University of Helsinki
Tämän viikon oppimistavoitteina oli näkyvyysanalyysien tekeminen hyödyntäen rasteriaineistoja.
Harjoituksen aineisto koostui korkeusmallista ja linkkimastojen sijaintitasosta pistemuotona. Tämän harjoituksen tavoitteena oli luoda vaellusreitti Kevon luonnonpuiston läpi ja tutkia alueen linkkimastojen kattavuutta reitillä hyödyntäen näkyvyysanalyysia. Tämän jälkeen sijoitettiin teoreettinen uusi masto alueelle ja tutkittiin sen vaikutusta GSM-kuuluvuuteen reitillä.
Reitti kulkee aikaisemmissa harjoituksissa tutuksi tulleen Kevon kanjonin läpi, joten alueella esiintyy paljon korkeusvaihteluita ainakin Suomen mittasuhteissa. Koska harjoituksessa katsotaan nimenomaan mastojen suoraa näköyhteyttä reitille, on korkeusvaihteluilla tärkein merkitys. Todellisuudessa eri puhelinverkkojen kuuluvuuteen vaikuttaa muitakin tekijöitä.
Reitti digitoitiin kahden ennalta määritettyjen koordinaattien välille (Kuva 1). Tämä oli ensimmäinen kerta, kun tein ArcGIS:illä suoraan itse uutta vektoritasoa. Reitin määrittelin silmämukaisesti hyödyntäen korkeusmallia, siitä tehtyä rinnevarjostetta ja maanmittauslaitoksen maastokarttaa. Reitin pituudeksi tuli 60,7 kilometriä.
Kuva 1. Digitoitu vaellusreitti Kevon kansallispuistossa
Näkyvyysanalyysi tapahtuu käyttämällä Visibility-työkalua ArcGIS:ssä. Näkyvyysanalyysien toimintaperiaatetta kävimme läpi viikon luennolla. Lyhyesti, analyysi laskee tutkimuspisteestä poispäin solujen korkeuseron ja etäisyyden suhdelukua. Jos suhdeluku on suurempi kuin aikaisemmissa laskuissa, kohde on näkyvissä. Jos pienempi, kohde ei näy. Käytännössä katsotaan esimerkiksi rinteeseen päin. Näemme kohteen rinteen korkeimpaan kohtaan asti, mutta rinteen taakse emme. Vasta kun korkeus nousee taas korkeammalla kuin edellisen rinteen huippu, on olemassa näköyhteys.
Näkyvyyteen vaikuttaa todellisuudessa myös muitakin tekijöitä kuin maaston korkeus, esimerkiksi puut ja rakennukset. Tässä harjoituksessa huomioidaan vaan maastonkorkeus, puhelimen korkeus kädessä (2m) ja antennien korkeus. Analyysiin voitaisiin ottaa myös mukaan siis esimerkiksi puuston korkeuksia (Metsäkeskus 2023)
Visibility-työkalu antaa rasteritason, jossa jokaisessa solussa on tieto, kuinka moneen mastoon siitä on näköyhteys. Työkalussa määriteltiin myös maksimietäisyydeksi 35 kilometriä.
Kuuluvuudeksi meille riitti yksi masto, joten rasteritaso uudelleenluokiteltiin soluiksi, joissa on näkyvyys vähintään yhteen linkkimastoon. Tämän tason avulla pystyi päällekkäisyysanalyysin avulla vertaamaan aiemmin tehtyä reittiä, jotta nähdään kuinka paljon reitistä osuu alueille, joissa on näkyvyys linkkimastoihin (Kuva 2).
Kuva 2. Vaellusreitin GSM signaalien kuuluvuus digitoidulla reitillä
Oma reittini oli 60,7 kilometriä pitkä, josta kuuluvuusalueen ulkopuolella oli 58,4 kilometriä. Reitistä vain noin 4% oli siis matkapuhelinverkon alueella. Tulos ei ole todennäköisesti kovin realistinen, sillä kuuluvuuteen vaikuttaa monia muita tekijöitä. GSM-verkko ei perustu pelkästään suoraan näköyhteyteen, vaan myös monitieheijastuksia pystytään hyödyntämään yhteyksissä. Aiemmissa tehtävissä alueella on myös nähty olevan jonkin verran puustoa, millä voi myös olla negatiivinen vaikutus kuuluvuuteen.
Seuraavaksi halusimme luoda alueelle teoreettisen uuden linkkimaston, joka parantaisi reitin kuuluvuutta. Masto sijoitettiin silmämääräisesti, mistä voisi ajatella olevan eniten hyötyä kuuluvuuden parantamiseksi. Sijoitin oman mastoni koordinaatteihin 26.5197416°E 69.5751473°N .
Tämän jälkeen teimme näkyvyysanalyysin, jossa etsimme sijainteja, joista näkee eniten reittiä (Kuva 3). Analyysin avulla huomaa, että suurin osa optimaalisista maston sijainneista ovat reitin läheisyydessä sen eteläpuolella. Suurin pikselin arvo analyysissä oli 2618. Oman mastoni sijainti tästä pikselistä oli noin 11 kilometrin päässä (Kuva 4), mikä ei siis ole kovin kaukana, mutta reitistä osa kulkee kanjonissa, mihin suoraa näköyhteyttä ei löydy edes alueen korkeimmista maastonkohdista.
Kuva 3. Näkyvyysanalyysi potentiaalisen maston sijainniksi
Kuva 4. Maston silmämääräisen sijainnin etäisyys parhaiten näkyvästä sijainnista.
Analyysissa käytimme pienempää resoluutiota työkalun nopeuttamiseksi. Pienentäminen vaikuttaa käytännössä parhaan sijainnin tarkkuuteen, mutta pienemmällä resoluutiolla saadaan kuitenkin jo hyvin selkeä kuva alueista mitä välttää ja mihin voisi kohdentaa tarkemman analyysin.
Toteutimme mastojen näkyvyysanalyysin uudestaan, mutta nyt ottaen huomioon myös oman maston. Samalla analyysillä katvealueiden pituudeksi tuli 55,5km (Kuva 5). Ensimmäisessä analyysissä (Kuva 2) katvealueiden pituus reitillä oli 58,4km. Masto parantaisi kuuluvuutta noin 2,9km, eli 4,8% koko reitin pituudesta.
Kuva 5. Uuden maston katvealueet vaellusreitillä.
Valitsemani reitti osui siis kokonaisuudessaan laajasti katvealueille ja oman maston lisääminen ei parantanut kuuluvuutta merkittävästi.
LÄHTEET:
Metsäkeskus 2023. Metsävaratiedot https://www.metsakeskus.fi/fi/avoin-metsa-ja-luontotieto/metsatietoaineistot/metsavaratiedot