AALTO YLIOPISTO, TKK KORKEUSPÄIVÄ 10.3.2010 ......AALTO YLIOPISTO, TKK KORKEUSPÄIVÄ 10.3.2010 Tekninen johtaja Timo Soininen: KAJAANIN KAUPUNGIN SIIRTYMINEN N2000 KORKEUSJÄRJESTELMÄÄN

AALTO YLIOPISTO, TKK KORKEUSPÄIVÄ 10.3.2010 Tekninen johtaja Timo Soininen: KAJAANIN KAUPUNGIN SIIRTYMINEN N2000 KORKEUSJÄRJESTELMÄÄN Kajaanin kaupungin siirtyminen uuteen tasokoordinaatti- ja korkeusjärjestelmään perustui vuonna 1999 strategiatyössä syntyneeseen Kajaanin kaupungin paikkatietovisioon, joka esiteltiin mm. Oulun maanmittauspäiville 1999, kuva 1. Kajaanin keskustaajaman alueen korkeusjärjestelmän laatua arvioitiin vuosina 1999 –2000. Keskustaajaman halkaisee Kajaaninjoki, jossa vuoteen 1977 saakka kulki myös Kajaanin kaupungin ja Kajaanin maalaiskunnan raja. Kuva 2. Joen eteläpuolen korkeus-kiintopisteverkko oli pääosin syntynyt Oy Kunnallistekniikka Ab:n suorittamassa 1960-luvun alun kaavoitusmittauksessa, jossa Kajaanin kaupungin tasokoordinaatti-järjestelmäksi tuli Kajaani-vvj ja korkeusjärjestelmäksi N43. Tätä korkeusrunkoverkkoa oli täydennetty vuosien kuluessa omilla mittauksilla. Kajaanin maalaiskunnan puolen korkeuskiintopisteverkkoa oli vaaittu maalaiskunnan kaavoitusmittauksissa. Verkkoa oli täydennetty kuntaliitoksen jälkeen Kajaanin kaupungin omilla mittauksilla. Vaikeutena oli ollut kahden eri verkon yhdistäminen vaaituslinjoilla Kajaanin joen yli. Yhdistäminen oli onnistunut vain siltoja pitkin vietyjen vaaituslinjojen avulla. Arvio korkeuskiintopisteverkon laadusta ja tasalaatuisuudesta oli: ”EMPÄ TIIJÄ –” luokkaa. Koska toisaalta Kajaanin keskustaajaman halki kulkee rautatie, jonka varressa sijaitseva Geodeettisen laitoksen vaaitsemat tarkat valtakunnalliseen 1. luokkaan kuuluvat pisteet, päätettiin Kajaanin kaupungin korkeuskiintopisteverkko jakaa kahteen osaan: pääluokkaan ja alempaan luokkaan, ja vaaita ja tasoittaa koko verkko kahtena eri luokkana. Samalla päätettiin ratkaista Kajaanin joen ylitys joen pohjoispään Luusuassa, siten että joen eri puolilla sijaitsevat korkeusrunkoverkon osat saadaan yhdistettyä hyväksyttävillä havainnoilla, kuva 3. Työn suunnitteli ja laskennasta vastasi kajaanilainen tekn. yo. Juhani Hurskainen. Työ oli samalla Juhani Hurskaisen TKK:lle tekemä erikoistyö ja diplomityö, Maastotöiden suunnittelusta ja suorittamisesta vastasi AMK – insinööri Kimmo Toivola. Maastotyöt tehtiin kolmen hengen vaaitusryhmällä vuosina 2001 ja 2002. Joen ylityshavainnot teki Geodeettinen laitos. Juhani Hurskainen laski ja tasoitti havainnot kahdella eri ohjelmalla: Kajaanin kaupungin omistamalla Local-X:llä ja TKK:n D1 –ohjelmalla. Tulokset olivat erinomaiset ja vastasivat tarkkuudeltaan valtakunnallisen vaaituksen 3. luokan tuloksia, kuva 4. Vuonna 2005 valmistuneen Juhani Hurskaisen diplomityön mukaan Kajaanin keskustaajamassa voidaan siirtyä N2000 korkeusjärjestelmään vakiokorjausta käyttäen. Vuonna 2007 Vuolijoen kunta liitettiin Kajaaniin. Vuolijoen kunnassa oli kaksi kaavoitettua taajamaa ja mm. kaikki paikkatietoasiat hunningolla. Näihin taajamiin laadittiin uudet asemakaavan pohjakartat tasokoordinaattijärjestelmänä ETRS-GK27 ja korkeus-järjestelmänä N2000, kuva 5.Uudet pohjakartat valmistuivat vuoden 2008 lopussa. Tällöin tilanne oli se, että Kajaanissa oli käytössä kolme eri korkeus- ja koordinaattijärjestelmää.

Vuoden 2008 aikana saatiin Kajaanin läpi kulkevan 1. luokan tarkkavaaitusjonon pisteille N2000– korkeudet. Kajaanin keskustaajamassa N43 ja N2000 – järjestelmien välinen korkeusero on 430 mm. Koska haluttiin nopeasti siirtyä yhtenäiseen paikkatietojärjestelmään, päätettiin siirtyminen uuteen tasokoordinaattijärjestelmään (ETRS-GK27) ja uuteen korkeusjärjestelmään N2000 tehdä vuoden 2009 alkupuolella. Siirtyminen tehtiin keskitetysti muutaman viikon aikana siten, että uudet korkeudet ajettiin laskennallisesti paikkatietojärjestelmään ja johtotietojärjestelmään, ks. kuva 8, kaikkiin kohteisiin, joissa korkeus oli numeerisessa muodossa. Tekstimuodossa olevat korkeusluvut editoitiin järjestelmään käsin. Korkeuskäyrien lukemat muuttuivat tässä vaiheessa tasametrilukemilta metri- ja senttimetrilukemiksi, kuva 7. Ajantasa-asemakaavassa korjattiin asemakaavamääräyksinä olevat korkeuslukemat, esimerkiksi räystäskorkeudet, editoimalla N2000 – korkeus-järjestelmään, kuva 8. Uusi järjestelmä otettiin käyttöön välittömästi. Kaikki maastomittaukset tapahtuvat tämän jälkeen uudessa korkeusjärjestelmässä. Vanhoihin ja uusiin suunnitelmiin merkittiin suunnitelmassa käytetty koordinaatti- ja korkeusjärjestelmä. Mitään vahinkoa ei uuden korkeusjärjestelmän käyttöön otossa ole tapahtunut. Suurimmat riskit näyttävät kehittyvän rakennushankkeiden vesihuoltosuunnitteluun. Joten vesilaitoksen mukaan ottoa järjestelmän vaihtamisessa on pidettävä erittäin tärkeänä. Kajaanin keskustaajaman kantakartan korkeuskäyrät tullaan saattamaan taas tasametrilukemille muutaman vuoden kuluttua Kainuun alueella suoritettavan valtakunnallisen maan pinnan keilauksen tuloksia hyödyntäen. Kuva 1: Kajaanin kaupungin paikkatietovisio 2005 Oulun maanmittauspäivillä Kuva 2: Kajaanin kaupungin numeerisen pohjakartan alue Kuva 3: Korkeusverkko 2001, Pääluokka Kuva 4: Pääluokan ja alemman luokan tarkkavaaitustulosten yhteenveto Kuva 5: Kajaani – Vuolijoki kuntaliitos Kuva 6: Siirtyminen N2000 – korkeusjärjestelmään keväällä 2009 Kuva 7: Tuloste Kajaanin kaupungin kantakartasta Kuva 8: Tuloste Kajaanin kaupungin johtokartasta Kuva 9: Tuloste Kajaanin kaupungin ajantasa-asemakaavasta

MAANMITTAUSPÄIVÄT OULUSSA 1999 Kajaanin paikkatietovisio 2005 Työryhmä laati kuvauksen Kajaanin paikkatietovisiosta vuonna 2005. Esimerkkinä tästä on maankäytön palvelutuotantoprosessin vaatima paikkatietojärjestelmä vuonna 2005. PERUSLÄHTÖKOHDAT: SOTILASJÄRJESTELMÄ: NATO VERTAUSELLIPSOIDI: WGS-84 DATUM: EUREF-89 TASOKOORDINAATTIJÄRJESTELMÄ: KÄÄNTEINEN MERCATOR JOKO UTM TAI GAUSS-KRüGER KORKEUSJÄRJESTELMÄ: N2002 KÄYTTÖJÄRJESTELMÄ: LINUX

KULUNTALAHTI

KESKUSTA

0 10 km

Numeerisen pohjakartan alue

1: 100 0009.3.2010

KAJAANIMaankäyttöpalvelut

Korkeusverkko 2001Pääluokka

Mk 1:50 00016.02.2010 1:50000 Nimetön.xy

PÄÄLUOKAN TARKKAVAAITUS 2001 Suunnittelu ja laskenta: DI Juhani Hurskainen (erikoistyö + diplomityö). X-Position Oy:n Local X – ja TKK:n D1 - ohjelmilla Maastotyöt: Projektipäällikkö insinööri (AMK) Kimmo Toivola + 2 kartoittajaa Vaaituskoje Zeiss DiNi 11 + kaksi viivakoodilattaa Työn laajuus: 116 km vaaituslinjaa, 157 kiintopistettä, joista 12 uutta Erikoisuuksia: Joki ylitettiin kahdesta kohdin vaaitsemalla siltoja pitkin ja yhdestä kohdin tarkalla takymetrimittauksella, jonka suoritti Geodeettinen laitos Mikko Takalon johdolla. Laskenta : Eri ohjelmilla saadut tulokset poikkesivat millimetrin kymmenysosia toisistaan. Painoyksikön keskivirhe oli 1,66 mm täyttäen 3 lk:n vaaitukselle asetetut vaatimukset. Tasoituksen yleinen tarkkuus oli 0,21 mm, pienin epävarmuus 0,12 mm ja suurin epävarmuus 0,27 mm. Suhteelliselle tarkkuudelle asetettu 2 ppm:n vaatimus alittui selvästi . Suhteellinen tarkkuus verkon pistevälille oli keskimäärin 0,8 ppm, parhaan tarkkuuden ollessa 0,2 ppm ja heikoimman 2,8 ppm. Tasoituksen tuloksena saadut korkeudet poikkeavat aiempiin korkeuksiin keskimäärin 2,9 mm ja suurimmillaan 22mm.

ALEMMAN LUOKAN TARKKAVAAITUS 2002 – 2003 Korkeuspisteitä 263. Verkon tarkkuus 0,23 mm, keskivirheiden hajonta 0,03 mm Koska alemman luokan verkon silmukoiden sukeutumisessa eikä tasoituksessa ilmennyt mitään ongelmia, on tämä yksi osoitus pääluokan verkon tasoituksen onnistumisesta. N43 – ja N60 järjestelmien välinen korkeusero voidaan Kajaanin keskustaajaman korkeusverkon välillä huomioida vakiosuuruisella korjauksella joka on 0.130 m. N60 – N2000 JÄRJESTELMÄN KORKEUSERO KAJAANIN KESKUSTAAJAMASSA 0,300 m. N43 – N2000 JÄRJESTELMÄN KORKEUSERO KAJAANIN KESKUSTAAJAMASSA 0,430 m.

0 10 km 15 km

Kytökoski

Saaresmäki

Vuorokas Siltala

Siltalanperä

Koski

Ounas

Itäranta

Koutaniemi

Hallasaari

Vuoreslahti

Mainua

Leväjoki

Mainuanvaara

Kirkkoaho

Paltaniemi

Hannusranta

Salmijärvi Jormua

Kuluntalahti

Karankalahti

Murtomäki

Hatulanmäki

Koivukylä

Halla-aho

Lehtovaara

Karsikkovaara

Lamminmäki

Lahnasjärvi

Kivimäki

Hevossuo

Parkinniemi

Teerisuo

Vuottolahti

Kuusiranta

Kallioperä

Ojanperä

Käkisaari

Salmenranta

Manamansalo

OTANMÄKI

VUOLIJOKIkk.

KAJAANI

Oulujärvi

I SIIRTYMINEN N2000 – KORKEUSJÄRJESTELMÄÄN KEVÄÄLLÄ 2009: 1. UUDET KORKEUDET (N43 + 0,430 m) AJETTIIN PAIKKATIETOKANTAAN JA

KAUPUNGIN JOHTOTIETOJÄRJESTELMÄÄN ATK::TA HYVÄKSI KÄYTTÄEN. 2. TEKSTIMÄISET KOHTEET KÄSIN EDITOIMALLA, ESIMERKIKSI

KORKEUSKÄYRÄLUKEMAT, AJANTASA-ASEMAKAAVAKARTAN KORKEUTEEN PERUSTUVAT KAAVAMÄÄRÄYKSET

I LAADUN PARANTAMINEN JATKUU TAVOITTEENA KESKUSTAAJAMA-ALUEEN TARKKA JA MAASTOTIETOKANTA-ALUEEN LIKIMÄÄRÄINEN KORKEUSMALLI 1. KANTAKARTTA-ALUEEN LASERKEILAUSSUUNNITELMA SYKSYLLÄ 2009 2. MAHDOLLINEN KOKO KAINUUN ALUEEN LASERKEILAUS VUONNA 2010 TAI 2011 JA SIINÄ YHTEYDESSÄ MAHDOLLINEN TARKEMPI KEILAUS KESKUSTAAJAMA-ALUEELTA.

140.5

144.5

3

139.43

138.43

142.43

143.43

145.3

147.5

43145.43

146.43

89

101102

103

106

107

108109

110

111

112 119

120

105

104

1

5

4 3

21

Mittakaava: 1:1000Pvm: 8.3.2010 13:14Kohde 2

20 m

IVI

IV

IV

III

IV

1

2

4

10

6

7

9

17

16

18

11

1

5

2

8

1514

1312

3

I

I

VII

IIIu1/3

IV

IIIu1/3

2b

28-29

IV

IV

II

I

VII

VI

IV III

II

Vu1/2

Vu1/3

IVu1/3

II

IV

2726

Mittakaava: 1:1000Pvm: 5.3.2010 14:29Kohde 2

20 m