Kurssikerta 3 – tulvia ja järviä

 

Kolmannella kurssikerralla hyppäsimme taas askeleen syvemmälle QGiS:sin maailmaan. Tällä kertaa käymämme asiat olivat selkeästi haastavampia ja tuottivat enemmän päänvaivaa kuin aikasemmat tehtävämme. Tunnilla tuli huomatua, että keskittymisen täytyy tosiaan olla kokoajan tapissa tai muuten tippuu kyllä heti kärryiltä. Tälläkin kerralla onnistui ohjelmisto saamaan käyttäjänsä hermot tiukille useiden kaatumisten takia, mutta onneksi niihin olin jo tottunut aikaisemmalla viikolla 😀 kyllä se vähän hermoon otti, kun suurella vaivalla tehdyt laskut ja kartat katosivat kuin tuhkatuuleen, mutta eikös kertaus ole opintojen äiti vai miten se nyt menikään.

Mutta itse tunnin aiheisiin. Tunnin aluksi teimme harjoittelua käyttäen aineistona Afrikan valtiot sisältävää karttaa. Harjoittelimme tällä muun muassa eri kohteiden yhdistelyä niitä yhdistävien tekijöiden avulla ja opettelimme tuomaan Excelistä tietoja käyttämämme tietokannan tueksi. yhdistelimme näitä eri tietokantoja ja saimme aikaan visuaalista tietoa Afrikan valtioiden kaivostoiminnasta ja konflikteista. Tämän jälkeen siirryimme itsenäiseen harjoitukseen, jossa tavoitteena oli luoda teemakartta suomen tulvaindeksistä ja järvisyydestä.

Kuva 1. Suomen tulvaindeksi ja järvisyys

Tunnin aikaansaannos oli koropleettiteemakartta (kuva 1) Suomen tulvaindeksistä. Kartta siis kuvaa Suomen valuma alueiden tulvaherkkyyttä.  Kartassa tulvaindeksien luokkarajat ovat kvantiilit eli jokaisessa luokassa on yhtä monta aluetta. Tulvaindeksit laskin laskutoimituksella MHQ/MNQ, eli jaoin keskiylivirtaaman keskialivirtaamalla. Alueiden tulvaherkkyyteen vaikuttavat muunmuassa alueen mankäyttö ja pinnanmuodot, sekä alueen järvisyys.

Teemakartan päälle lisäsin histogrammi muodossa alueiden järvisyyttä kuvaavat pylväät. Histogrammit eli pylväät siis kuvaavat alueiden järvisyyttä prosentteina. Suurimmat pylväät sijaitsevat itä- ja Kaakkois-Suomessa ja alueen järvisyys on noin 20%. Kartalla sijaitsevat pylväät eivät kerro suoraan järvisyyden arvoa prosentteina, joka on mielestäni huono juttu. Lukijan pitää itse päätellä järvisyyden prosenttiarvoja vertailemalla pylväitä, joka mielestäni heikentää kartan luetettavuutta.

Kartasta pystyy tulkitsemaan missä päin Suomea on suurin tulvaherkkyys ja missä eniten järviä. Siellä missä on vähiten järviä eli länsirannikolla on tulvaherkkyys korkeimmalla. Järvisintä puolestaan on keski- ja Itä-Suomessa ja siellä luonnollisesti tulvaherkkyys on alhaisin. Jaisa Nykänen  selittää ilmiön blogissaan mielestäni hyvin loogisella ja järkeenkäyvällä tavalla;  ”Länsi- ja etelärannikolla sijaitsevat valuma-alueet ovat Suomen tulvaherkimpiä ja järvittömimpiä alueita. Ylimääräiset sade- ja hulevedet ajautuvat jokiin, jotka hyvin tasaisella maalla sijaitessaan tulvivat yli äyräidensä. Järvi-Suomi, eli lähinnä Suomen keskiset ja itäiset osat eivät ole järviensä takia yhtään niin herkkiä tulvimiselle. Järvet toimivat luonnonmukaisina tulvien ehkäisijänä, ja vastaanottavat vettä huomattavasti jokia enemmän.” 

Mielestäni tekemästäni kartasta ei tullut visuaalisesti niin kaunis ja selkeä, kuin olisin ehkä halunnut. Taistelin värien ja diagrammien kanssa pitkän tovin ja lopulta oli vaan pakko tyytyä lopputulokseen – noh ei kai sitä aina voi onnistua.

 

Lähteet:

Nykänen, Jaisa. Kolmas kerta ei sano mitään (31.1.2019) https://blogs.helsinki.fi/jaisa

 

QGIS ja hermoromahduksen ensiaskeleet

 

Toinen kurssikerta takana ja ensimmäiset hermoromahdukset saatu. Ohjelmiston jumittuminen, epänormaali toimivuus sekä kaatuminen useampaan otteeseen sai käyttäjälleen melkein jopa vedet silmiin. Ongelmista onneksi selvittiin pienten mutkien kautta ja uusien taitojen oppimisen lisäksi jäi tunnilta käteen myös kärsivällisyyden lisääntyminen. Toisen kurssikerran vastoinkäymiset kuitenkin lannistivat sen verran, ettei tunnilla aikaan saadutut tuotokset olleet omaa silmää miellyttäviä. Siksi parin päivän rauhoittumisen jälkeen päätettiin antaa toisen kurssikerran tehtäville gis-kolleegani Johannan kanssa uudet mahdollisuudet ja sainkin aikaan julkaisukelpoista materiaalia. Vaikka itse tunnilta jäi käteen vain ärsytystä, oli mukava huomata kuinka hyvin siellä käymämme asiat olivat jäänee mieleen, kun niitä useampaan otteeseen toistimme.  Nimittäin kun aloimme samoja asioita tekemään parin päivän jälkeen, sujui tehtävien teko yllättävänkin hyvin.

Pääsimme syventämään jo ensimmäisellä kerralla oppimiamme asioita muun muassa karttojen visualisoinnista, sekä uutena teemana tutkimme eri projektioiden vaikutuksia karttoihin. Projektioita tarvitaan, kun halutaan kuvata maapallon kolmiulotteista pintaa kaksiulotteisella kartalla. Sen mukaan miten karttaprojektiot laaditaan voidaan ne jakaa kolmeen ryhmään; taso-, lieriö-, ja kartioprojektioon.  Näistä kolmesta pyritään aina valitsemaan se projektiotyyppi, mikä soveltuu parhaiten kartan käyttötarkoitukseen. Kartta projektioita voidaan jaotella myös sen mukaan, missä asennossa se sivuaa maapallon pintaa. Projektio voi sivuta maapalloa joko pysty-, vino- tai poikittaisasennossa. Kun kartta projektioita luodaan syntyy aina virheitä, johtuen maapallonpinnan pallomaisesta muodosta.  Näistä syntyvistä virheistä on myöskin luokiteltu kolme luokkaa, jotka kuvaavat karttojen perusominaisuuksia. Nämä ovat virheet kartalla esiintyvissä pinta-aloissa, pituuksissa ja kulmaisuuksissa. Toisin sanoen kartta voi olla joko oikeapintainen, oikeapituinen tai oikeakulmainen. Kartta ei voi sisältää kerrallaan kuin yhden näistä perusominaisuuksista. On olemassa myös kompromissiprojektioita, joissa kaikista ominaisuuksista on tingitty vähän – tavoitteena yleensä saavuttaa visuaalisesti mahdollisimman kaunis kartta. Nämä kartan ulkonäköön ja ominaisuuksiin vaikuttavat tekijät tulee ottaa huomioon, kun valitsee omaan käyttötarkoitukseensa parhaiten soveltuvaa projektiota.

Tein aiheesta ohessa olevan Excel taulukon (Kuva 1), jossa näkyy  konkreettisesti kuinka suuria eroja eri projektioilla oikein on. Rajasin siis alueen ja mittasin sen pinta-alan eri projektioita käyttäen, sekä mittasin täsmälleen samaan sijaintiin sijoitetun viivan pituutta eri projektioilla. Taulukossa näkyy, kuinka suuria mittaus eroja eri projektioilla voikaan syntyä – tämä herätti mietteitä, mitkä projektiot ovat luotettavia ja mitkä eivät, sekä projektion valinnan tärkeyden merkitys kasvoi silmissäni suuresti.

Kuva 1. Excel taulukko mittaustuloksista.

Kun excel taulukon avulla pystyy havaitsemaan projektion vaikutukset mittauksiin ja etäisyyksiin, pystyy havainnollistavien koropleettikarttojen avulla tarkastelemaan projektion vaikutuksia alueisiin ja niiden pinta-aloihin.  Alla olevissa kartoissa (Kuva 2&3) näkee prosentteina, kuinka suuret alueelliset pinta-ala erot Suomen kunnissa on eri projektioita käyttäessä.

Kuva 2. Mercatorin ja Lambertin projektioiden pinta-alojen vääristymien vertailu

Ensimmäisessä kartassa (Kuva 2) vertailin Mercatorin ja Lambertin projektioiden eroja.  Lambertin projektio on oikeapintainen tasoprojektio, kun taas Mercator on oikeakulmainen lieriö projektio. Näiden kahden projektion väliset vääristymät ovat hyvin suuret ja ne kasvavat mitä pohjoisemmaksi kartalla liikutaan. Kartasta huomaa, että erityisesti Pohjois-Suomen kunnissa vääristymät ovat jopa 700% luokkaa.  Tämä ero johtuu siitä, että vertailussa oli käytössä Lambertin oikeapintainen projektio, jossa alueiden pinta-alat ovat kuvattu oikean kokoisina, kun taas Mercatorin projektiossa mittakaava kasvaa, mitä lähemmäs napoja liikutaan eli se kuvaa pohjoisemmassa osassa maapalloa esiintyvät alueet suurempina, kuin vastaavan kokoiset alueet päiväntasaajan lähettyvillä.

Kuva 3. Lambertin ja Robinsonin projektioiden pinta-alojen vääristymien vertailu

Toisessa kartassa (Kuva 3) taas vertailun kohteena oli Lambertin ja Robinsonin projektio. Robinsonin projektio on maailman karttoja varten suunniteltu projektio, jossa oikeapintaisuuteen sekä oikeakulmaisuuteen liittyvät virheet on pyritty minimoimaan.  Näissä kahdessa projektioissa on myös selkeästi havaittavia eroja, mutta ei läheskään yhtä suuria, kuin Mercatorin ja Lambertin projektioiden välillä. Tämä johtuu siitä, että Robinsonin projektion vääristymät on pyritty minimalisoimaan ja täten siinä tapahtuvat pinta-ala virheet eivät pääse kasvamaan yhtä suuriksi, kuin Mercatorin projektiossa. Molemmissa karttavertailuissa suurimat erot ovat Pohjois-Suomen kunnissa, mikä on hyvin yleistä eri projektioita käyttäessä.

Sain itse toisella kurssikerralla käydyistä aiheista paljon irti. Projektioita olen aikaisemminkin opiskellut mutta kaikki niihin liittyvä tuntuu aina jostakin syystä hieman haastavalta ja siksi kertailu olikin hyvästä. Oli myös mielenkiintoista nähdä konkreettisesti projektioilla tapahtuvia eroja ja virheitä, joista on aikaisemmin vain päässyt lukemaan. 

 

Ensimmäinen kurssikerta

Nyt se sitten alkoi, paljon odotettu toinen GIS kurssini. Itse olen kurssista hyvin innoissani, koska GIS on kiinnostanut heti ensimmäisen kurssin jälkeen. Tällä ensimmäisellä kurssikerralla sain tunnin alkuun tarpeellisen kertauksen jo itselle tuttuihin aiheisiin paikkatiedosta, sen ominaisuuksista, sekä rakenteista. Tutustuin myös ensimmäistä kertaa QGIS-ohjelmistoon, joka on avoin paikkatieto-ohjelma. Opin tuntemaan ensin hyvin monimutkaiselta näyttävän ohjelmiston perustoimintoja, kuten projektin luomista ja sen tallentamista, työkaluvalikon ja itse työkalujen käyttöä, sekä myös joitakin ohjelmiston lisäosia. Opin myös yksinkertaisimmillaan QGISIN browser ohjelman käyttöä, joka tulee QGIS ohjelman asennuksen yhteydessä. Ensikatsaukselta QGIS ohjelma vaikutti hyvin monimutkaiselta ja sekavalta ohjelmalta, mutta hetken käytön sekä opetuksen jälkeen alkoivat sen toiminnot selkeytyä ja aloin ymmärtää sen perus periaatteita. Tajusin myöskin, että kurssilla täytyy koko ajan olla korva tarkkana, jos haluaa pysyä asioista kärryillä.

Kuva 1. Typpipäästöt Itämerellä

Ensimmäisen kurssikerran aikaansaannos oli teemakartta (Kuva 1) eri valtioiden typpipäästöistä Itämeren alueella. Itämeri on yksi maailman saastuneimmista meristä, jonka ongelmana on erityisesti rehevöityminen. Typpi päästöt lisäävät merien rehevöitymistä ja teemakartan avulla pystyy havaitsemaan pahiten Itämeren aluetta saastuttavat ja rehevöittävät alueet.

Kartta on hyvin selkeillä ja visuaalisilla väreillä tuotettu teemakartta, joka antaa hyvin selkeää informaatiota Itämeren alueen valtioiden typpipäästöistä. Kartan teemavärinä toimii ekologisuutta kuvastava vihreän väri ja lukija pystyy vihreän eri sävyjen avulla havaitsemaan, missä typpipäästöt ovat korkeammalla kuin muualla. Mitä tummemman vihreä valtio on sitä pienemmät päästöt sillä on. Jos valtion vihreän sävy on hyvin keltainen, niin kuin Puolalla, tarkoittaa se valtion typpipäästöjen olevan hyvin korkealla. Kartta esittää typpipäästöjen lisäksi tietoa Itämeren syvyyksistä, joka on hieman epärelevanttia tietoa tätä aihepiiriä tutkiessa.