GE4: Paikkatieto ja kaukokartoitus

Mitä on paikkatieto ja mitä ovat paikkatieto-ohjelmat?

Paikkatieto: on kaikkea sellaista tietoa, jossa yhdistyy tieto jonkin kohteen. 

1) maantieteellisestä sijainnista (tarkka sijainti koordinaatein tai suhteellinen sijaintitieto esimerkiksi osoitetieto) ja sen

2) ominaisuuksista (Mitä kyseisessä paikassa on?)

3) ja mukana on usein myös metadataa: esim. kuinka ja milloin ominaisuustieto on kerätty vaikkapa satelliittikuvien avulla.

Se voi olla paperinen puhelinluettelo, jossa oli henkilön nimi puhelinnumero ja osoitetiedot tai vaikka sähköinen kartta.


Paikannuslaitteet eli paikantimet eli satelliittipaikantimet ovat tavallisen kuluttajankin hankittavissa olevia laitteita, jotka ottavat yhteyden yleensä GPS-järjestelmän satelliitteihin, esim. autonavigaattorit ja älypuhelimissakin on usein nykyään paikantimet


Paikkatietojärjestelmä (GIS) (Geograpfical Information System) kuuluvat aineiston ja paikkatieto-ohjelmien lisäksi itse käyttäjät ja laitteistot siis tärkeimpänä tietokone. Nykyään termiä käytetään myös sitä tutkivasta ja soveltavasta tieteenalasta (korkeakouluissa geoinformatiikka)
  • Paikkatieto-ohjelma (tai paikkatieto-ohjelmisto) on paikkatietojärjestelmään kuuluva ohjelma, jonka avulla paikkatietoa käsitellään: esim. Google Maps, Google Earth, Maanmittauslaitoksen karttapaikka ovat avoimia paikkatietoohjelmia. Koronavilkku ei ole paikkatieto-ohjelma, koska se ei käytä sijaintitietoja. 
  • Satelliittipaikannusjärjestelmä: Satelliittipaikannus tarkoittaa paikanmääritystä paikallisen tai globaalin kattavuuden satelliittijärjestelmän avulla. Siihen kuuluvat satelliittien lisäksi maanpäälliset tarkkailuasemat ja käyttäjien paikannuslaitteet (paikantimet). Paikantimet pystyvät laskemaan oman sijaintinsa, kun ovat yhteydessä vähintään kolmeen satelliittiin, joiden sijainnin ja radiosignaalien kulkunopeuden avulla paikannin pystyy laskemaan oman paikkansa. Sijainti ilmoitetaan koordinaattien avulla.
  • a) Yhdysvaltain ilmavoimien GPS eli Global Positioning System omaa yli 30 satelliittia.
  • b) Venäjän GLONASS on vuonna 2010 päivitetty Venäjän alueella tarkkaan paikannukseen kykeneväksi ja muutaman laukaisun jälkeen päivittyy globaalisti kattavaksi järjestelmäksi.
  • c) EU:n Galileo-järjestelmä otettiin käytöön vuonna 2016


Paikkatieto-ohjelmien käyttötapoja
    • Kysely on sijaintitietojen tai ominaisuustietojen hakua tietokannoista, esim. missä on Porin rautatieasema (sijaintikysely) tai mitä sijaitsee Vapaudenkatu 37 kohdalla (ominaisuuskysely).
    • Yhdistävyysanalyysissä etsitään reittejä esimerkiksi voidaan selvittää esim. nopein reitti pisteestä A pisteeseen B ja mikä olisi lyhin reitti tai maastoltaan helpoin reitti esim. vaeltajalle. 
    • Päällekkäisanalyysissä asetetaan eri karttatasoja (joissa on eri ominaisuustietoja) päällekkäin ja etsitään ominaisuuksien välisiä yhteyksiä, esim. haetaan likaantuneet pohjavedet yhdelle tasolle ja vanhat huoltoasemat toiselle, tarkastellaan karttoja päällekkäin ja nähdään ovatko pohjavesialueet likaantuneet nimenomaan vanhojen huoltoasemien lähellä.
    • https://peda.net/id/3b450697732 
      • Etäisyysanalyysejä ovat esimerkiksi puskurianalyysi ja saavutettavuusanalyysi. Puskurianalyysissä vaikkapa kaasuvoimalan läheisyydestä kartoitetaan tietyltä etäisyydeltä kaikki asunnot eli luodaan puskuri, jonka alueelta kaikki on evakuoitava onnettomuuden sattuessa. Saavutettavuusanalyysissa otetaan huomioon muitakin tekijöitä kuin linnuntie-etäisyys esimerkiksi linja-autopysäkkien etäisyys paikasta. Naapuruusanalyysissä tutkitaan tietyn kohteen yhteyksiä naapurialueiden tiettyihin ominaisuuksiin: moottoriteille voidaan muodostaa etäisyyden perusteella meluvyöhykkeitä. 
    • https://peda.net/id/3b437a60732 
Digitaalisen paikkatiedon muodot:
  1. Rasteritieto on tallennettuna ruutuina eli pikseleinä. Pikselien koko määrää tarkkuuden. Se sopii hyvin asteittain muuttuviin ominaisuuksien kuvaamiseen esim. korkeuserot tai lämpötilat. 
  2. Vektoritieto on tallennettuna pisteinä, pisteitä yhdistävinä viivoina ja näin rajattuina alueina, esim. johto- ja putkistolinjojen kuvaaminen ja liikennekartat. 

https://peda.net/id/3b42c504732


Maantieteellistä tietoa kerätään nykyään paljon kaukokartoituksen avulla.

Paikkatietoa esim. karttoja laadittaessa, tieto hankitaan usein KAUKOKARTOITUKSELLA, jolla tarkoitetaan yleensä joko
1) lentokoneesta (nykyään myös kauko-ohjattavat lennokit (dronet)) kuvattuja ilmakuvia tai
2) avaruudesta kuvattuja satelliittikuvia.

ILMAKUVAUS
    1. Stereokuvatarkastelu: Ilmakuvauksessa maasto kuvataan siten, että vierekkäisten kuvien alasta osa menee päällekkäin. Näin tehdään siksi, että jokaista paikkaa voidaan tarkastella vierekkäisestä kuvasta. Tällaisella stereoskooppisella tarkastelulla maaston pinnan muodot voidaan nähdä kolmiulotteisesti.
    2. Ortokuvat. Kuvissa reunoilla olevat kohdat kuvautuvat sivulta päin, joten niiden sijaintiin tulee virheitä. Sijaintitiedoiltaan korjattuja kuvia kutsutaan ammattikielessä ortokuviksi. Näitä käytetään etenkin karttoja laadittaessa.
    3. Laserkeilauksella saadaan maastosta kolmiuloitteisia kuvia, kun lentokoneessa olevalla keilainlaiteella lähetetään lasersäteitä maastoon.
  2. https://peda.net/id/41982fc4884 
4. Väri-infrakuvat (nk. väärävärikuvat) Jos ilmakuvia kuvataan infrapunafilmillä, siihen kuvautuu ihmissilmälle näkymätöntä infrapunavaloa. Nykyään niitä voidaan hyödyntää esim. kasvillisuuden tilan vaihteluiden selvittämiseksi. Värien ei ole tarkoitus olla normaaleja vaan niillä korostetaan maastoa. Myös satelliittikuvat voivat olla väärävärikuvia.

 SATELLIITTIKUVAT ovat maata kiertävistä satelliiteista otettuja digitaalisessa muodossa olevia kuvia maanpinnasta tai ilmakehästä. Kuvausetäisyys vaihtelee satelliitin mukaan muutamasta sadasta kilometristä 36 000 kilometriin. Ne perustuvat erilaisten kohteiden heijastamaan sähkömagneettiseen säteilyyn, kuten muukin valokuvaus.
  • Landsat-satelliitit ovat yhdysvaltalaisia oli ensimmäisiä ei-sotilaallisia kaukokartoitussatelliitteja, jotka ovat kiertäneet maata vuodesta 1972 lähtien. Ne ovat kuvanneet kunkin maapallon kolkan 16 vuorokauden välein. Vanhemmissa kuvissa erottuva yksikkö on 30 x 30 m, nykyiset Landsat- kuvat ovat tarkempia. Landsat- satelliittien ottamien kuvien perusteella on pystytty seuraamaan esimerkiksi Grönlannin jäätiköiden pinta-alan pienentymistä 1970- luvulta nykypäivään ja Brasilian sademetsien pinta-alan vähenemistä. Landsat-satelliittien datan käyttö on hyvin yleistä myös Euroopassa, koska kuva-aineisto on ilmaista.
https://landsat.gsfc.nasa.gov/
https://peda.net/id/3b3a178e732
  • Kuinka tarkkoja voivat olla uusimmat satelliitit? Uusimpien satelliittien kuvissa voivat erottua halkaisijaltaan vain metrinkin suuruiset kohteet ja tarkkoja Satelliittikuvia voi kuka tahansa katsoa esim. Googlen kuvapalvelussa.
  • Mitä erikoista on Envisat-satelliittien kuvissa? Nämä kuvat on otettu lähettämällä sähkömagneettisia signaaleja ja mittaamalla niiden heijastumista eri kohteista. Tällaisella tutkakuvalla voidaan kuvata pimeässä ja paksun pilvikerroksenkin läpi.

Satelliittikuvia voidaan nykyään hyödyntää mm.
  • Sotilastiedusteluun ja -vakoiluun
  • Paikannukseen 
  • Sään ennustamiseen
  • Erilaisten karttojen laadintaan (maastokartat, maaperäkartat, kasvillisuuskartat yms.)
  • Metsien puuvarojen arviointiin
  • EU:n viranomaiset voivat tarkistaa satelliittikuvista, onko maatilojen viljelyalat ilmoitettu oikein ja niiden suojavyöhykkeet vesistöihin tarpeeksi leveitä.
  • Luonnontuhojen ja onnettomuuksien tuhojen arviointiin ja ennalta ehkäisyyn
  • Sinilevälauttojen synnyn ja liikkeiden tutkimiseen esim. Itämerellä.
  • Metsäpaloriski määritetään kaukokartoitusaineistosta johdetuilla maankosteustiedoilla.
  • Laajojen ympäristöongelmien tutkimiseen satelliittikuvat ovat erityisen hyödyllisiä: esim. aavikoitumisen eteneminen ja jäätiköiden sulamisen seuraaminen.

https://landsat.visibleearth.nasa.gov/view.php?id=145988


https://peda.net/id/3b410e4d732

Väärävärikuvissa voidaan esimerkiksi kasvien heijastama vihreä väri kuvata punaisella ja kuvan erottuvuus paranee.


https://peda.net/id/3b3cf117732
Lisätietoa satelliittikuvista
https://landsat.gsfc.nasa.gov/pdf_archive/How2make.pdf

Suomen maisema-alueet

Maisema-alueet

 

Maantieteessä on tapana tehdä jakoja maisema-alueisiin. Maisema-alueet jaetaan tavallisesti fyysisin perustein. Huomio kiinnitetään esimerkiksi maaston pinnanmuotoihin ja vesistöihin. Kulttuuri liittyy vahvasti mielikuviin maisema-alueista. Esimerkiksi Pohjanmaan lakeuksiin liittyvät laajat peltoalueet latoineen ja Saaristo-Suomeen saaristolaistalot.

Suomen maisema-alueet:

  1. Etelä-Suomi
  2. Saaristo-Suomi
  3. Järvi-Suomi
  4. Pohjanmaa
  5. Vaara-Suomi
  6. Lappi

Peda.net käyttää vain välttämättömiä evästeitä istunnon ylläpitämiseen ja anonyymiin tekniseen tilastointiin. Peda.net ei koskaan käytä evästeitä markkinointiin tai kerää yksilöityjä tilastoja. Lisää tietoa evästeistä