskuksessa. Samaan aikaan järjestetään myös digitaalinen tapahtuma niille, jotka eivät pääse paikan päälle. Intergeo 2021 järjestetään samanaikaisesti Saksan kartografisen seuran 69. kongressin kanssa.

Tänä vuonna paikan päälle saapuu yli 200 yritystä esittelemään tuotteitaan. Päämiehemme RIEGL on myös paikalla Hannoverissa sekä digitaalisesti virtuaalimessuilla. RIEGLin osasto sijaitsee hallissa 20 osoitteella 20.C.22. Tuttuun tapaansa RIEGL esittelee paikan päällä uutuuksiaan, jotka pidetään tiukasti pimennossa julkistukseen asti. Tapahtuman jälkeen päivitämme uutuudet luonnollisesti myös nettisivuillemme. Kahden vuoden tauon jälkeen on mukava tutustua RIEGLin ja muiden yritysten tuotteisiin vihdoin taas paikan päällä.

Tapahtuman aikana RIEGLillä on esitys myös konferenssissa. Tällä kertaa Nikolaus Studnicka kertoo miten Rieglin skannerien nopeus hyödyttää tietomallinnusta. Esitys pidetään keskiviikkona:

”How BIM benefits from RIEGL’s evolvements in acceleration of acquisition speed and 3D point cloud data processing”
Nikolaus Studnicka, RIEGL Business Division Manager Terrestrial Laser Scanning
Wednesday, September 22, 2021
15:40
Session: 2.2.4 Data Handling of BIM and Laserscan
Room: Saal 1B
Presentation language: English

RIEGLin asiakas esittelee puolestaan vedenalaisten alueiden kartoitusta vihreällä VQ-840 -laserskannerilla tiistaina.

”UAV-based Bathymetry Mapping”
DI BSc David Monetti, CEO, Skyability GmbH
Tuesday, September 21, 2021
15:20 – 15:40
Session: Solutions with Drones
EXPO Stage, Hall 20
Presentation language: English

Jos pääset liittymään seuraamme paikan päälle Hannoveriin, niin ota yhteyttä, jolloin voimme järjestää sinulle ilmaisen sisäänpääsyn tapahtumaan. Covid-19 -pandemian jyllätessä edelleen järjestelyt paikan päällä ovat tiukat turvatoimet sisäänpääsyn suhteen. Paikan päällä liikkuminen onkin sitten vapaampaa. Tapahtuman sisäänpääsyyn vaaditaan todistus kahdesta rokotuksesta, jollaisen suomalaiset voivat tulostaa rokotteet saatuaan Omakanta-palvelusta. Rokotusten lisäksi tarvitaan tuore todistus testauksesta. PCR-testi on järjestäjien mukaan voimassa 48 tuntia testin ottamisesta ja pikatesti 24 tuntia. Antigeeninen havaitsemiseen perustuvan pikatestin voi jopa tehdä paikan päällä Hannoverin messukeskuksessa, mutta jonojen välttämiseksi järjestäjät kehottavat menemään testeihin jo matkalla esimerkiksi lentokentillä tai isoilla rautatieasemilla. Tämänhetkisten matkustusrajoitusten mukaan Saksaan pääsee Suomesta kahden rokotteen todistuksella ilman muita testejä.

Nähdään Hannoverissa!

Linkit:

Intergeon sivusto

RIEGLin tiedote

Ajotavan merkitys mobiilikartoituksessa

Olemme jo aikaisemminkin julkaisseet kirjoituksia mobiililasermittauksen aineistonkeruusta, mutta kesän kokemumusten jälkeen on taas tarvetta kirjoittaa aihepiiristä. Asiasta on liikenteessä niin paljon tietämättömyytta.

Mobiililaserskannaus on liikkeessä tehtyä mittausta ja mittausjärjestelmän alustana voi toimia mikä tahansa kulkuväline alkaen aina lentokoneesta, helikopterista, dronesta, junasta, autosta yms. Mittausalusta on osa mittausjärjestelmää vaikuttaen sen lopputulokseen, joten myös alustan ominaisuudet sekä mittausanturien kiinnitys alustaan vaikuttavat mittauksen lopputulokseen. Ongelmat näkyvät häiriöinä tai väärina mittaustuloksina aineistoissa.

Samoin alustan liike mittauksen aikana on osa mittaustulosta silloin kun mittausjärjestelmän yhtenä osana on inertianavigointijärjestelmä. Inertianavigointi perustuu näet kiihtyvyyksien mittaamiseen. Jos laitteisto liikkuu liian tasaisesti niin, etteivät kiihtyvyydet mukaan lukien kulmakiihtyvyys muutu, niin inertianavigointi toimii heikommin. Mittauksen laatu heikkenee liian tasaisessa liikkeessä. Tässä mielessä vuosien mittaan on ollut kummallista havaita, että monet neuvovat liikuttamaan ajoneuvoa mahdollisimman tasaisesti. Nopeuden muutoksia suorastaan pelätään, mikä johtunee esimerkiksi käytettyjen laskentaohjelmien huonosta toteutuksesta. Oikeaoppisesti toteutetussa laskentaohjelmassa tälläisia ongelmia ei ole. Turha meidän on fysiikan lakeja kirjoittaa uusiksi.

Suorittaessamme tulosten laskennan jälkilaskentana, niin laskennassa vaikuttaa koko se aika jonka inertianavigointijärjestelmä on ollut päällä. Klassisesti toteutetussa mittaussuorituksessa ensin määritetään tarkasti lähtosijainti, mikä meidän tapauksessamme toteutetaan pysymällä viitisen minuuttia paikallaan. Tämän jälkeen inertialaitteisto herätellään liikkumalla seuraavat 5-10 minuuttua vauhtia ja suuntaa aktiivisesti vaihtaen. Tätä osuutta kutsutaan dynaamiseksi suuntaukseksi. Kun laitteisto on mittausvalmis, niin seuraavaksi tehdään itse mittaus. Lopuksi tarvitaan käänteisessä järjestyksessä dynaamista ajoa ja loppusijainnin määrittäminen tarkemmin olemalla paikallaan.

Itse mittauksen aikana ajotavalla ja ajolinjoilla on siis paljonkin merkitystä eli kuljettajan rooli on ratkaiseva hyvän lopputuloksen aikaansaamisessa. Moni näet kuvittelee virheellisesti, että operaattorin rooli on paljon ratkaisevampi, mutta kuskina voi olla lähes kuka tahansa. Käytännössä tilanne on siis verrannollinen perinteiseen kahden hengen prismalliseen takymetrimittaukseen eli ratkaiseva rooli mittauksen onnistumisessa on prismapäässä ei takymetrin käyttäjällä. Mobiililaserskannauksessa yksi henkilö voi toki myös toimia sekä kuskina että mittauksen operaattorina, mutta käytännössä kahden hengen tiimi on usein tehokkaampi. Vain yksitoikkoisessa maantieympäristössä yksi henkilö voi mitata tehokkaasti, mutta vaihtelevammassa kaupunkiympäristössä ajoneuvon kuljettajalla on jo niin paljon tehtävää muun liikenteen seuraamisessa ja ajolinjojen valinnassa, että on viisaampaa, jos toinen henkilö hoitaa pelkästään laitteistoa toisen keskittyessä ajamiseen.

Miten mittauksen sijaintitiedon laatu sitten selvitetään? No me olemme selvitelleet omien laitteistojemme osalta asian ihan perinteisesti testaamalla. Suorittamissamme testeissä Suomessa ja Ruotsissa olemme mitanneet tieosuuksia, joita on parhaimmillaan toistettu jopa kymmenen kertaa. Vertailemalla mittauksia keskenään sekä tarkemmin menetelmin mitattuihin vertailuaineistohin, nähdään miten hyvin ne toistuvat. Vastaavasti käyttämällä vertailussa hyvin mitattuja kontrollipisteitä, niin nähdään miten mittaustulokset istuvat paikalliseen koordinaatistoon. Kuvassa nähdään mittaustulosten erityyppistä hajontaa, joka kertoo tulosten laadusta.

Kontrollipisteiksi hyväksymme GNSS-mittauksia vain ja ainostaan silloin kun ne on huolellisesti mitattu. Tasotarkkuus on monin paikoin jo hyvälla tasolla, mutta korkeusarvo tunnetusti vaihtelee enemmän. Käytännössä korkeusarvojen olisi hyvä olla mitattu tarkkavaaituksella. On ollut kiehtovaa hyödyntää Maanmittauslaitoksen rapistuvaa korkeuskiintopistejärjestelmää mittauksissa, sillä käytännössä olemme nähneet jopa eri vaaitusjonojen keskinäiset erot. Vastaan on tullut myös selkeitä painovoima-anomalioita, jolloin kaikki satelliittimittauksin toteutetut ja geoidimallein korjatut aineistot ovat samassa korossa, mutta painovoima hyädyntävä tarkkavaaitus onkin eri tasolla. Kyseisissä tapauksissa virhe ei ollut vaaituksessa vaan geoidikorjausmallissa. Oikealla korkeusarvolla on merkitystä, sillä vesi virtaa painovoiman eli vaaituksen mukaan.

Kuvassa laserkeilattuna monikulmiopisteellä sijaitseva mittauksessa käytetty GNSS-tukiasema.

Rieglin kinemaattiset prosessointiohjelmat uudistuivat

Riegl järjesti hiljan virtuaalipäivän, jonka pääteemoja oli ilma-, drone- ja mobiililaserskannaukseen eli kinemaattisten mittausten käsittelyohjelmien uudistus. Kinemaattinen on sanana johdettu kreikan kielen liikkumista tarkoittavasta sanasta ”kinein”. Näitä mittauksia tehdään siis liikkuvalta alustalta. Vastaavasti mittalaitteen seistessä paikallaan tehtyjä mittauksia nimitetään staattisiksi johdettuna kreikan kielen sanasta ”statikós”. Yksi sanan myöhemmistä merkityksistä viittaa liikkumattomuuteen.

Rieglin liikkuvasti mitattuja aineistoja kerätään Riegl RiAcquire-ohjelmalla. Ohjelmaan voidaan määritellä kaikki mittausjärjestelmän osat ja linkittää ne yhteen niin, että varsinaisen mittauksen aikana käyttäjä voi rauhassa oikealla hetkellä yhdellä klikkauksella käynnistää kaikki laitteet, tallentaa aineistot ja tiedonkeruun lopussa sammuttaa ne. Työn aikana voidaan seurata kaikkien mittausanturien toimintaa ja tarkkailla GNSS-tilannetta ohjelman antaessa käyttäjälle hälytyksen häiriötilanteissa. Samanlainen työskentelytapa sopii niin lentokoneeseen kuin maanteillä liikkuvaan autoon. RiAcquiressa ei tapahtunut merkittäviä muutoksia uudistuksen yhteydessä.

Mittausaineistojen varsinainen prosessointi tehdään Riegl RiProcess-ohjelmalla. Sen rakenne on modulaarinen ja uudistuksessa keskityttiin eri modulien yhdistämiseen selkeämmäksi kokonaisuudeksi. Prosessikaavion uuden kokonaisuuden toiminnasta näet sivultamme.

Vanhat modulit on nyt yhdistetty RiUNITE-ohjelmaksi. Sen sisällä lasketaan täyden aallonmuodon skannerien kaiut pisteiksi, ratkotaan etäisyydenmittauksen ambiguiteetit eli oikea mittausvyöhyke, muunnetaan pisteet skannerin koordinaatistosta haluttuihin koordinaatistojärjestelmiin ja järjestetään valtavat pistepilvet tehokkaasti. Tähän viimeiseen tehtävään liittyen kinemaattiset pistepilvet tallennetaan nyt Rieglin omaan tietokantaformaattiin RDB2, joka on jo käytössä staattisten skannerien puolella. Jatkokäyttöä ajatellen pistepilvet voi siis viedä ulos ohjelmasta standardoituihin tiedostomuotoihin kuten LAS, mutta aineiston voi myös lukea muihin ohjelmaan suoraan RDB2-tietokannasta RiVLIB-kirjaston avulla.

Vanhat modulit eivät kuitenkaan ole pelkästään yhdistetty uudeksi, vaan niiden toimintoja on tehostettu ja parannettu entisestään. Parannukset koskevat käsittelynopeutta, mutta esimerkiksi myös päällekkäisten aineistojen keskinäinen yhteensovittaminen eli mätsäys on tehostunut. Rieglillä mätsäys ei näet ole pelkästään mekaanista geometrioiden yhteensovittamista, vaan monimutkainen yhdistelmä GNSS-IMU-liikeradan, pistepilvien keskinäisen geometrian ja reflektanssiarvojen analyysiä. Lähtökohtana kannattaa muistaa, että satelliittimittauksiin perustuva reaaliaikainen paikannus harvoin tuo aineistoja täsmälleen samaan sijaintiin, vaan tyypillinen ratkaisu sisältää eroja. Jälkilaskennalla erot pienenevät ja tasoitetaan lopulta pois.

Uudistusten myötä myös ohjelman lisensointia on muutettu. Laitteen sarjanumeroon kytketty lisenssi toimii nyt ilman erillista USB-porttiin kytkettyä lukkoa. Samassa verkossa työskentelevät käyttäjät voivat puolestaan käyttää yhteisiä kelluvia lisensseja. Uutuutena on nyt esitelty pieniin droneihin (miniVUX) liittyvät lisenssit.

Käyttäjillä, joilla on voimassa olevan ylläpitosopimus, on mahdollista päivittää uudet ohjelmaversiot suoraan omaan käyttöönsä. Sarjanumeroon kytketyn lisenssin voi pyytää käyttöönsä firmwaren päivityksellä.

Olemme pyörittäneet uusia ohjelmaversioita jo joulukuussa alkaneesta betatestauksesta alkaen. Tulokset nopeutta myöten ovat omissa projekteissamme parantuneet ja suosittelemme käyttöönottoa.

Kokemusta tarvitaan

Viime viikolla uutisoitiin kokeneen GNSS-alan tekijän, Tom Hunterin, paluusta eläkkeeltä takaisin töihin Javadille. Ajat ovat mielenkiintoiset, joten ilmankos nyt tarvitaan kokemusta luotsaamaan yrityksiä muutoksessa.

Tom Hunterin urasta kerrotaan hänen toimineen tietysti nyt viimeksi Javad Inc:issä ja sitä aikaisemmin Ashtech/Magellanin varapresidenttinä. Javadin toimitusjohtaja Nedda Ashjaee kertoo Hunterin rakentaneen yhtiötä hänen isänsä Javad Ashjaeen tukena, joten kukapa nyt olisi nyt parempi henkilö uudistamaan yritystä ja säilyttämään samalla sen innovatiivisen perinnön. Nyt Hunter johtaa yhtiön myyntiä vientimarkkinoilla.

Hunterin yhteys Javadiin alkoi jo vuonna 1987, jolloin hän oli yksi Ashtechin seitsemästä ensimmäisestä työntekijästä. Javad oli juuri lähtenyt Trimble Navigationilta ja perustanut oman yhtiön, Ashtechin, uusille ajatuksilleen. Javad Ashjaeen tavaramerkiksi kehittyi jatkossa sarjayrittäjyys eli hän perusti useita yrityksiä ja sopivassa vaiheessa myi nämä yritykset teknologioineen muille toimijoille kuten Trimble ja Topcon. Myyntivaiheessa Javadilla oli jo uutta mielessä seuraavan yrityksen perustamiseen. Kauppojen myötä Javadin karenssiaika, lupa seuraavan yrityksen perustamiseen, piteni kunnes Javad Incin perustamista edelsi jo sopimuspohjainen useamman vuoden paussi. Javad kertoo tarkemmin omasta GNSS-historiastaan yhtiön sivuilla – myös kadehtijoita on riittänyt kuten aina.

Javad Ashjaee kuoli yllättäen koronaviruspandemian uhrina toukokuussa 2020. Nedda Ashjaeen mukaan hänen strategisesta ajattelustaan tunnettu isänsä oli huolehtinut yhtiön jatkuvuudesta valmentaen henkilöstöä tilanteisiin, joissa hän olisi poissa. Nyt yhtiön liiketoimintasuunnitelmaa on päivitetty ja toiminta jatkuu uusin suunnitelmin.

Javad Ashjaeella ehti kertyä 102 patenttia, joissa hän oli ainoa tai ensimmäinen nimi patentissa.

Olemme integroineet Javadin vastaanottimia Riegl VZ-400i -laserskannereihin ja se on ykkössuosituksemme tässä yhteydessä myös asiakkaillemme. Suomessa Javadin maahantuoja on Navdata Oy.