Aloimme tekemään tällä viikolla rasterianalyysejä. Tällä viikolla työstimme vain yhtä projektia, minkä parissa meidän olisi tarkoitus häärätä seuraavat pari viikkoa.
Tuotuamme viikon aineiston ArcGIS Pro:hon tarkastelimme ensiksi tiedostojen metadataa. Testasimme esimerkiksi toimintoa, mitä aiemmin QGIS:ssä en ollut käyttänyt ja uskon että sitä ei QGIS:stä löydykään: Local Scene toimintoa. Tämä toiminto näyttää meille käsiteltävän kartta-alueen 3D-mallina, siistiä!
Metadataleikkien jälkeen rupesimme hommiin ja aloimme työstämään kurssikerran dataa. Aineistot olivat Utsjoen kunnan alueelta, Kevon luonnonpuistosta, vielä tarkemmin määriteltynä Kevon kanjonin alueelta.
Aluksi aloimme tarkastelemaan KevoDEM-karttatasoa. Meidän täyttyi selvittää tietyt määreet kurssikerran raporttia varten. Alla taulukko ko. vaatimuksista ja niiden vastauksista.
| Korkeusmallin projisoitu koordinaattijärjestelmä | EUREF-FIN TM35FIN |
| Korkeusmallin yksiköt vaaka- ja korkeussuunnassa | Metrejä 1m x 1m |
| Korkeusmallin spatiaalinen resoluutio | 2m x 2m |
| Mikä on alueen koko? | 36 km², sqKm |
Taulukko 1. Korkeusmalliin liittyvän tarkastelun pohjalta rakennettu taulukko.
Taulukkodatan etsimisen jälkeen loimme Hillshade-toiminnolla KevoDEM-karttapohjasta vinovalovarjosteen, mihin lisäsimme myös korkeuskäyrät Countour -toiminnolla. Alla kuvat 1 & 2, missä Hillshade esiintyy ilman korkeuskäyriä, sekä korkeuskäyrien kanssa.
Kuva 1. Hillshade -kartta-alusta yksikseen.
Kuva 2. Hillshade -alusta yhdessä korkeuskäyrien kanssa, mitkä on luotu Contour -työkalulla.
Hillshade-toiminto antaa kuvan miltä maanmuodot näyttäisivät pelkästään korkeutta ja muotoja taivaalta katsellessa. Mäkien huippuja ei kuitenkaan erota pelkästä hillshadesta vaan korkeuskäyrät auttavat hahmottamaan vielä tarkemmin alueen todellisen muodon.
Seuraavaksi pääsimme käyttämään Slope-työkalua. Johdimme korkeusmallin pohjalta Slope -tason, mikä kertoo meille tarkasteltavan alueen jyrkkyydestä. Vaihteluväli kartan pisteiden jyrkkyydessä oli 0 – 79 astetta. Mitä tummempi väri on, sitä jyrkempi rinne on. Valkoinen väri meinaa nollaa astetta, eli sitä että maanpinta on aivan tasainen. Pienin kartalla esitettävä jyrkkyyskulma on 1.72 astetta. Kartan jyrkimmät kohdat ovat luontaisesti kanjonin reunoilla, kanjonin molemmilla puolin. Alla (kuva 3) datapaneeli, mistä löysin tämän luvun, jyrkkyys yhtä suuri tai pienempi kuin 1,72 astetta. Toki kanjonin pohjalla ja muualla kartta-alustalla on tasaisia kohtia, minkä jyrkkyys voi olla jopa nolla, mutta koska ne eivät ole mäkiä, niitä ei mielestäni lasketa mukaan vertailuun. Jyrkin kohta löytyi sekä metadataa syvemmin tutkailemalla, että Image information työkalulla ja se oli tosiaan sen 79 astetta.
Kuva 3. Slope -työkalun luoman pohjan datapaneeli.
Kuva 3. Slope -työkalun luoman pohjan datapaneeli.
Kuva 4. Slope -karttapohja, jonka päällä valuma-aluevanoja.
Teimme myös toisen korkeusmallijohdannaisen, Aspect -tason, mikä kuvaa alarinteen ilmansuuntaa, sitä suuntaa minne päin rinne vie. (Kuva 5).
Kuva 5. Aspect -työkalun luoma kartta, mikä kuvaa rinteiden laskeutumissuuntia. Itsekseen siitä ei saa vielä paljon irti, mutta sitä voi vertailla esimerkiksi Hillshade -karttapohjaan muuttamalla alustaa läpinäkyvämmäksi, jolloin siitä saa enemmän irti. Arvoluokka -paneeli olisi ollut hyvin käytännöllinen liitettävä tähän tueksi.
Korkeusmallien johdannaisten parissa puuhaamisen jälkeen pyhitimme jälkimmäisen osan GIS-sessiostamme hydrologiseen mallinnukseen ja etenkin valuma-alueiden tarkasteluun. Ensiksi määritimme virtaussuunnat Flow direction-työkalulla (kuva 6). Tämän jälkeen täytimme kartta-alueen kuopat (kuva 7) Sinks-työkalua käyttäen. Sitten loimme virtaussuunnat korjatuille korkeusmalleille Flow direction-työkalulla. Tämän jälkeen määritimme valuma-alueet Basins-työkalulla, muuttaen rasterimuotoisen lähtöaineiston vektorimuotoiseksi ja visualisoiden tuotoksen kartalla. Tämän jälkeen tarkastelimme vielä lopuksi potentiaalisten uomien potentiaalisia esiintymispaikkoja Flow accumulation, sekä Reclassify työkaluilla. Mitä suurempi Flow accumulation arvo pikselillä on, sitä todennäköisemmin kyseinen pikseli sijaitsee uomassa. Reclassify-toiminto taas rajaa sitä, kuinka herkästi nämä uomat esiintyvät valuma-aluekartassa. Käytin Reclassify-työkalussa kolmea eri arvoa potentiaalisten uomien etsimiseen, <2000, <10 000 sekä <100 000. Alla kuvat 8, 9 & 10, visualisoivat potentiaalisia uomia arvojen ollessa edellä mainitut.
Kuva 6. Flow direction -työkalun luoma kartta-alusta.
Kuva 7. Kevon kanjonin alueen kuopat visualisoituna kartalle.
Kuvat 8, 9 & 10. Uomat 2k, uomat 10k sekä uomat 100k.
Karttapohjia vertaillessa huomaa, että mitä pienempi arvo on, sitä herkemmin uomia tietenkin löytyy. Ongelmallista siinä on se, että jos arvo on liian pieni, niin työkalun luomat potentiaaliset uomat eivät vastaa enää todellisuutta. Kun uomia tarkastelee suhteessa hillshade -pohjaan, mikä näyttää alueen maanmuodot, eivät esimerkiksi uomat 2k -pohjan kaikki valuma-alueet noudata sen suuremmin maanmuotoja, vaan vettä valuu vähän kaikkialle. Ongelmallista on myös se, että kaikki uomat näkyvät samanarvoisina, ja jotkut hyvin pienet saumat missä vettä voi virrata näkyvät uomat 2k -alustassa yhtä merkittävinä kuin tämä suuri kanjoni, mikä on keskeisin uoma missä vedet virtaavat. Totuudenmukaisin käyttämäni valuma-alue -arvo oli kenties 10k. Se noudatti kanjonin maanmuotoja, mutta näytti myös hieman muita valuma-alueita, minne vesi valuu kanjonista, kun uomat 100k -alusta lähinnä mukaili vain kanjonin jyrkimpiä reuna-alueita. Toki, jokin arvo 10 000 – 100 000 välillä olisi voinut olla vielä parempi.
Tarkastelimme viikkotehtävässä alueen valuma-alueita, alla valuma-alueet visualisoituna kahdelle karttapohjalle mustalla värillä. Kuvassa 11. alueen valuma-alueiden rajat esiintyvät yhdessä sinisellä värillä näkyvien potentiaalisten jokiuomien kanssa, reclassifyarvon ollessa 10 000. Kartalla 12. valuma-alueet esiintyvät vain hillshade -työkalun päällä.
Kuvat 11. & 12. Valuma-alueen rajat esitettynä vaaleanpunaisella taustalla yhdessä potentiaalisten jokiuomien kanssa & Valuma-alueen rajat esitettynä Hillshade -karttapohjalla.
Osa valuma-alueiden rajoista on vahvasti vääristyneitä, mikä voi johtua siitä, että rasteriaineistoa muutetaan vektoriaineistoksi. Vastaavatko nämä neliön muotoiset vääristymät pikseleitä kartalla?
Kuva 13. Zoomattu vääristymä, mikä esiintyy valuma-aluevisualisoinnin eteläisessä alalaidassa.