Mittaamisen historian läpi 3D-mallinnukseen

Pääjohtaja Arvo Kokkonen taustoittaa pituuden mittaamisen perustaa: miten 3D-mallinnukseen ja etäisyysmittareiden kalibrointiin on tultu.

Kiinalaiset kalibroijat Nummelan perusviivalla
Nummelan normaaliperusviiva on se paikka, jonne tullaan kautta maailman, kun mittalaite halutaan kalibroida parhaalla mahdollisella tarkkuudella. Lokakuussa 2018 uusia laitteitaan kävi testaamassa maanmittauksen ja kartoituksen huippuasiantuntijat Kiinasta.
Kuva:
Maanmittauslaitos

Useat meistä ovat kuulleet sanonnan ”parempi virsta väärään kuin vaaksa vaaraan”. Harva enää tietää, mitä virsta ja vaaksa ovat. Hilkku, jalka, kappa, kirja, kyynärä, leiviskä, motti, naula, oravannahka, peninkulma, rupeama ja tuuma ovat virstan ja vaaksan tavoin vanhoja mittayksiköitä. Tuttuja sanoja, mutta kuinka paljon ne ovat metreissä, kiloissa tai tunneissa? Outoja asioita tämän päivän ihmiselle. Vanhat mitat ja painot poistuivat, mutta ne jäivät elämään ihmisten mieliin ja kielikuviin pitkäksi aikaa.

Mittojen maailma on merkillinen ja vaikea. Ympäristönsä hallitsemiseksi ihmiset ovat mitanneet luonnossa tapahtuneita ilmiöitä erilaisilla menetelmillä ja sopineet mittaamisen perusteista eri tavoilla. Kreikkalaiset ilmaisivat vanhimpien mittojen periaatteen väitteellään ”Ihminen on kaiken mitta”. Julius Agricola (roomalainen 39–93 eKr.) ilmaisi asian seuraavasti: ”Joka tapauksessa on totta, että jalka on 1/6 ja kyynärä 1/3 normaalisti kehittyneen ihmisen koko pituudesta”.

Maanomistuksen mittavälineenä käytettiin puutankoa

Varhaiseen maanjakoon liittyi käsitteitä, jotka osoittavat eräillä mittayksiköillä olleen maanomistuksellista merkitystä. Maanmittauksella oli pitkät perinteet, ja jo keskiaikaisissa maanlaeissa puhutaan sekä maanmittauksesta että mittamiehistä, joita tarvittiin suorittamaan talollisten välisiä maanjakoja. Mittauksia tehtiin verotusta varten. Vanhimmat menetelmät ja jakotavat, hammarjako eli lohkojako ja aurinkojako eli sarkajako, olivat kehittymättömiä. Mittavälineenä käytettiin puutankoa, jonka pituus vaihteli maan eri osissa. Mittayksikkönä on arveltu olleen jo varhain kyynärä. Mittaus suoritettiin vain palstan leveyden suunnassa ja sekin koski aluksi vain peltoja.

Ruotsi siirtyi metrijärjestelmään vuonna 1855 ja Suomi vuosien 1886 ja 1892 välillä. Kansainvälinen SI-mittayksikköjärjestelmä (Systeme International d´Unites) sai alkunsa 20.5.1875 allekirjoitetusta metrisopimuksesta. Silloisen yhteiskunnan tärkeimmille mittayksiköille, metrille ja kilogrammalle, valmistettiin erityiset prototyypit, jotka otettiin käyttöön 1889. Vuoden 1960 jälkeen metrin määritelmä ei enää ole perustunut Pariisissa säilytettävään ”mittatikkuun”, vaan nykyisin se määritellään valon tietyssä sekunnin murto-osassa kulkeman matkan perusteella. Valtiovarainministeriön päätöksen 8.8.1974/867 mukaan Suomessa siirtyminen SI-järjestelmän käyttöön alkoi valtionhallinnossa viimeistään 1.1.1975, ja siirtymäaika päättyi 31.12.1977.

Tarkkojen mittatulosten määrittelyn uranuurtaja oli Turun yliopiston professori Yrjö Väisälä, joka valittiin vuonna 1954 yleisen paino- ja mittakonferenssin jäseneksi. Sitä ennen hän oli ollut jäsenenä metrin määritelmän uudistamista tutkivassa kansainvälisessä komiteassa.

Nummelan normaaliperusviiva auttaa kalibroinnissa

Maanmittauslaitoksella on Nummelassa Paikkatietokeskuksen ylläpitämä ns. normaaliperusviiva, jota voidaan pitää ”kaikkien mittaustemme äitiviivana”. Perusviivojen mittakaava on johdettu Nummelan normaaliperusviivan pituudesta (864 metriä), joka on mitattu valon interferenssiin perustuvalla Väisälä-komparaattorilla. Tätä kautta Nummelan pituus voidaan liittää tunnetulla epävarmuudella suoraan metrin määritelmään. Nummelan normaaliperusviivalla on kalibroitu kaikkien muiden perusviivojen mittauksessa käytetyt invarlangat. Myös 1960-luvulta lähtien käytettyjen elektronisten etäisyysmittareiden skaala palautuu Nummelan normaaliperusviivan pituuteen. Nykyään Nummelaa käytetään maailman tarkimpien etäisyysmittareiden kalibrointiin.

Maanmittauksessa mitataan pituuksia, korkeuksia, pinta-aloja jne. Nämä ovat meille tuttuja. Teknologian kehittyessä eri toimialoilla, tulee ilmi erilaisia uusia mittaamistarpeita. Me puhumme usein 3D-mallinnuksesta. Olen kuullut, että vaatetusalalla 3D-skannaus korvaa käsin mittaamisen. Bodyskanneri mittaa automaattisesti ihmisvartalon vajaassa 15 sekunnissa ja luo kameroiden ja lasersäteen avulla ihmisestä virtuaalisen kopion. Muun muassa armeijat ja muut suurten vaatevarastojen haltijat käyttävät skannausta valitessaan sotilaille ja muille käyttäjille sopivan kokoisia vaatteita suuresta varastosta.

Kauas on siis tultu siitä muinaisesta mittaamisesta, jolloin ihmisen pituuden arvioitiin vastaavan yhtä syliä, joka on 3 kyynärää tai 6 jalkaa, 18 kämmenleveyttä, 72 peukalon leveyttä, 90 sormen leveyttä. Toisen järjestelmän mukaan ihmisen koko pituus on 7,5 kertaa pään korkeus.

Arvo Kokkonen
pääjohtaja

Arvo Kokkonen

_______________________________________________________________________________________

Maanmittauslaitoksen blogissa eri kirjoittajat käsittelevät Maanmittauslaitoksen ajankohtaisia asioita. Voit keskustella aiheesta kirjoittamalla blogiin kommentin sivun alareunassa. Kommentit tarkistetaan ennen julkaisua.

 

 

Kommentit

Rajattu HTML

  • Sallitut HTML-tagit: <a href hreflang> <em> <strong> <cite> <blockquote cite> <code> <ul type> <ol start type> <li> <dl> <dt> <dd> <h2 id> <h3 id> <h4 id> <h5 id> <h6 id>
  • Rivit ja kappaleet päätetään automaattisesti.
  • Verkko- ja sähköpostiosoitteet muutetaan automaattisesti linkeiksi.

Uusimmat uutiset ja blogit