Projektion ja koordinaatiston valinta vaikuttaa karttatiedon paikkansapitävyyteen
Karttaa tehdessä tai lukiessa ei ehkä ensimmäisenä tule ajatelleeksi, että käytetyllä koordinaatistolla ja projektiolla on todella suuri merkitys siihen, miten luotettavaa kartan pohjalta kerätty tieto on. Koska maapallo on kolmiulotteinen ellipsi, mutta kartat paperilla ovat tasoon piirrettyjä, kaksiulotteisia esityksiä, sekä muodot että pinta-alat harvoin osuvat kohdilleen kartan joka osassa. Tällä on ratkaiseva merkitys siinä, millaista tietoa kartan pohjalta voidaan kerätä.
Euroopan Unioni suosittelee, että Suomessa karttojen pohjana käytettäisiin Lambertin oikeapintaista koordinaatistoa, josta käytetään lyhennettä LAEA. Se on Mercatorin projektiosta sovellettu järjestelmä, joka pyrkii korjaamaan pinta-alavääristymät. Näin kartasta voidaan kohtuullisen luotettavasti mitata esimerkiksi etäisyyksiä ja pinta-aloja Suomen alueella.
Oppikirjoissa on yleisesti käytössä Mercatorin projektiolla piirrettyjä karttakuvia. Mercatorin projektio kuuluu oikeakulmaisiin lieriöprojektioihin, ja on hyvin käytetty esimerkiksi erilaisia navigointikarttoja mallinnettaessa. Mercatorin projektiolle ominaista on, että leveyspiirien välit venyvät täsmälleen sellaisessa suhteessa, että leveys- ja pituussuuntaiset mittakaavat säilyvät samana (Wikipedia). Tästä aiheutuu pinta-alavääristymä, jossa lähellä napa-alueita sijaitsevat kohteet korostuvat.
Oheisessa kuvassa 1 on Mercatorin koordinaatistojärjestelmällä piirretty kartta, johon on merkitty prosentteina pinta-alojen vääristymä verrattuna LAEA-koordinaatistolla piirrettyyn karttaan. Kuvasta huomataan, että siirryttäessä kohti pohjoista pinta-alaero kasvaa jopa yli 7-kertaiseksi LAEA-koordinaatistoon verrattuna.
Toisessa yleisesti käytetyssä projektio- ja koordinaatistojärjestelmässä, Robinsonin projektiossa, pinta-alavääristymä ei ole napasuuntaisesti yhtä voimakas kuin Mercatorin projektion pohjalta tuotetussa koordinaatistossa. Robinsonin projektio on kuitenkin oikeapintainen vain noin leveyspiirille 70N ja 70S saakka. Siitä kohti napoja kuljettaessa pinta-alavääristymä kasvaa. Koska Suomi sijaitsee hyvin pohjoisilla leveyspiireillä, LAEA-koordinaatistoon verrattuna myös Robinson vääristää etenkin pohjoisimpien alueiden pinta-aloja. Mercatoriin verrattuna vääristymä on maltillista, mutta esimerkiksi Pohjois-Suomen pinta-aloja tai etäisyyksiä mitatessa 40% pinta-alaero on todella merkittävä.
Kuvasta 2 nähdään, miten LAEA:n ja Robinsonin koordinaatistojärjestelmiin piirretyn kartan pinta-alat eroavat toisistaan.
Miksi pinta-aloilla sitten on väliä? Kuten Sanni Hannula blogissaan tuo esiin, esimerkiksi erilaisten luonnonsuojelualueiden pinta-aloja mitattaessa kartan pintojen oikeidellisuudella on merkitystä. Hannulan havaintojen perusteella Natura-alueiden pinta-alat Pohjois-Suomessa vääristyvät roimasti, mikäli karttapohjana käytetään esimerkiksi Mercatorin koordinaatistoon EPSG:3785 piirrettyä karttaa.
Myös määritellessä etäisyyksiä oikeapintaisuus on tärkeää, jotta matkaksi saadaan oikea tulos. Hannula on blogissaan tehnyt erinomaisen taulukon, jossa sama matka on mitattu eri koordinaatistoja käyttäen. Tulokset ovat hämmästyttävät, ja vääristymä jopa useita satoja kilometrejä!
Lähteet:
Hannula, Sanni. Kurssiblogi https://blogs.helsinki.fi/sannihan/
Wikipedia. https://fi.wikipedia.org/wiki/Mercatorin_projektio