GIS-artikkeli

Neljännen viikon blogitehtävänä on lukea vuonna 1993 julkaistu artikkeli The Basics of Geographic Information Systems (Blinn & al., University of Minnesota), joka käsittelee paikkatietojärjestelmien (=GIS= Geographic Information Systems) perusperiaatteita ja pohtia lukemaansa.

Artikkelin lukeminen ei varsinaisesti mullistanut tietämystäni geoinformatiikasta, mutta teksti toki selvensi kattavasti ja kansantajuisesti paikkatietojärjestelmien eri osasten ja ominaisuuksien luonnetta. Artikkelissa määritellään GIS tietokoneilla pyöritettäväksi monitasoiseksi järjestelmäksi jonka avulla voidaan koota, käsitellä ja esittää sijainteihin sidottua tietoa.  Vastaava määritelmä on tullut tutuksi jo lukion oppikirjoista ja yleismaantieteen perusopintojen kirjallisuudesta. Tämä toisaalta osoittaa sen (jos koulukirjani on tältä vuosituhannelta), että paikkatietojärjestelmien perusidea ei ole muuttunut sitten vuoden -93, vaikka kuinka puhuttaisi teknologian nopeasta kehityksestä ja vanhentumisesta.

Kehitystä on toki tapahtunut, voisi esimerkiksi kuvitella että tietokoneiden prosessointikyky on kasvanut huomattavasti artikkelin kirjoittamisen ajoista, minkä takia raskaidenkin tiedostojen pyörittäminen ei ole enää yhtä suuri ongelma kuin ennen. Geoinformatiikan perusidea on käsitykseni mukaan kuitenkin ennallaan; keskseistä on maantieteellisen tiedon tallennus, analysointi ja visualisointi teknologian keinoin. Paikkatiedon saatavuus on varmasti parantunut huomattavasti vuodesta 1993. Nykyään voidaankin keskittyä entistä enemmän itse paikkatietoanalyyseihin tiedon manuaalisen keräämisen,tietokantojen kokoamisen ja karttojen digitoimisen sijaan, eikä data välttämättä enää ole kallein osa GIS kokonaisuudessa, vaikka kerättävän ja päivitettävän tiedon määrä ei varmasti ole loppumassa maapallolta. Artikkelissa ikäänkuin haaveillaan ajasta jolloin kaikki maantieteellinen tieto olisi GIS-yhteensopivassa muodossa.

GIS koostuu laitteistosta, ohjelmistosta, datasta eli tiedosta sekä käyttäjästä. Artikkelissa painotetaan tiedon ja sen käsittelyn keskeistä roolia GIS kokonaisuudessa.  

Dataan on mielestäni tärkeä kiinnittää huomiota, sillä GIS tulee helposti miellettyä vain käyttöjärjestelmänä, johon aineisto vain putkahtaa jostain analysoitavaksi. Esimerkiksi TVT3-kurssin alussa paikkatieto oli lähinnä vain apuväline MapInfon käytön opetteluun ja karttojen tekemiseen. Kurssin edetessä itse aineiston muokkaus ja käsittely on kuitenkin ollut kerta kerralta keskeisempää karttojen tuottamisessa ja analyysien tekemisessä. On käynyt selväksi, että aineistoon livahtaa helposti virheitä jos paikkatieto-ohjelman käyttäjä ei keskity tekemisiinsä tai ylipäätään ymmärrä mitä tekee pyöritellessään tietoa sarakkeissa ja tietokannoissa. Lisäksi täytyy muistaa, että paikkaan sidottu tieto saattaa olla ylipäätään puutteellista virheellisten lähteiden takia. Kuten artikkelissa sanotaan, tietoihin ei tulisi luottaa sokeasti vaikka ne löytyvätkin GIS-tietokannasta. Paikkatiedosta tulisi aina olla saatavilla ns.datasanakirja, luettelo josta löytyy metadataa eli ’tietoa tiedosta’. Pelkkien kylmien numeroiden pyörittely ilman varsinaista tietoa aineiston sisällöstä ei johda kovin syvälliseen lopputulokseen.

Tieto tallennetaan paikkatietojärjestelmään rastereina ja vektoreina. Rasterimallissa paikkaan sidotut sijainti- ja ominaisuustiedot on tallennettu ruutumatriisiin ruutuihin eli soluihin. Solujen, eli ruudukon ruutujen koko vaikuttaa suuresti rasteripohjaisen tietokannan käytettävyyteen; mitä suurempi solukoko, sitä suurempi yleistysaste. Vektorimuotoinen data koostuu koordinaatistoon sidotuista objekteista; pisteistä, viivoista ja monikulmioista. Vektoriaineisto vie vähemmän levytilaa kuin rasteritietokanta, mutta sen tuottaminen on työäämpää ja kalliimpaa. Vektoripohjaisen karttakuvan tarkkuus ei kärsi jos mittakaava muuttuu. Tasoajattelu on keskeistä sekä vektori-että rasterimuotoisen paikkatiedossa.

Sen enempää liioittelematta voi varmaan sanoa, että geoinformatiikka on mullistanut karttojen tuottamisen. Vaikka GIS-karttojen tekoon päteekin samat säännöt projektiosta, mittakaavasta ja koordinaatistosta kuin perinteisissä kartoissa, geoinformaatiikan hyödyntäminen tuo monia uusia ulottuvuuksia maantieteellisen tiedon visualisoimiseen. Manuaalisen piirtämisen lisäksi GIS-kartoissa on myös mahdollista koota karttaelementtejä eri lähteistä sekä analysoida ja mitata karttaan sisältyvää tietoa. Paperinen kartta, oli se sitten tietokoneella tai käsin piirretty, on ainoastaan visuaalinen mallinnus todellisuudesta. Ilman geoinformatiikkaa tehtyyn karttaan sisältyy toki paljon tietoa, mutta vain sen verran kuin silmä näkee. Paikkatietojärjestelmien avulla kartasta saa moniuloitteisemman ja interaktiivisen. Karttanäkymä on ikäänkuin ikkuna kaikkeen alueesta tallennettuun tietoon. GIS pohjaisen kartan päivittäminen, projektion vaihto ja eri elementtien lisäily tai poisto on myös huomattavasti helpompaa pelkästään graafisiin kartantekomenetelmiin verrattuna. Oman kokemukseni pohjalta vektorigrafiikkaohjelmalla piirretty kartta näyttää kuitenkin nätimmältä kuin MapInfon tuotokset, mutta lopputuloksen siisteydessä voi toki olla ohjelmakohtaisia eroja . Perinteinen piirtäminen on kuitenkin edelleen tärkeä visualisointikeino karttoja tehdessä, ja on hyvä muistaa, että perinteisen kartan tavoin myös GIS-kartta on tekijänsä valintojen tulos.

Tavallisia kaksiulotteisia karttalehtiä voi toki esimerkiksi tarkastella päällekkäin, mikäli kartat ovat samassa mittakaavassa ja projektiossa. GIS-ympäristössä tasojen päällekkäistä tarkastelua kutsutaan Overlay-analyysiksi. Toiminnon avulla voidaan niinsanotusti pinota eri tasoilla olevia karttaelementtejä päällekkäin, ja tarkastella esimerkiksi maankäytön tai kasvipeitteen ja maalajien yhteyttä tietyllä alueella.  GIS-pohjasia karttoja voi periaatteessa asettaa päällekkäin rajattoman määrän aineiston puitteissa, kun taas paperisia karttoja pinotessa voidaan käytännön syistä tarkastella vain muutamaa tasoa kerrallaan.