Projektioiden vertailua koropleettikarttojen myötä

Tällä kurssikerralla koin, että QGIS:in käyttö oli jo haasteellisempaa kuin aiemmin. Kokeilimme uusia komentoja ja esimerkiksi uutta tapaa tuoda aineistoa sovellukseen. Kopioin latauspalvelusta (esimerkiksi Tilastokeskuksen) aineiston osoitteen QGIS:iin luomalla uuden WFS yhteyden.

Vääristymiä kartoissa kokeilimme ensin mittaamalla tietyn välimatkan Suomesta eri projektioita käyttäen. Siitä huomaa jo, miten suuria eroja välimatkoissa Suomen kaltaisessa pienessä valtiossa voi tapahtua projektiota vaihtamalla. Varsinkin Suomen Lapissa välimatkojen erot olivat suuret verrattuna Etelä-Suomeen, sillä pitkulaisen muodon vuoksi Lappi paljon pohjoisempana projisoituu pallon pinnalla dramaattisemmin.

Ensimmäisessä tehtävässä vertailin samaa mitattua matkaa (km) eri projektioiden välillä, ja arvot muuttuivat paljonkin. Mitatun matkan otin mittatyökalulla QGIS-ohjelmassa noin Keski-Suomen päältä vertikaalisesti.

Vertailin myös pinta-aloja projektioiden välillä. Alueen otin pohjoisimmasta Lapista, jotta suhteelliset erot näkyisivät mahdollisimman hyvin.

Vertailemalla eri projektioiden pinta-aloja ja pituuksia voi huomata, että muita Suomea hyvin kuvaavia projektioita on esimerkiksi Azimunthal (world equidistant), koska sen arvot ovat lähellä samoja arvoja kuin TM35-projektiossa (Taulukko 1 ja 2). Toisaalta Mercator-projektio kuvaa Suomea huonosti. Arvoista näkee, että alue Lapissa on 86,9% suurempi kuin TM-35 projektiossa (Taulukko 2). En pystynyt jostain syystä QGIS-ohjelmalla muokkaamaan ja vaihtamaan sitä, katsotaanko Suomea ellipsoidin vai tason pinnalla (ellipsoid/cartesian).

Ensimmäisenä tarkasteluun otin Mercatorin sekä ETRS-TM35 projektioiden välisen suhteen. TM35 tarkoittaa “Transverse Mercator, jossa Mercator projektio on projisoitu poikittaisen lieriön mukaisesti eikä pystyssä olevan. Lieriön “kosketuspinta” pallolla on noin Suomen keskikohdalla. Tällöin pitkulainen Suomi saadaan sopusuhtaisemmaksi.

Kartasta huomaa, kuinka vääristymäkerroin kasvaa aina pohjoisempaan mennessä. Etelä-Suomessa ero on vain noin 0,34% kun taas ihan pohjoisessa se on jopa 1,25%.

Käytin karttaa 2. tehdessä myös seitsemää luokkaa, jotta erot kuva 1. ja kuva 2. välillä voisi huomata helposti. Käytin myös kaikkia karttoja tehdessä samaa väritystä, jotta niitä voisi helposti vertailla keskenään. Molemmista kartoista huomaa, että Pohjois-Suomi vääristää Suomen kuvaa eniten. Kartoista voi kuitenkin päätellä sen, että Mercatorin projektion vääristymäkerroin on suuri tasaisemmin Suomessa, kun taas Robinsonin projektio vääristää enemmän Suomen kuvaa Pohjois-Suomessa. Punaiset alueet ovat laajemmalti esiintyviä kuvassa 2. kuin kuvassa 1.

Robinsonin projektion vääristmäkerroin taas on melko vähäinen. Puhutaan vain noin 0,1% tai alle vääristymistä koko maassa. Robinsonin projektioissa vääristymät navoilla ovat melko suuret, mutta vähenevät nopeasti etelämpään mennessä. Siksi Pohjois-Suomi on taas vääristyneempi muuhun Suomeen verrattuna. Projektio ei ole oikeapintainen, eikä missään suhteessa oikeapituinen tai -kulmainenkaan, vaan se on kompromissi näistä kaikista tarkoituksena luoda sopusuhtainen kuva maailmasta.

Kun vertaillaan kuvaa 2. ja 3. voidaan huomata, miten eri luokkien määrä vaikuttaa kuvan visuaaliseen tulkintaan. Kun luokkia on vain neljä, tulokset eivät näy yhtä selkeämmin tai jopa dramaattisemmin kuin kuvassa 2. Kuvassa 3. näyttää siltä, että vääristymäkerroinluokat jakautuisivat tasaisesti Suomeen, kun taas kuvassa 2. näyttää siltä, että punaisemmat alueet olisivat enemmistössä. Siksi kuvaa 2. katsellessa näyttää siltä, että vääristymät ovat voimakkaammat. Kuvassa 3. taas näyttää siltä, että on vain neljä eri väriä kuvaamassa eri luokkia eikä siirtymää värien ja sen mukaan arvojen välillä suuresta pieneen tapahtuisi.

WGS84 projektio, tarkemmin Pseudo Mercator/Web Mercator on lieriömäinen projektio. Se eroaa normaalista Mercator projektiossa siinä, että se suoritetaan pallolla. Tätä projektiota käytetään esimerkiksi Google Mapsissa. Tämä projektio ei ole oikeakulmainen tai -pituinen, mutta oikeapintainen. Siksi, että tämä on oikeapintainen, erot eivät näy kovin suurina.

Tarkastellessa WGS84 (Pseudo-Mercator) ja TM35 projektioiden välistä eroa, huomaa kuinka samanlainen se on verrattuna Robinsonin ja TM35 projektioiden eroon. Kuvat 2. ja 4. näyttävät miltei samalta. Kuitenkin arvot poikkeavat. Kuvasta 4. nähdään, kuinka vääristymä on suurempi WGS84 projektiossa kuin Robinsonin projektion kanssa. Robinsonin projektion suhteet ovat siksi niin pienet verrattuna TM35 projektioon, sillä Robinsonin projektio pyrkii juuri tasasuhtaiseen kuvaan maapallosta.

Kiia Korpisen blogia lukiessa huomaa hyvin erottuvan kuvan, jossa vertaillaan TM35-projektiota sinusoidaaliseen (oikeapintainen Mercatorin projektio). Vaikka arvot eivät poikkea paljon Suomea hyvin kuvaavasta projektiosta, kuitenkin kuva on hyvin eri näköinen, sillä väriluokat soljuvat nyt vertikaalisesti. Sinusoidaalinen projektio kuvaa siis Suomea hyvin verrattuna esimerkiksi Mercatorin projektioon.

Tällä kurssikerralla muistelin vanhoja opittuja asioita projektioista. Ja opin taas uutta QGIS:in käytöstä. Haasteelliseksi tätä tehtävää tehdessä koin sen järjestyksen, milloin tuli lisätä uusi taso, milloin vaihtaa projektiota tarkasteluun ja milloin laskea pinta-alojen suhde. Tätä kun toisti muutaman kartan verran, se alkoi jo onnistua, muutaman epäonnistumisen jälkeen. Helpommaksi taas koin kartan visualisoinnin, sillä sitä harjoiteltiin jo edelliskerralla hyvin.

Kiva jos luit <3

 

Lähteet:

Korpinen K. (31.1.2023). Kurssikerta 2. Geoinformatiikan menetelmät 1, 2023 https://blogs.helsinki.fi/kiiakorp/