GIM 2 – Korkeusmalli ja hydrologinen analyysi

GIM 2 – Korkeusmalli ja hydrologinen analyysi

Projektin lähtöaineistona on käytetty digitaalista korkeusmallia Kevon kanjonin alueelta. Kahden metrin pikselikoon aineisto kattaa yhteensä 36 neliökilometrin kokoisen alueen, käyttää yksiköinään niin vaaka- kuin korkeussuunnassa yksiköinään metrejä ja on projisoitu ETRS-TM35FIN -koordinaattijärjestelmälle. Maanmuotojen havainnollistamiseksi korkeusmallista on tuotettu rasterimuotoiset johdannaiset: Vinovalovarjoste Hillshade-työkalulla, rinteiden jyrkkyysmalli Slope-työkalulla ja rinteiden suuntamalli Aspect-työkaluilla sekä vektorimuotoiset korkeuskäyrät Contours-työkalulla. Korkeusmallin ja sen johdannaisten pohjalta on mallinnettu alueen hydrologiaa: Uomat ja kuopat ovat mallinnettu korkeusmallista Flow direction- ja Sinks-työkaluilla. Mallinnettujen uomien perusteella on alueelle määritelty valuma-aluejako Basins-työkalulla sekä Reclassify-työkalulla luokiteltu uomia neljään luokkaan, riippuen siitä, kuinka suurelta alueelta uomaan vettä virtaa.

 

Korkeusmallit

Tarkastelualueen korkein kohta, 422,735 mmpy. sijaitsee karttalehden länsireunalla Fiellogahskáidi-tunturilla. Karttalehden matalimmat arvot, 145,9 mmpy. alueet sijaitsevat karttalehden koilliskulmassa jokilaakson pohjalla (kuva 1.)Pienen puljaamisen jälkeen ääriarvot karttatasolta pääsi visualisoimaan toivottavalla tarkkuudella (Kuva 1.) Symbology-valikosta vaihtamalla Stretch typen Minumum Maximum-arvoille. Rinteiden jyrkkyyksiä tarkastellessa kanjonin ja sen kahden suurimman sivu-uoman seinämien jyrkkyys on keskimääräisesti yli 45 astetta, karttalehden koilliskulman sivu-uoman rinteiden jyrkkyyden jäädessä noin 30 asteeseen. Alueen jyrkimmät rinteet ovat miltei 80 astetta jyrkkiä, kanjonin kaakkoisrinteen ollessa säännöllisesti hieman luoteisrinnettä jyrkempi, jyrkimmän rinteen sijaitessa karttalehden lounaiskulmassa kaakkoisrinteellä.

Rinnevarjostus auttaa visualisoimaan karttaa ja helpottaa pinnanmuotojen lukemisessa, visuaalisesti kuitenkin vääristäen karttaa, korostaen varjorinteitä enemmän. Aspect-työkalu toimii hyvin siinä mitä varten se on tehty, luokittelemaan ja visualisoimaan rinteiden suuntaa, kun sitä tarvitaan. Toimii hyvin laajempien ja pinnanmuodoiltaan suuripiirteisten alueiden tarkasteluun. Suuremman mittakaavan alueiden rinteiden suuntien toimii työkalulla myös melko hyvin, riippuen kuitenkin aina lähtöaineiston tarkkuudesta sekä tasaisempien pintojen luokittumisesta. Slope-työkalu taasen tuottaa mielestäni visuaalisesti miellyttävimmän ja neutraaleimman mallin pinnanmuotojen lukemiseen, sen vääristämättä jonkun suunnan rinteitä toisin kuin rinnevarjostus. Yhdessä kaikki kolme aineistoa sekä digitaalinen korkeusmalli saadaan pienellä visualisoinnin viilauksella toimimaan hyvin yhdessä, kuten hydrologisen mallinnuksen kartoissa havainnollistuu.

 

Hydrologinen mallinnus

Karttalehden aluetta hallitsee yksi päävaluma-alue, jonka pääuoma on Kevojoki. Valuma-alueita mallintaessa karttalehden pohjois- ja eteläreunalle muodostuu kuitenkin erikokoisia valuma-alueita, pinta-alaltaan 1,15 neliökilometristä aina yksittäisiin neljän neliömetrin pikseleihin, sekä kolmeen kahden valuma-alueen leikkauskohtiin muodostuviin 2,2 neliömetrin kolmioon, joiden syntyperä jäi mysteeriksi. Siinä missä pienemmät mallinnetut valuma-alueet myötäilevät tunnollisesti maastonmuotoja ja ovat jossain määrin realistisia pienemmällä skaalalla, mallintuisivat kuitenkin karttalehden reunojen valuma-alueet yhtenäisemmiksi, mikäli niitä mallinnettaisiin laajemmalla skaalalla. Vain karttalehden alueelta mallintaessa Basin-työkalulta jää täysin analysoimatta karttalehden ulkopuoliset alueet, luoden pieniä ja epäyhtenäisiä valuma-alueita karttalehden reunoille. Hyvin pienien valuma-alueiden synty pohjautunee taasen käytettyyn lähtöaineistoon, mallinnuksen tarkkuuden rajautuessa vain KevoDEM-aineiston 2 m. x 2 m. pikselikokoon.

 

Kuva 1. Mallinnetut valuma-alueet korkeusmallilla. Lähde: Maanmittauslaitos

 

Yhtälailla uomia mallintaessa yksi tarkkuutta rajoittavista tekijöistä oli lähtöaineiston pikselikoko. Korkeampien raja-arvojen uomat mallintuivat melko realistisesti näillä työkaluilla, joskin hieman kulmikkaiksi lähtöaineistosta johtuen. Pienempiä uomia tarkastellessa epäloogisuuksia alkoi löytymään lisää, kuten aivan vierekkäisiä uomia, uoman jakautumisia ja uudelleenyhtymistä, pieniä pikselikuutioita, sekä haasteita isompien uomien ja poukamien kohdalla. Pienimpien uomien raja-arvo valikoitui 10000 pikseliin, kahden hehtaarin valuma-alueiden ollessa rajatulla hydrologisella ymmärrykselläni realistia runsaiden sateiden aikaan. Tämä havainnollistui etenkin uomia ortokuvaan verrattaessa, jossa suuri osa pienemmistä uomista löysivät oman paikkansa maastonmuotojen välistä. Maastokartasta ei taasen pienempiä uomia ole merkattuna ymmärrettävistä syistä, mutta kartan korkeuskäyriä uomat kuitenkin noudattavat. Korkeammalla raja-arvolla uomat mallintuisivat varmasti paremmalla tarkkuudella: Mitä suuremmalta alueelta uomien muodostuminen lasketaan, niin sitä suuremmalla todennäköisyydellä kaikki vesi ei imeydy maaperään vaan pintavalunta jää riittäväksi muodostaakseen uomia. Jollain matemaattisella mallilla tämäkin lienee selvitettävissä, mutta vailla parempaa ymmärrystä ja kattavaa dataa alueen hydrologisista olosuhteista, jää tämä toistaiseksi mysteeriksi.

 

Kuva 2. Mallinnetut uomat korkeusmallilla. Lähde: Maanmittauslaitos

 

Lähteet

Maanmittauslaitos. Korkeusmalli 2 m. x 2 m. 2020