Kurssikerta 6 – Interpolointi, uhka vai mahdollisuus?

Kuudes kurrsikerta oli luonteeltaan entistäkin toiminnallisempi. Totutusta poiketen aineistoa ei enää kerättykään pelkästään latauslinkkien takaa, vaan ennen kaikkea nousevan talviauringon värjäämästä Helsingistä, kenttätöiden merkeissä. Aineistosta harjoiteltiin kurssikerralla tekemään visualisointeja interpoloimalla eri sijainneissa keräämäämme pistemuotoista dataa. Totutusta poikkeavaa oli myös se, että interpolointi saatiin jopa onnistumaan, ja tulokseksi kartta Kumpulan alueen koetusta turvallisuudesta.

Myös kuudes blogitehtävä keskittyi pistemuotoiseen aineistoon. Aiheena olivat luonnonriskit (rajattuna tulivuoriin, maanjäristyksiin ja meteoriitteihin), sekä niiden jakautuminen eri puolille maailmaa.

Pisteaineistoa etsittiin itse internetistä, minkä johdosta tehtävän toteutukseen olikin kohtuullisen vapaat kädet. Lopputavoitteena oli kolmen kartan sarja, jonka ehkäpä tärkeimpänä yksityiskohtana oli kartoille määritelty käyttötarkoitus: Ideana oli astua hetkeksi opettajan saappaisiin ja tuottaa karttoja, joista voisi oppia jotain niiden kuvaamien ilmiöiden toimintaperiaatteista.

Päädyin tarkastelemaan karttasarjallani tuliperäistä toimintaa ja maanjäristyksiä. Ajatuksenani oli, opettamisen näkökulma mielessä pitäen, havainnollistaa ennen kaikkea ilmiöiden syntyedellytyksiä. Niinpä otin myös mannerlaattojen rajat osaksi tarkastelua, jotta voitaisiin huomata niiden selkeä yhteys tuliperäisiin hasardeihin. Kahdella ensimmäisellä kartalla tarkastellaan vulkanismia ja maanjäristyksiä erikseen, kun taas kolmas kartta tuo mukaan aiheen riskinäkökulman, ottamalla huomioon globaalin väestön jakautumisen suhteessa hasardialttiisiin alueisiin.

Kartta 1.

Ensimmäinen kartta suhteuttaa tuliperäisen toiminnan mannerlaattojen rajoihin. Kuten oletettua, korrelaatio on ilmiselvää. Valitsin myös kartalle erikseen tuhoisimpia tulivuorenpurkauksia painottamaan juuri ilmiön riskinäkökulmaa. Kartan opettavaisuuden kannalta vaihdoin viimeistelyvaiheessa myös karttaprojektion ainakin omasta mielestäni hieman kuvaavampaan (Eckert III, epsg 54013). Itsekritiikkinä tietokantaa olisi voitu hieman karsia: riskinäkökulman kannalta olisi ehkä parempi kuvata vain aktiiviset vulkaaniset alueet.

Kartta 2.

Toinen kartta tuo hyvin samaan tyyliin maanjäristykset mukaan tarkasteluun. Ensimmäisestä kartasta oppineena karsin tietokantaa, ja päädyin poistamaan alle 7 magnitudin maanjäristykset. Heikompien järistysten kuvaaminen olisi tukkinut karttaa, eikä juurikaan toisi lisäarvoa riskinäkökulmaan. Päätin myös kuvata järistysten määrää valtioittain. jälkeenpäin ajateltuna absoluuttisten arvojen kuvaamisen sijasta olisi maanjäristysten määrät voinut suhteuttaa vaikkapa maiden pinta-aloihin: Tässä versiossa suuret valtiot, kuten Venäjä ja USA, antavat hieman epätarkaa vaikutelmaa ilmiön todellisesta jakautumisesta.

Kartta 3.

Kolmas kartta näyttää huomattavan erilaiselta edletäjiinsä nähden. Päätin havainnollistaa riskinäkökulmaa ihmisten kannalta, tarkastelemalla globaalien asutuskeskittymien sijaintia jo edellisissä kartoissa riskialttiiksi todettuihin mannerlaattojen reuna-alueisiin nähden.

Ensiajatuksenani oli tuttuun ja turvalliseen tapaan laskea vain maiden asukastiheydet ja ilmaista ne koropleettikarttana. Edellisen kartan itsekritiikki tuoreena mielessä päätin kuitenkin ottaa hieman yksityiskohtaisemman näkökulman ihmisten jakautumiseen, ja samalla hyödyntää kurssin viimeisimpiä oppeja. Niinpä toteutin kartan interpoloimalla suhteellisen kookkaan, yli 7000:nen kaupungin pisteaineiston asukasmäärien perusteella. Prosessi oli oletetustikin hyvin raskas, mutta piinaavan odottelun ja usean toivonmenetyksen jälkeen lopputuloksena oli kuin olikin yllättävän selkeä esitys. Kuten oletettua voidaan kartalta huomata lukuisia väestönkeskittymiä riskialttiilta alueilta, merkittävimpänä tietysti Kaakkois-Aasia.

Jo omaakin epävarmuutta lievittääkseni piti tulosta kuitenkin vielä verrata muihin aihetta kuvaaviin karttoihin. Oheisen linkin takaa löytämäni verrokin perusteella interpolointi esittää tiedon kuitenkin yllättävän todenmukaisesti.

Kuva 1. Oman jäljen vertailua samasta aiheesta eri menetelmin tehtyyn esitykseen. Linkki kuvaan: https://www.joyofdata.de/blog/interactive-heatmaps-with-google-maps-api/

Ainoa omaan silmään pistävä yksityiskohta on itse karttaprojektio: työskentelyvaiheen WGS84 oli ainut vaihtoehto, jonka kanssa interpoloinnin tuloksena syntynyt rasteri suostui kunnolla yhteistyöhön.

Kuudes blogitehtävä oli kokonaisuutena ehkäpä mielenkiintoisin tähän mennessä. Hieman itsenäisempi työskentely on toki haasteellista, mutta myös palkitsevuus on aivan eri tasolla kuin ohjeiden noudattamisessa. Lopputuloksena olen karttasarjaani tyytyväinen, toki pieniä parannuksia olisi aina mahdollista tehdä.

Lähteet:

Kaikkien karttojen pohjakartat, valtiorajat sekä viimeisen kartan kaupunkitietokanta: https://www.naturalearthdata.com/downloads/

Tuliperäinen toiminta: https://www.ngdc.noaa.gov/nndc/struts/form?t=102557&s=5&d=5

Maanjäristykset: https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/

 

Kurssikerta 5 – buffereita ja putkiremontteja

Viides kurssikerta alkoi tuttuun tyyliin valmiita ohjeita seuraillen. Turvallisuudentunne ei kestänyt kuitenkaan kauaa: Kun alun harjoitustehtävän bufferit oli saatu kuntoon, päästtiin huomattavasti itsenäisemmän QGIS-koettelemuksen pariin. Eri tietokantoja ja aikalailla kaikkia tähän mennessä opeteltuja (tai ainakaan omaan muistiin jääneitä) analyysityökaluja käyttäen lopputuloksena oli etenkin ajattelutyöhön verrattuna suhteellisen vaatimaton taulukko kysymyksistä ja niihin löydetyistä vastauksista:Taulukko 1

Viimeiseen tehtävään littyen päästiin kuitenkin työstämään myös visuaalisempaa tuotosta, aiheena putkiremontit. Tarkemmin sanottuna aikaan saadun kartan tarkoitus on vertailla eri kaupunginosia niiden putkiremonttialttiuden kannalta. Jokaiselle kartan alueelle on siis laskettu niinsanottu putkiremontti-indeksi, eli vuosina 1965-1970 rakennettujen, erittäin todennäköisesti putkiremontin kohteeksi pian joutuvien tai jo joutuneiden, kerrostalojen osuus alueen rakennuskannasta. Indeksi on ilmaistu prosentteina sekä koropleettikartan väreinä, ja yksittäiset putkiremonttialttiit kerrostalot sinisinä pisteinä kartalla. Täysin värittömäksi jääneillä alueilla ei kriteerit täyttäviä putkiremonttikohteita ole ollenkaan.Kartta 1. Pääkaupunkiseutu ja potentiaaliset putkiremontit.

Kartalta huomataan, että remonttifirmojen tulonmuodostus tulee tapahtumaan erityisesti Itä-Helsingissä. Pienempiä kerrostalokeskitymiä näkyy esimerkiksi Lauttasaaressa sekä kantakaupungin pohjoispuolella.

Kokonaisuutena kurssikerta oli ehkäpä tähän mennessä opettavaisin. Itsenäisempi työskentelytapa pakotti epävarmuuden (ja välittömän Artun paikallepyytämisen) sijasta kokeilemaan asioita ihan oikeasti oman ajattelun kautta, ja toivottavasti ainakin välillä myös onnistuneesti. Jos tämänhetkisiä QGIS-taitoja pitäisi arvioida, niin omat vahvuuteni ovat varmasti visualisoinnissa, eivät niinkään tietokantojen pyörittelyssä. Etenkin viimeisimmän karttatuotoksen kanssa taistelua riitti kohtuullisen pitkälle iltaan asti.

 

Kurssikerta 4 – Asukastietokantoja ja korkeuskäyriä

Neljännen kurssikerran aiheina olivat ruutukartat sekä rasteriaineistot. Ensimmäisenä näistä perehdyttiin ruutukartan tuottamiseen ja sen visualisointiin, tarkastelun kohteena pääkaupunkiseudun asujaimisto. Tietokantaliitosten ja muutaman QGIS-kaatuilun jälkeen saatiinkin aikaiseksi Ruotsinkielisten osuutta väestöstä kuvaava ruutukartta. Blogitehtäväksi jäi näin ollen tuottaa vastaavantyyppistä jälkeä itsenäisesti, omilla muuttujilla.

Valitsin karttani aiheeksi eläkeläisten jakautumisen pääkaupunkiseudulla. En lähtenyt kuvaamaan aihetta absoluuttisilla muuttujilla, vaan suhteutin eläkeikäisten määrän ruutujen asukasmääriin. Eläkeläisten osuus kuvautuukin kartalla siis prosentteina.

Kartta 1, Eläkeläiset pääkaupunkiseudulla, ruutukoko 500x500m

Kartalta on välittömästi huomattavissa eläkeläisvaltaisten ruutujen keskittyminen alueen reunamille, sekä muutamaan kasaumaan kantakaupungin pohjoispuolella, Itä-Helsingissä sekä Espoossa.

Esityksessä on kuitenkin yksi selkeä epäkohta: Etenkin kartan reuna-alueiden tummimpien ruutujen selityksenä on usein alueen harva asutus, ei sinänsä eläkeläisten keskittymä; joihinkin ruutuihin saattaa nimittäin osua vain yksi talo. Jos tässä talossa sattuu asumaan vaikkapa eläkeläispariskunta, värittyy koko ruutu tietysti eläkeläisprosentiltaan 100:aan. Välttääkseni mahdollisia yhden talon tuottamia ruutuja, kokeilin visualisoida samaa ilmiötä myös suuremmilla, 2000x2000m kokoisilla ruuduilla. Tällä sakaalalla tiheästi asutetut alueet, kuten kantakaupungin ympäristö, muuttuivat lähes tasaiseksi oranssiksi, kun taas yhden kotitalouden ruutujen puuttuessa kartan reunat tasoittuivat huomattavasti.

Päätin näin ollen yrittää mahduttaa molempien ruutukokojen edut yhdelle kartalle. Käytin siis harvaan asutuilla alueilla suurempaa, 2000x2000m ruutukokoa säilyttäen silti tiheästi asuttujen alueiden yksityiskohtaisemman, pienen ruutukoon.

Kartta 2, 2000x2000m ja 500x500m ruutujen yhdistelmä

Lopputuloksena syntynyt yhdistelmäkartta on ulkoasultaan varsinkin ensisilmäykseltä ehkäpä hieman sekavampi kuin yhden ruutukoon versio, mutta eläkeläisosuuksiltaan varmasti kuvaavampi. Karttaa voitaisiin käyttää vaikkapa vanhuspalvelujen sijainnin suunnitteluun, tai asuntomarkkinoiden tulevaisuuden ennustamiseen: Vanhojen ihmisten asunnot tulevat todennäköisesti lähivuosina vaihtamaan omistajaa.

 

Toinen blogitehtävä oli jokseenkin suoraviivaisempi. Tarkoituksena oli vertailla itse rasteriaineistosta tuotettuja korkeuskäyriä maanmittauslaitoksen peruskarttalehden versioihin samalta alueelta.

Erot painottuivat erityisesti korkeuskäyrien tarkuuteen. Oman tuotoksen käyrät osoittautuivat paikoin huomattavasti rosoisimmiksi, kuin karttalehden pehmennetyt versiot.

Kuva 1. Korkeuskäyrät ovat huomattavasti pehmeämpiä karttalehdellä (oikealla).

Jotkin kohteet erottuivat kuitenkin huonommin, tai jäivät kokonaan pois karttalehdeltä. Tästä tyypillisimpänä, ja lähes jokaisen blogissa esiintyneenä esimerkkinä Lampisuon matala kumparemainen keidassuo.

Kuva 2. Karttalehdellä näkymätön keidassuo paljastuu selkeästi itse tuotetuilla korkeuskäyrillä (vasemmalla).

 

Kurssikerta 3 – Tietokannat solmussa

Kolmas kurssikerta. Aamun gis-retriitti lähti liikkeelle ilman sen suurempia teoriaosuuksia, aiheena oli tietokantojen kanssa tomiminen sekä niiden yhdistely. Edellisen kurssikerran aiheuttama itsevarmuus QGISsiin oli pian menneisyyttä, ja afrikan tietokannat jokseenkin sekaisin. Harjoituksesta selvittiin kuitenkin kunnialla ja fokus siirtyi pian itse blogitehtävän pariin.

Tarkoituksena oli luoda Suomen valuma-alueiden ominaisuuksiin keskittyvä kartta. Pääasiallisena sisältönä kartassa ovat valuma-alueiden tulvaindeksi, sekä samojen alueiden järvisyysprosentti.

Tulvaindeksikartta.

Kartan värimaailmaksi valitsin jyrkät vastavärit. Oranssit sekä siniset estävät jo valmiiksi kovin tukkoisen kartan informaation sekoittumisen tasapaksuksi värimössöksi. Järvisyysprosenttia päätin, hieaman ohjeista poiketen ja Laura Aholan blogista mallia ottaen, ilmaista erisuuruisina ympyröinä. Päätin myös lisätä palloihin prosenttiosuuden, joka on myös tapauskohtaisesti ilmoitettu numerolla. Ympyrävalinnankin taustalla on selkeys: pylväsdiagrammeja lukiessa on vaikeampaa etenkin pienten valuma-alueiden keskittymien kohdalla hahmottaa mille alueelle mikäkin pylväs kuuluu. Toisaalta numerona ilmoitetusta prosentista voi kartanlukija myös helposti päätellä järvi- ja maapinta-alan suhteen. Eivät ympyrätkään täydelliseksi osoittautuneet, mutta ainakin allekirjoittaneen mielestä vaihtoehto toimi paremmin. Järvisyysprosentin yhteyteen lisätyn maapinta-alan kuvaajat päätin jättää kokonaan kartalta pois. Esitys on jo sen verran täynnä, etten juurikaan nähnyt lisäarvoa vielä yhden lisätekijän visualisoinnissa. Loppusilaisuna päätin vielä lisätä mukaan muutaman viikon takaa tutun itämeren vesialueen karttatason, ehkä tämä ainakin jollain tavalla selkeyttää maa- ja merialueiden eroa kartalla. Jälkeenpäin ajateltuna jokseenkin turha operaatio, samaan tulokseen oltaisiin päästy yksinkertaisella taustavärin muutoksellakin.

Kartta on suhteellisen helppolukuinen. Toki etenkin rannikoilla valuma-alueet ja järvisyysprosentit kasautuvat ikävästi, mutta QGISsin diagrammityökalun aiheuttaman päänsäryn magnitudin johdosta päätin hyväksyä kyseisen epäkohdan.

Karttaa tulkitessa hahmottuu ainakin yksi riippuvuus välittömästi: Järvisyysprosentti näyttäisi olevan kääntäen verrannollinen tulvaindeksin kanssa. Tämä on tietysti selitettävissä järvien vaikutuksella suurten vesimäärien käyttäytymiseen vesistöalueilla. Tulvan aiheuttaja on suomessa mitä todennäköisimmin sade, tai lumen sulaminen, jotka molemmat lisäävät joissa virtaavaaa vesimäärää. Alueella, jossa on paljon järviä, voi osa vedestä pakkautua näihin vesialtaisiin, kun taas vähäjärvisellä alueella kaikki vesi valuu suoraan jokiin. Näin ollen vähäjärvinen valuma-alue on siis suuremmassa tulvariskissä.

Lähteet:

Laura Aholan kurrsiblogi, kurssikerta 3: https://blogs.helsinki.fi/lauahola/