Projektiot pielessä (vk2)

Oikean projektion valitseminen on tärkeää! Tarkastelemme tällä kertaa projektioita QGIS-ohjelman käytössä.

Mercator-projektio ja Lambert-projektio pinta-alojen mittauksessa

Alustavat tietoni projektioista ovat johdantokurssin muistojen varassa ja en tiennyt mitä projektiota kannattaa käyttää jos haluaa saada oikeapintaisen Suomen kartan. Materiaalista löytyi että Lambertin (EPSG: 3035) projektiota suositellaan siihen käyttöön. Harjoittelimme geometrisen tiedon tallentamista eri projektioista ja tein kartan jossa verrataan Mercatorin projektion (EPSG: 53004) pinta-alojen kokoa Lambertin projektioon. Väritetty karttakuva on piirretty ETRS89 / TM35FIN -projektiolla jotta se näyttää katsojan silmään järkevältä. Toisaalta myös Mercatorin -projektion käyttäminen piirtämisessä olisi  voinut olla hauskan havainnollistava.

Mittasuhteita havainnollistin prosentteina siten, että jos verrattavat pinta-alat ovat täysin samat, niin luku olisi tällöin 0. Eli esimerkiksi Inarin pinta-ala on 669% suurempi kuin se on Lambertin projektiossa.

Kokeilin erilaisia jakoja väritettyjä luokkia luodessa. Mitä enemmän luokkia oli, sitä tiheämmin ne vaihtuivat etelään päin mentäessä kun käytti ohjelman älykästä luokkajakoa. Tämän vuoksi valitsin 8 luokkaa, koska tätä tihentymistä oli vaikea havaita esim. neljällä luokalla. Mercator-projektio näyttää vääristävän pinta-aloja pohjoista kohti mentäessä enemmän ja enemmän. Vääristymä on jopa kaksikertainen verrattaessa Etelä-Suomen ja Pohjois-Suomen vääristymiä (siis jos Etelä-Suomessa vääristymä on 4-kertainen niin pohjoisessa voi olla 8-kertainen). Tämä johtuu siitä että Mercator-projektio on tarkimmillaan päiväntasaajalla, jolloin napa-alueita lähestyttäessä vääristys on suurimmillaan ja kasvaa “kiihtyvästi” pohjoiseen päin.

Muita projektioita

Tutkin myös muita projektioita ja mittasin miten pinta-alat vaihtelevat. (Taulukko 1) Mitattava ala oli Suomen “päälaella” oleva kolmikulmainen ala. Oli tarkoitus vaihdella mittauksia myös ellipsoidin ja tason välillä mutta oma versioni QGIS:istä ei näyttänyt niiden välillä mitään eroja (A Coruña). En kuitenkaan vielä vaihtanut versiota koska linux-koneessa se aina ole niin yksinkertaista ja toivon että tämä olisi ainoa versioon liittyvä ongelma joka tulee kurssilla vastaan.

Eri projektioilla oli suuria vaikutuksia mitattavaan alaan. Luontevasti Lambert ja Suomen kohdalla tarkka TM35FIN olivat erittäin lähellä toisiaan. Sen sijaan Mercator vääristi valtavasti, ollen n. 760% suurempi kuin pitäisi. Robinsonin projektio ei heittänyt yhtä paljon, sillä se on kompromissiprojektio joka ei ole missään asiassa täysin oikeassa mutta ei hirvittävän pahasti väärässäkään. Gall-Petersin projektio taas näyttä pinta-alat oikein suhteessa toisiinsa, mutta verrattuna oikeaan alaan, siinäkin oli heittoa niin että luku oli 83% suurempi kuin pitäisi. Tämän halusin ottaa mukaan siksi, että ymmärtää kuinka väärä luku silti on jos verrataan Gall-Petersin projektion ulkopuolelle. Eli suhteet ovat oikein vain projektion sisäisesti.

 

 

 

 

 

Projektion valinnalla on suuri merkitys esitettävän tiedon luotettavuuteen. Uutisissakin näkyy usein virheitä projektion valinnassa. Jos kartoista vähän tietävä piirtää vaikkapa 200km säteen jonkin kaupungin ympärille, saadaan täysin väärää tietoa vaikutusalueesta mikäli kartta on esitetty väärässä projektiossa, esimerkiksi jos käytetään oikeakulmaista projektiota. Täytyy siis olla tarkkana siinä, että valitsee oikean projektion kyseiseen käyttötarkoitukseen. Erityiesti silloin jos tarvitaan isoa aluetta esittävää karttaa, esim. tehdään havaintoja Euroopan alueesta.

Robinson-projektion pinta-alat

Tarkastelin vielä Robinson-projektion pinta-alojen mittavirhettä verrattuna Mercatorin projektioon. Tässäkin on hieman heittoa, pinta-alat ovat 18-42 prosenssia suurempia kuin niiden pitäisi olla (vertailukohtana Lambert), mutta heitto on pienempi kuin Mercatorin projektiolla. Kuitenkin jakauma on hyvin samanlainen, eli pohjoista kohti virhe pahenee, mutta Etelä-Suomea ja Pohjois-Suomea vertailtaessa mittavirhe ei kaksinkertaistu, vaan se on noin 1,16-kertainen.  Tämä kertoo siitä, että vaikka vääristymää tulee lisää pohjoista kohden, niin vääristymän skaala on huomattavasti maltillisempi. Kuvasta nähdään että luokitusrajat menevät hyvin samaan tapaan kuin Mercatorin projektiossa, mutta huomattavasti pienemmillä luvuilla.

Robinson-projektiota oli mielenkiintoista tutkia, koska se näytti aluksi niin hämmentävästi antavan saman näköisen teemakartan kuin Mercatorin projektio. Tutkin kuntien pinta-alojen eroja Etelä- ja Pohjois-Suomessa aika tarkasti jotta sain kunnollisen kuvan siitä, miten projektio elää etelä-pohjois -akselilla. Projektiosta huomaa sen, että se on kompromissi. Se ei ole täysin tarkka missään kohtaa maailmaa, mutta ei täysin väärässäkään. Oletan että sen takia mittavirhe ei pahene yhtä voimakkaasti pohjoista kohti mentäessä kuten Mercatorin projektiossa, vaikka muuten virheen “etenemissuunta” on sama.

Pinta-alaan suhteutetun tiedon esittäminen

Kokeilin esittää lasten asumistiheyttä teemakartalla (lasten määrä neliökilometrillä). Ensin käytin oikeapintaista Lambert-projektiota ja sitten Mercator-projektiota jotta tulokset olisivat selkeästi erilaiset. Nähdään että kartta näyttää molemmissa erittäin uskottavalta jos ei kiinnitä huomiota lukuarvoihin. Molemmat kartat näytävät samalta, mutta koska Mercator vääristää pinta-aloja valtavasti suuremmiksi, niin vaikuttaa siltä kuin lapsia asuisi harvemmassa kuin mikä tilanne oikeasti on.

Mitä jäi päähän

Oli hyvä kerrata projektioita ja erityisesti oppia etsimään niitä QGIS:istä. En ollut huomannut ajatella miten paljon ne voi vääristää jos jotain lukua halutaan suhteuttaa esim. pinta-alaan. Olin ajatellut enemmänkin niin että väärä projektio vääristää kartalle piirrettyjä asioita, esimerkiksi niin että suorin reitti ei kuljekaan siitä missä se on kartalle piirrettynä jos kartta ei ole oikeakulmainen. En ollut sen tarkemmin miettinyt miten väestöntiheys tai muut verrattavat asiat muuttuvat jos esitystapa on väärä. Tämä saa minut varovaiseksi jatkossa projektiota valitessa.

Viikolla tuli opittua myös teknisiä asioita, kuten geometrisen tiedon tallennusta tietystä projektiosta ja rajapintojen käyttöä. Rajapinnoista on varmasti hyötyä paljon jatkossa. Tulostettavan karttakuvan luominen alkoi sujua jo helpommin viimeisiä karttoja tehdessä.

Olisin halunnut ottaa vertailuun mukaan luennolla mainitun Equal Earth -projektion, nähdäkseni miten paljon Robinsonia tarkempi se on. En kuitenkaan löytänyt sitä, mutta huomasin kurssilaisen Kasperin löytäneen sen. (Mickos 2021) Ymmärsin että se täytyisi ladata custom-projektiona jos sitä haluaisi käyttää. Koetan ensi kertaan mennessä saada sen asennettua.

 

Lähteet:

Mickos, Kasper (2021). Kasperin Blogi. Haettu 27.1.2021: https://blogs.helsinki.fi/kmickos/