Kurssikerralla 2 harjoittelimme lisää QGIS:sin käyttöä. Tutustuimme ohjelmasta löytyviin karttaprojektioihin ja vertailimme niitä keskenään. Karttaprojektioissa aina jotkin omianisuudet (pitudet, pinta-alat tai suunnat) vääristyvät, mutta eri projektioissa vääristymien suuruudet vaihtelevat. Vääristymien suuruus riippuu myös projektiossa riippuen siitä mitä kohtaa maapallosta tutkitaan.
Aloitimme projektioiden tutkimisen vertaamalla pinta-aloja ja etäisyyksiä, joita eri karttaprojektiot antoivat samalle Suomen kohdalle piirretylle viivalle ja alueelle. Tämän toteuttamisessa ilmeni itselläni haasteita, sillä projektiota vaihtaessa mittaukseni meinasivat aina kadota. Tähän samaan ongelmaan oli ilmeisesti myös Aino Schulz törmännyt ja ratkaissut sen tekemällä mittaukset uudestaan. Aino on myös hyvin havainnut syyn siihen, että miksi joskus projektiota vaihtamalla luvut pysyvät täsmälleen samoina. Oli siis huomattava tarkastella etäisyyksiä ja pinta-aloja tason pinnalla (cartesian), jotta mittaukset tehtiin projektion pohjalta eikä vain ellipsoidin pinnalta. Muutamissa projektioissa koko kartta tuntui katoavan kun yritin tehdä mittauksia. Joihinkin ongelmiin saattaa kuitenkin syynä olla se, että en tarkistanut käyttävätkö kaikki projektiot mittayksikköinä metrejä.
Sain kuitenkin aikaan jonkinlaisen taulukon muutamista mittauksista, joita suoritin eri projektioissa (kuva 1.). Projektioissa on selkeästi huomattavissa eroja saman viivan kuvaamassa etäisyydessä ja alueen pinta-aloissa. Etäisyyksiä tutkin vain itä-länsi suunnassa ja Suomen pohjoisimmissa osissa. Virheitä saattoi mittauksissa kuitenkin jonkin verran tapahtua, sillä QGIS ohjelmisto pyrki koko ajan poistamaan aikaisemmin tekemiäni mittauksia. Taulukossa lukevat arvot vaikuttaisivat kuitenkin melko luotettavilta, sillä Mercatorin projektion pinta-alat ja etäisyydet ovat huomattavasti TM35 projektiota suurempia (kuva 1.). Robinsonin projektiossa pinta-alat ja etäisyydet ovat myös hieman TM35 projektiota suurempia.
Mercatorin projektiolla pinta-alat Suomen kohdalla olivat moneen muuhun karttaprojektioon verrattuna valtavia. Mercator siis vääristää etäisyyksiä ja pinta-aloja huomattavasti Pohjoisessa. Karttaprojektion valinnassa tulee siksi kiinnittää huomiota sen ominaisuuksiin, jotta vääristymät eivät haittaa kartan tulkitsemista. Esimerkiksi Mercatorin projektiota hyödyntämällä ei saisi kovin luotettavaa tietoa Suomen pinta-aloista. Toisaalta jokin oikeapintainen projektio voisi sopia pinta-alojen tarkasteluun hyvin tarkoitukseen hyvin.
Kuva 1. Taulukko etäisyyksien ja pinta-alojen mittauksista eri projektioissa ja projektioiden ominaisuuksista.
Jatkoimme projektioiden tutkimista vertaamalla kahta melko tunnettua projektiota TM35 projektiota ja mercatorin projektiota toisiinsa. Loimme kartan kuvaamaan vääristymien suuruuksia eri puolella Suomea. Mercatorin projektio vääristää pinta-aloja sitä enemmän mitä lähempänä maapallon napoja ollaan. Kyseisessä projektiossa pohjoiset alueet näkyvät todelliseen kokoonsa nähden liian suurina, mikä on havaittavissa tekemästämme kartasta (kuva 2.).
Kartasta on havaittavissa se, että Mercatorin projektion antama pinta-ala on TM35 projektion antamaa pinta-alaa koko ajan suurempi ja ero vain kasvaa mitä pohjoisemmaksi Suomessa kuljetaan. Mercatorin pinta-alat ovat siis moninkertaisia TM35 projektioon verrattuna, joka on tärkeää huomata, jos mercatorin projektiota joskus Suomen alueella käytettäisiin. Virheet pinta-aloissa ovat mercatorin projektiossa Suomen kohdalla nimittäin melko suuret.
Kuva 2. Mercatorin projektion pinta-ala verrattuna TM35 projektion pinta-alaan.
Halusin myös itsenäisesti hieman tutustua Robinsonin projektioon. The Arthur H. Robinson Map Library sivustolla kerrotaan, että Robinsonin projektiossa on kaikenlaisia vääristymiä, mutta suureksi osaksi vääristymät ovat melko pieniä lähes kaikkialla kartan alueella. Vertasin Robinsonin projektiota TM35 projektioon ja huomasin pinta-alojen olevan melko lähellä toisiaan (kuva 3.). Karttaprojektioiden vertailussa hyödynsin siis QGIS ohjelmaa.
Päädyin kartassa kuuteen luokkaan, sillä ajattelin sen riittävällä tarkkuudella kuvaavan Robinsonin pinta-alaa verrattuna TM35 projektioon (kuva 3.). Sininen väri kuvastaa pienintä eroa Robinsonin ja TM35 projektioiden pinta-aloissa. Erot kasvavat sitä mukaan mitä punaisemmaksi väri muuttuu. Robinsonin projektion pinta-alat ovat siis TM35 projektion pinta-aloja sitä suurempia mitä pohjoisemmaksi Suomessa kuljetaan. Toisin kuin Mercatorissa on Robinsonin projektiossa pinta-alat kuitenkin vain 1-1,5 kertaisia TM35 projektion pinta-aloihin.
Kuva 3. Robinsonin projektion pinta-ala verrattuna TM35 projektion pinta-alaan.
Tutkin QGIS ohjelmistoa käyttäen myös hieman Winkel tripel-projektiota ja Lambertin projektiota. Iiris Turunen kertoo blogissaan hyvin Winkel tripel-projektion ominaisuuksista. Iiris kertoo projektion pyrkivän vähentämään sekä etäisyyksissä, suunnissa että pinta-aloissa tapahtuvia vääristymiä. Kuten Iiriskin blogissaan toteaa eivät vääristymät pinta-aloissa Suomen kohdalla kuitenkaan ole juuri mitään verrattuna mercatorin projektioon.
Kovin montaa QGIS ohjelmiston projektioista en kuitenkaan itse kokeillut, joten oli mielenkiintoista lukea itselleni vieraammista projektioista muiden blogeista. Ville Väisäsen blogissa on hyvin tutkittu Eckert I projektiota. Itse en koskaan ennen ole tästä karttaprojektiosta kuullut, mutta Villellä oli hyvä kuva koko projektiosta blogissaan ja linkki lisätietoon. Lisäksi Villen blogissa on hieman tietoa Azimuthal Equidistant projektiosta, joka toisin kuin monet muut tarkastellut projektiot ei vääristä pinta-aloja pelkästään mitä pohjoisemmaksi Suomessa kuljetaan. Projektio vääristää hieman pinta-aloja koillista kohti kuljettaessa.
Kurssikerta oli itselleni todella opettavainen, sillä samalla sekä kertasin ensimmäisellä viikolla oppimiani asioita että opin täysin uusia tapoja hyödyntää QGIS ohjelmistoa. Harjoitusten tekeminen onnistui itseltäni tällä viikolla jo selkeästi paremmin kuin ensimmäisellä viikolla, joten tästä on hyvä jatkaa eteenpäin.
Lähteet:
- The Arthur H. Robinson Map Library (4.2.2021) “The Robinson Projection”
The Robinson Projection – Robinson Map Library (wisc.edu)
- Turunen, I (4.2.2021) “2.kurssikerta: projektioiden vertailua”
https://blogs.helsinki.fi/iiristur/
- Schulz, A (4.2.2021) “Toinen luento ja kotitehtävät”
https://blogs.helsinki.fi/scsc/
- Väisänen, V (4.2.2021) “Suomen kuntien pinta-aloja eri projektioissa”
https://blogs.helsinki.fi/villvais/