Karttaprojektiot ja koordinaatistojärjestelmät ovat maantieteen ytimessä. Niiden avulla muovaamme kolmiulotteista todellisuutta kaksiulotteiseksi, jotta sitä voidaan esittää visuaalisesti tasolla, sekä paikantaa kohteita. Karttaprojektioihin sisältyy aina virheitä, ja eri projektiossa on aina jonkinlainen vahvuus ja heikkous. Projektiot voivat tuottaa laadukasta dataa joko oikeista etäisyyksistä, pinta-aloista, tai muodosta. Jonkun ominaisuuden priorisoiminen tuottaa virheitä muissa tekijöissä. Mercator on yleinen lieriöprojektio, jota käytetään merenkulussa, sillä se ilmaisee ilmansuuntien väliset kulmat oikein. Muita mahdollisia projektioita ovat kartio,-ja tasoprojektiot. Sijainnin määrittämiseksi tarvitaan projektion lisäksi myös koordinaatit, jotka ovat riippuvaisia käytetystä koordinaattijärjestelmästä. Koordinaattijärjestelmiä on hyvin monia riippuen siitä, mille alueelle niiden käyttö on suunniteltu. UTM on esimerkki maailmanlaajuisesta koordinaattijärjestelmästä, jossa maapallo on ensin projektoitu tasolle, ja luotu koordinaatistojärjestelmä joka kattaa koko maapallon. Se on tehty jakamalla maapallo 60 vyöhykkeeseen, joilla kaikilla on omat tarkkaan tunnetut koordinaattipisteet, joista voidaan laskea muiden paikkojen koordinaatit. GIS:sissä voi valita vaihtelevia projektioita ja koordinaattijärjestelmiä. Ne vaikuttavat etäisyyksien ja pinta-alojen laskuihin. Tällä kurssikerralla teimme vertailua eri koordinaattijärjestelmien kesken. Lisäksi GIS:sissä voi valita cartesialaisen tai ellipsoidisen tarkastelutason(2D vs. 3D) jotka myöskin tuottavat erilaisia tuloksia mitattaessa esim. kohteen pituutta. Jotkin koordinaattijärjestelmät kattavat tietyn pienen mittakaavan alueen, ja jotkut koko maapallon.
Kuva 1. Vertailussa TM-35 ja Robinson, sekä Google Mercator. Lähde: Tilastokeskus
Kuvassa 1 on pohjakarttana vuoden 2020 kuntarajat. Se on kytketty Suomessa yleisesti käytettyyn ETRS89-TM35FIN koordinaatistoon. Sitä käyttäen laskettiin jokaisen kunnan pinta-alat. Tämän jälkeen muutimme koordinaattijärjestelmää ja tarkastelimme kuntien pinta-alojen muutoksia. Kuvan 1 koropleettikartta ilmentää siis eri koordinaattijärjestelmien eroja laskettavalle kunnan pinta-alalle. Kuvasta huomataan, että Robinson vääristää alueiden pinta-aloja huomattavasti vähemmän kuin Google Mercator. TM-35 käyttää projektiona poikittaista lieriöprojektiota(Gauss-Kruugerin projektio), ja Google Mercator taas horisontaalista lieriöprojektiota. Suomi sijoittuu lähelle napa-alueita, ja tästä johtuen Google Mercator tuottaa suuret virheet(jopa 7-kertaiset virheet) erityisesti Pohjois-Suomessa sijaitsevien kuntien pinta-aloille. Robinsonin projektio on kompromissi oikeapintaisesta,- ja kulmaisesta projektiosta, joten sen virheet ovat pienempiä(n. 1,5-kertaiset virheet), vaikkakin ne noudattavat samankaltaista vääristymää kohti napa-alueita mentäessä. Koropleettikartan avulla virheitä on helppo tarkastella, vaikkakin radikaalit värierot tuottavat ehkä hieman suurennellun kuvan erityisesti vertailtaessa TM-35 ja Robinsonia.
Pinta-alojen vääristyminen on tyypillinen virhe projektiossa ja koordinaattijärjestelmissä, ja se saattaa pahimmillaan heijastua laajemmaksi virheeksi, jos kartalla esitettävä tieto/muuttuja on suhteutettu pinta-alaan. Tyypillinen esimerkki tällaisesta tiedosta on esim. väentiheys.
Geometristen työkalujen sekä koordinaattijärjestelmiin liittyvien erojen lisäksi harjoittelimme toisella viikolla tietokantaliitosten tekoa tuomalla gissiin ulkopuolista tietoa.
TIETOKANTALIITOS?!?!?