Viikko 2: Karttaprojektioilla on väliä

Tämän viikon aiheena oli eri projektioiden vertailu käyttäen eri toimintoja QGIS:ssä. Uusia toimintoja, jotka tulivat tutuiksi olivat esimerkiksi mittatyökalun käyttö ja geometriatietojen lisääminen attribuuttitauluun vektoritasolta. Projektioiden merkitys selveni jonkun verran tämän kerran myötä, mutta myös uusia kysymyksiä heräsi. Miksi esimerkiksi pinta-ala laskuissa ei käytettäisi todellisia maastosta mitattuja arvoja? Ei kai silloin projektion valinnalla pitäisi olla merkitystä tuloksiin?

Projektioiden vertailua taulukossa

Hyödynsimme tunnilla QGIS:n mittatyökalua vertailtaessa eri projektioita, ja sitä miten samasta kohtaa Suomea otetut etäisyyden ja pinta-alan mitat muuttuvat eri projektioissa. Valitsin aluksi täysin sattumanvaraisesti eri projektioita ja kirjasin tulokset ylös. Päätin kuitenkin tehdä mittaukset uudestaan ja valita vertailtavaksi yhden jokaista projektiotyyppiä: oikeakulmaisen, oikeapintaisen, oikeapituisen ja kompromissi projektion. Näitä projektioita vertailin Suomessa yleisesti käytettävään ETRS89-TM35FIN -projektioon, koska se vääristää Suomen mittoja vain vähän.

Väänsin Excelissä lukujen kanssa aivan tarpeettoman pitkän ajan ja turhautuminen alkoi jo olemaan läsnä, kun en saanut laskuja suoritettua edes kattavan Googlettelun jälkeenkään. Ongelma kuitenkin ratkesi lopulta kun muistin, että olin muuttanut aikaisemmin desimaalierottimen pilkusta pisteeksi 😀 Tästä johtuen Excel ei tunnistanut soluja lukuarvoiksi. Tämän ratkettua onneksi homma lähti rullaamaan.

Taulukko 1. Projektioiden vertailua.

Ensimmäinen havainto taulukosta 1 on, että Mercatorin projektio vääristää pinta-alaa todella paljon. Mitattava alue oli Suomen ”päälaelta”. Mercatorin projektion ollessa pystysuuntainen lieriöprojektio, jossa sivuamiskohta on päiväntasaajalla, vääristyy alueet sitä enemmän, mitä kauempana ne on päiväntasaajalta. Suomen päälaen korkeudella pinta-ala näyttäisi olevan lähes 7,5-kertainen verrattuna ETRS89-TM35FIN -projektioon. Sekin on Mercatorin projektio, mutta poikittainen sellainen, eli sivuamiskohta on päiväntasaajan sijaan pituuspiiri 27° itäistä pituutta.

Taulukosta nähdään myös, että Lambertin oikeapintainen projektio on pinta-alaltaan hyvin lähellä. Tasavälinen kartioprojektio on taas pituudeltaan hyvin lähellä. Toisaalta siinä myös pinta-ala näyttäisi olevan melko lähellä.

Kuva 1. Kuvakaappaus tasavälisen kartioprojektion (World_Equidistant_Conic) kuvauksesta.

Tarkemmin projektion kuvausta lukiessani löysin hieman vaikeasti luettavasta koodista, että kartioprojektion standardileveyspiiriksi on valittu 60° leveyspiiri (kuva 1). Tällöin siis sivuamiskohta kulkee eteläisen Suomen kautta, joten vääristymä ei myöskään Lapissa ole vielä kovin suurta.

Robinsonin projektio on kompromissi projektio eli se ei näytä mitään ominaisuutta täysin oikein. Taulukosta nähdään, että vääristymät ovat maltillisia verrattuna esimerkiksi Mercatorin projektioon.

Projektioiden vertailua havainnollistavien karttojen avulla

Tässä tehtävässä hyödynnettiin QGIS:n geometriatyökalua vektoritasoille, jolla saatiin luotua uusi vektoritaso, jolla oli edellisen tason attribuuttien lisäksi tiedot polygonien pinta-aloista ja ympärysmitoista. Näin saatiin kunnat2020 -tasolle laskettua kuntien pinta-alat eri projektioissa.

Kuva 2. Mercatorin projektio.
Kuva 3. Robinsonin projektio.
Kuva 4. Winkel Tripel -projektio

Pohdin karttoja tehdessäni, olisiko parempi kuvata kartat samassa ETRS89-TM35FIN -projektiossa vai käyttää jokaiseen karttaan omaa projektiotaan. Päädyin jälkimmäiseen vaihtoehtoon gis-ammattilaisen mielipidettä kysyttyäni. Tällä tavalla saa myös visuaalisesti havainnoitua, miten kartta venyy eri projektioissa.

Jälleen kerran havaitaan kuvasta 2, että Mercatorin projektio vääristää pinta-aloja eniten. Kartta tukee myös taulukossa 1 tehtyä laskelmaa, jossa pinta-ala vääristymä oli noin 7,5-kertainen. Itselle yllättävä tieto kartasta oli, kuinka paljon vääristymissä on eroa myös Suomen sisällä. Etelä-Suomi vääristyy pienimmillään noin 4 kertaiseksi, kun Lapissa vääristymä on suurimmillaan yli 8 kertainen.

Kuvista 3 ja 4 saa käsitystä kompromissi projektioiden vääristymistä. Karttojen perusteella näyttäisi, että Robinsonin projektio on parempi kuvaamaan Suomea kuin Winkelin Tripel -projektio.

Kartat itsessään oli mielestäni kiva tehdä. Projektioiden pinta-alojen suhteita laskettaessa sai olla kuitenkin tarkkana, että käyttää kunkin kartan kohdalla oikeita suhdelukuja. Karttojen tulokset näyttävät ihan järkeviltä, joten luulen että laskut menivät oikein.

Loppupäätelmät viikolta

Ymmärrys projektioiden merkityksestä on etenkin maantieteilijöille, mutta myös ihan kaikille karttojen käyttäjille tärkeää. Katariina Maijala kirjoittaa blogissaan Mercatorin projektiosta osuvasti: ”Jos Mercatorin projektion vääristymistä ei ole tietoinen, kartan käyttäminen tieteellisesti tai uutisoinnissa voi vääristää todellisuutta moniulotteisesti.” Kyseessä ei ole siis vain pelkkä kaksiulotteinen pinta-alan vääristymä, vaan se voi pahimmillaan vääristää laajemminkin ihmisten käsitystä maailmasta.

Oma ajatteluni kartoista ja paikkatiedosta on taas edistynyt hieman. Lähiopetuksessa vertailimme esimerkiksi eri mittakaavaisia karttoja Suomen kunnista, joka oli hyödyllistä vahvistamaan ajatusta siitä, että kartan käyttötarkoitus sanelee pitkälti sen ominaisuuksia. Turhaan ei kannata siis karttaan lisätä yksityiskohtia, jos se ei palvele kartan käyttötarkoitusta. Sama pätee myös projektioihin. Projektio valitaan palvelemaan kartan käyttötarkoitusta mahdollisimman hyvin.

Lähteet

Maijala, Katariina (2022). Karttoja ja projektioita. Geoinformatiikan harjoittelua. Lainattu 1.2.2022, saatavilla: https://blogs.helsinki.fi/katariinagem/2022/01/31/karttoja-ja-projektioita/

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.