MITTAPÖYTÄMITTAUS - vuosisatainen mittausmenetelmä Annukka Ilonen Suomen kartoituksen ensiaskeleet: mitä kartoissa kuvattiin ja miten? Kartoitustoiminnan lähtökohtaisena yleisenä tarkoituksena Suomessa ja Euroopassa laajemminkin oli mitata kylien peltojen ja niittyjen pinta-alat. Näin ollen kartoituksen lähtökohtaiset motiivit olivat taloudellisia, sillä tiedot esimerkiksi peltojen aloista toimivat verotuksen ja isojaon lähtökotina. (Niemelä 1998). Taloudellisesta näkökulmasta olleiden teemojen ollessa kartoissa pääasiana varsinaista todellista topografiaa kuvaavaa maastotietoa niissä oli niukasti (Lehtinen 2005). Suomen kartoituksen ensiaskeleet otettiin Ruotsin vallan alaisuudessa. Ruotsi-Suomen kartografia kehittyi 1620-luvun tietämillä huomattavasti, ja samalla laajan valtakunnan kartoittaminen eteni suurin harppauksin. Vastaavaan aikaan valtakunnan maanmittaajien ammattikunta sekä suurimittaisten karttojen laadintataito kehittyivät rinnakkain (Lehtinen 2005). Ikään kuin todisteena maanmittarien ammattikunnan kehityksestä katsotaan Suomen maanmittauslaitoksen tulleen perustetuksi vuonna 1633 (Niemelä 1998) ensimmäisen maanmittarin saapuessa Suomen maaperälle. Vastaavasti valtakunnan kartoituksen edistymisen merkkipaaluna pidetään Andreas Bureuksen vuonna 1626 julkaistua Pohjoismaita kuvaavaa karttaa (Gustafsson 1933). Kartoitusmenetelmät perustuivat Suomessa ja laajemmassakin mittakaavassa Euroopassa 1500- luvulle saakka pitkälti joko vanhojen karttojen kopiointiin sellaisenaan tai lisäämällä kunakin aikana tullutta tietoa ja omakohtaisia havaintoja olemassa oleviin karttapohjiin. Kyseisillä menetelmillä oli laadittu kustakin Euroopan maasta jonkinlainen yleiskartta, joiden muoto ja sisältö vaihtelivat kuitenkin varsin paljon. Suomessakin laadittiin pääasiassa omakohtaisiin havaintoihin pohjaten joitain tilusselvityksiä ja maantieteellisiä karttoja, joiden perustana eivät olleet varsinaiset mittaukset. (Rantatupa 2008). Kartoituksen mullistus vuosisadoiksi Suuri muutos kartoitusmenetelmissä tapahtui 1590-luvulla, jolloin saksalaisen Altdorfin korkeakoulun matematiikan professori Johann Praetorius kehitti graafisen eli mittapöytämittauksen (Mensula Praetoria). Kun hänen seuraajansa Daniel Schwenter esitti asian vielä tarkemmin määriteltynä oppikirjassaan Geometriae practicae novae et auctae vuonna 1619, niin menetelmä tuli tunnetuksi ympäri Eurooppaa, ja se oli käytössä vuosisatojen ajan. (Lehtinen 2005; Heikkilä 2009). Menetelmän on arvioitu alkujaan syntyneen Willebrod Snelliuksen kehittämän kolmiomittauksen pohjalta, minkä perustana oli Snelliuksen vuosina 1610 1616 suorittama astemittaus kahden pisteen välillä (Gustafsson 1933). Arvelut mittapöytämittauksen kehittymisestä kolmiomittauksen perusteella
pohjaavat pitkälti siihen, että alkuperäisessä muodossaan menetelmä oli kolmiomittausta graafisesti toteutettuna ilman geometrian muuttamista algebraksi varsinaisesta kolmiomittauksesta poiketen. Myöhemmässä vaiheessa kolmiomittauksen idea himmeni edelleen, kun menetelmä muuttui säteettäiseksi kartoitukseksi mittapöydän teknisten muutosten seurauksena. (Heikkilä 2009). Mittapöytämittaus oli 1600- luvulta aina 1900-luvulle asti eniten käytetty apukeino kaikenlaisissa mittauksissa ja kartoituksessa, huolimatta siitä että erilaiset optiset ja elektroniset laitteet korvasivat vuosien mittaan osan alkuperäisistä Praetoriuksen kojeista. Mittapöytätekniikka oli myös se menetelmä, jota ensimmäiset varsinaiset maanmittarit käyttivät Ruotsi-Suomessa 1600-luvulla. Gustafsson 1933; Rantatupa 2008). Nykyisin ajatellaankin, että mittapöydän käyttö aloitti Euroopassa tarkemmin mitatun kartografian (Lehtinen 2005). Kehiteltynä menetelmä oli käytössä Suomessa aina talvisotaan asti ja paranneltuna uudelleen 1950-luvulta 1970-luvulle (Heikkilä 2009). Mittapöytämittauksen käyttö ja rakenne Mittapöytämittauksen käyttöala oli hyvin laaja, sillä sitä käytettiin niin maan pinnalla, maan alla ja merellä. Mittauskohteet vaihtelivat rakentamis- ja tilusmittauksista maantieteellisiin yleiskarttoihin. Maantieteellisistä mittauksista tunnetuimpina esimerkkeinä ovat esimerkiksi brittiläisen tutkimusmatkailija James Cookin Australian itä-rannikon kartoittaminen 1770-luvulla. (Heikkilä 2009). Mittapöytämittaus eli graafinen mittaus tarkoittaa käytännössä mittaamista, jossa ei käytetä lainkaan koordinaatteja, vaan sen mittausperustana ovat geometrian perusteet trigonometriasta. Mittausmenetelmän nimi selittyy sillä, että mittaus toteutettiin mittauspöydän avulla. Siinä käytetään graafinen kolmiointi- nimistä menetelmää, jossa pisteiden etäisyydet ratkaistaan trigonometrian lainalaisuuksien perusteella, missä kulmat ja sijainnit määritetään graafisesti ilman varsinaisia laskutoimituksia. (Heikkilä 2009). Yksinkertaisuudessaan graafinen mittausmenetelmä perustui kulmien ja niiden välisten etäisyyksien mittaamiseen. Mittapöydällä tähdättiin tutkittaviin pisteisiin ja tähtäystä muutettaessa pisteestä toiseen kirjattiin ylös tähtäyksen suunnan muutokset. Aluksi mittapöydällä toteutettava tähtäys tehtiin ilman kiikareita, mutta kiikari tuli osaksi tähtäystä 1700- luvun lopulla. (Huhtamies 2008). Rakenteeltaan mittapöytä on kolmijalalla seisova pöytälevy, jonka koko vaihteli jonkin verran alueittain. Ruotsi-Suomessa käytetyn sovelluksen mukaan pöytälevyn koko oli 13x17 tuumaa, jolle sopi kartoituksessa käytettävä regaalikokoa oleva paperiarkki. Pöytälevyn laidassa oli pinnan tasalle upotettu bussoli eli suuntakehäkompassi, johon oli merkitty pohjois-eteläsuunta, ja se oli yhdensuuntainen levyn pidemmän sivun kanssa. Pöytään oli kiinnitetty myös diopteriviivain, jonka avulla tähdättiin suunta ja sen yläpinnassa oli kaiverrettu mittakaava. (Lehtinen 2005). Muita
mittauksessa käytettäviä välineitä olivat esimerkiksi luotipunnus, viivoitin, harppi ja signaaliseiväs (Rantatupa 2008; Heikkilä 2009). Mittapöytämittauksen toteutus Säilyneiden konseptikarttojen ja maanmittareiden ohjeistuksen avulla voidaan mallintaa mittapöytämittauksen kulkua. Maanmittarin eli tirehtöörin saapuessa apulaisineen mitattavaan kohteeseen hän suorittaa alueen yleiskatselmuksen ja etsii mittausta varten sopivat mäet ja kumpareet, joista olisi mahdollisimman esteettömät näköalat. Jollekin valituista kummuista maanmittari pystyttää mittapöytänsä ja suuntaa sen etelä-pohjoissuuntaan puoliltapäivin. Paperille asetetaan neula merkiksi kuvauksen aloittaneesta kumpareesta. Maanmittari käy osoittamassa kiintopisteet maastosta apulaisen jäädessä mittapöydän ääreen. Maanmittarin mukana oleva apulainen nostaa signaalisauvan pystyyn mittarin määräämässä paikassa, laittaa numeroidun merkkitikun osoittamalleen paikkaan ja huutaa numeron mittapöydän ääressä olevalle apulaiselle. Mittapöydän luona oleva apulainen vetää diopteriviivaimella suunnan seipääseen ja kirjoittaa mittatikun numeron arvioidulle pisteelle. Tällä tavoin ns. tikutettiin mittapöydältä näkyvät havaintopisteet, kuten rakennukset, peltojen kulmat ja järven lahdet. (Rantatupa 2008; Heikkilä 2009). Seuraavaksi asemapaikkaa vaihdetaan toiselle kumpareelle, josta mitataan suunnat samalla tavalla kuin ensimmäisestä lähtöpisteestä mitatuille paikoille ja jatketaan linjojen eli leikkausten piirtämistä uusille maastokohdille. Seuraavaksi mitataan kumpareiden välinen välimatka ja saadaan perusviiva. Perusviivan ja vähintään kahdesta muusta tähystyspaikasta tehtyjen kulmamittausten mukaan voidaan trigonometrian sääntöjen mukaan määritellä etäisyydet havaintopisteisiin. Asemapisteinä toimivien kumpareiden välit vaihtelivat 50 ja 300 metrin välillä. Lopullinen kartta valmistui vasta syksyllä tai talvella kenttätöiden loppumisen jälkeen. Karttojen viimeistelyn yhteydessä niihin lisättiin vielä selityksiä mitattavista kohteista. Alkuperäisiä konseptikarttoja ei juuri käytetty enää karttojen viimeistelyssä. (Rantatupa 2008; Heikkilä 2009). Mittapöytämittauksella toteutettujen karttojen laatu vaihteli jonkin verran. Kun mittauksissa pysyttiin avoimilla paikoilla, kuten peltoaukealla, maanmittari pystyi laatimaan yksityiskohtaisen ja tarkan kartan. Mutta jos kartoitettava alue oli metsäinen, niin kartoissa oli paljon toivomisen varaan niin tarkkuuden kuin yksityiskohtienkin suhteen. Tarkkuuden parantaminen olisi edellyttänyt metsän kaatamista, mutta siihen ei juuri 1600-luvulla ryhdytty. Osaltaan mittauksia hankaloittavien näköesteiden, kuten puuston, vuoksi 1600-luvun kartat perustuivat pitkälti havaintoihin varsinaisten mittausten sijasta. Pienimittakaavaisissa kartoissa, kuten maakirjakartoissa, keskityttiin pelto- ja niittyaukeille ja vasta 1600- ja 1700-lukujen taitteessa geometrisissa verotuskartoissa kuvattiin koko kylän piiriä metsineen kaikkineen. (Rantatupa 2008).
Mittapöytämittauksen suosio kääntyy 1900-luvun edetessä mittapöytämittauksen suosio kääntyi laskuun. 1920-luvun lopulla Suomeen tullut ilmakuvakartoitus valtasi nopeasti alaa ja mittapöytämittauksen tarve vähentyi. Viimeisempinä mittapöytämittauksena tehtynä kartoituksena pidetään vuoden 1939 Hyrsylän mutkan kartoitusta. Sodanjälkeinen 1950-luvulla aloitettu mittaus oli uudenlaista. Uusi kartoitusmenetelmä oli numeerisen säteettäisen kartoituksen tapaista, ja se tehtiin usein asemakaava-alueilla. Mittauksessa käytetyt asemapisteet oli määritelty etukäteen runkomittauksilla ja apupisteiden määritystarve väheni. Näin kartat saatiin valmiiksi jo maastossa eikä erillistä loppuviimeistelyä tarvittu, mikä poikkesi huomattavasti aikaisemmasta kartoitustavasta. (Heikkilä 2009). Loppusanat - hyvä idea kantaa pitkälle Graafinen mittaus oli suosittu ja laajalle levinnyt matemaattisiin perusteisiin perustunut mittausmenetelmä. Laajan levinneisyyden vuoksi se on nähty laskemiseen perustuviin mittausmenetelmiin nähden lähes ylivertaisena tapana määrittää etäisyyksiä. Erityisesti menetelmän nopeus leikkausten avulla tehtyjen mittausten kautta on pidetty sen suosion salaisuutena kaikkina niinä vuosisatoina, joina yksinkertaisen mittaustavan perusteoria säilyi maailman mullistuessa esimerkiksi teollisen vallankumouksen tuomien teknisten ja maailmankuvallisten uudistusten myötä. Lähteet Gustafsson, A. (1933). Maanmittarikunta ja mittaustyöt ruotsinvallan aikana. Teoksessa Suomen maanmittauksen historia. WSOY, Porvoo. Heikkilä, P. (2009). Mittapöytämittauksesta. Maanmittaus 84:2. Historiallinen tietoisku. 3.4.2015. <http://mts.fgi.fi/maanmittaus/numerot/2009/2009_2_heikkila.pdf> Huhtamies, M. (2008). Maanmitta: Maanmittauksen historiaa Suomessa 1633-2008. Edita Prima Oy, Helsinki. Lehtinen, L. (2005). Karttojen kertomaa: Vanhojen karttojen kautta maiseman historiaan. Genimap, Porvoo. Niemelä, O. (1998). Suomen karttojen tarina 1633-1997. Näin Suomi kartoitettiin katseltavaksi. Karttakeskus Oy, Helsinki. Rantatupa, H. (2008). Vanhat mittausvälineet ja -menetelmät. Historialliset kartat. 3.4.2015. <http://www.vanhakartta.fi/maanmittaus%20ja%20kartografia/maakirjakartat/document. 2008-02-26.3554060334>
Liite 1. Mittapöytä kasattuna ja osina Daniel Schwenterin teoksessa Geometriae practicae novae et auctae (NOOA Photo Library, <http://www.photolib.noaa.gov/htmls/libr0030.htm>). Liite 2. Mittapöytäkartoituksesta esimerkki. Kuvassa verollepanokartan konseptikartta Espoon Muurlasta vuodelta 1699. (Gustafsson 1933). kuva poistettu