FK Jyrki Lehtinen

Paikkatietojärjestelmien mahdollisuuksista

1. Yleistä

Perustoimintoina kevyissä paikkatieto-ohjelmissa ovat sijaintitiedon ja- ominaisuustiedon esittäminen vektorimuotoisina karttakohteina ja niihin liittyvänä taulukkotietona sekä koordinaatistoon rekisteröityjen rasterikuvien esittäminen. Analyysejä ja kyselyjä sekä visualisointeja näistä voidaan tehdä sekä sijainnin että ominaisuustiedon perusteella tai näitä yhdistäen ja visualisoida sisältöä vapaasti. Laajennuksina tähän voivat olla joko suoraan tai optionaalisesti edistyneemmät toiminnot kuten reittien laskenta tai kolmiulotteinen visualisointi ja korkeustiedon käsittely sekä ohjelman toimintojen automatisointi tai ohjelman käyttöliittymän muokkaus ohjelmassa käytetyn ohjelmointikielen avulla. Myös tiedon esittämiseen www:ssä voi olla erillisiä laajennuksia. Rajoituksina kevyiden paikkatieto-ohjelmien käytössä voivat olla rasterikuvien heikko muokattavuus ja edistyneempien ominaisuuksien rajoittuneisuus tai puuttuminen. Esimerkkejä kevyistä tai kevyehköistä paikkatieto-ohjelmista ovat Mapinfo ja Arcview -tuoteperheet.

Varsinaisista tai järeistä paikkatieto-ohjelmista ovat esimerkkeinä ARC/INFO ja lukuisat muut eri valmistajien kaupalliset sovellutukset. Niissä edistyneemmät toiminnot, kuten rasterikuvien muokkaus ja rasterimuotoisen tiedon kuten ilma- ja satelliittikuvien käsittely ja kolmiulotteinen mallinnus ja visualisointi tai 3-ulotteinen animointi ovat kehittyneempiä ja monipuolisempia ja niihin on eri sovelluksissa eri vaihtoehtoja. Lisäksi on ilma- ja satelliittikuvien käsittelyyn omia ohjelmia (esimerkkinä Er-mapper). Useissa tapauksissa tiedon siirto kevyiden ja järeiden ohjelmien välillä on mahdollista rajoitukset huomioon ottaen.

Muita alaan liittyviä tekniikoita ovat satelliittipaikannus eli GPS, edellä jo viitattu aineistojen esittäminen www:ssä, käytössä olevat valmiit digitaaliset paikkatieto- ja pohjakartta-aineistot sekä tarkempi kolmiulotteinen kartoitus videokuvauksen avulla jne.

2. Aineistot

Nykyaikaa koskevista aineistoista ovat tärkeimpiä pohjakartat, joista kaupallisia standardituotteita ovat digitaalinen peruskartta, maastotietokanta, digitaaliset ortokuvat ja numeeriset korkeusmallit. Näistä digitaalinen peruskartta (kauppanimeltään perus-cd) sisältää painetun peruskartan eri värielementit skannattuina rasterikuvina; lisäksi pellot, vedet ja korkeuskäyrät ovat saatavissa  vektorimuodossa em. rasterielementeistä automaattisesti konvertoituna. Maastotietokanta, joka vähitellen korvaa perus-cd:n, sisältää peruskartan tietosisällön kokonaan vektorikohteina ja on sitä tarkempi. Toistaiseksi sitä on saatavilla vain osasta Suomea. Digitaaliset ortokuvat ovat koordinaatistoon oikaistuja mustavalkoisia ilmakuvia, jotka soveltuvat taustakuviksi tai käytettäviksi korkeusmallien kanssa.

Muita nykyaikaa kuvaavia, pohjakarttoihin rinnastuvia aineistoja, joista voi olla hyötyä eri tarkasteluissa, ovat digitaaliset maaperä- ja kallioperäkartat; maankäyttö- ja puustoluokitukset; vesistöalueet; kiinteistötiedot; rakennustiedot; väestötiedot; liikenneverkostot; yhdyskuntahuollon verkostot; sekä kaavoitus- ja suojelutiedot, joita tuottavat ao. viranomaiset ja julkisyhteisöt. Osa näistä (kaksiulotteinen tieto ja näytettävät rasterikuvat) on helposti käytettävissä myös kevyimmissä paikkatieto-ohjelmissa, osa (kolmiulotteinen tieto ja analysoitavat rasterikuvat) vaatii joko edistyneempiä laajennuksia tai järeämpiä ohjelmia.

Historiallisen paikkatiedon lähteitä ovat toisaalta kartat, toisaalta asiakirjat tai muut lähteet joiden tieto on sirrettävissä karttakohteiden ominaisuuksiksi. Karttalähteistä tärkeimpiä ja sisällöltään yksityiskohtaisempia ovat yleensä maanmittaustoimitusten kartat asiakirjoineen.  Täydellisempi, mutta usein huonokuntoisempi sarja niistä on maanmittaustoimistoissa entisissä läänien pääkaupungeissa ja toinen, puhtaaksipiirretty sarja Maanmittaushallituksen maanmittausarkistossa Helsingissä. Maanmittaustoimistojen sarjasta (sekä Maanmittaushallituksen sarjasta entisten Viipurin ja Uudenmaan läänien osalta) ovat lisäksi olemassa mikrofilmit.

Muita laajoja alueita kattavia karttalähteitä ovat lisäksi sotilaskartat. Niitä on Ruotsin vallan ajalta mittakaavassa 1:200 000 Ruotsin Sota-arkistossa (julkaistu teoksessa Kuninkaan kartasto Suomesta 1176- 1805, SKS, Helsinki 1989) ja Venäjän vallan ajalta ns. Senaatin karttakokoelman venäläiset topografikartat mittakaavassa 1:21 000 Suomen Kansallisarkistossa ja Sota-arkistossa. Näistä  ainakin viimemainitut perustuvat pääosin maastotyöhön ja ovat siksi luonteeltaan primäärilähteitä. Sekundäärilähteitä taas ovat esim. 1840-80-luvuilla kootut Senaatin kokoelman pitäjänkartat Kansallisarkistossa, joissa lähteenä ovat olleet karttojen laatimisajankohtana käytössä olleet maanmittaustoimitusten kartat; painetut ns. Kalmbergin kartat 1:100 000 1850-luvulta, jotka perustuvat em. karttoihin; sekä maanmittaushallituksen painetut ja painamattomat lehtijakoiset pitäjänkartat 1900-luvulta, jotka niin ikään perustuvat pääosin valmistumisajankohtansa maanmittauskarttoihin; näiden pohjalta on edelleen valmistettu mm. maanmittaushallituksen 1900-luvun painetut taloudelliset kartat 1:100 000. Nykyaikaisia peruskarttoja on Etelä-Suomesta 1950-60-luvuilta alkaen, ja näistä vanhimmat ovat jo nyt arvokas historiallinen lähde, samoin kuin eri ikäiset, eri tarkoituksiin kuvatut ilmakuvat kuten veroluokituksen ilmakuvakartat 1940-50-luvuilta.

3. Aineistojen käsittely

Edistyneemmillä tekniikoilla, kuten ilma- ja satelliittikuvien käsittelyohjelmilla tms. voidaan digitaalisia rasterikuvia lisäksi yhdistää mosaiikeiksi ja korjata niiden kartoitusteknisiä ym. vääristymiä ja näin luoda korkeatasoisempia rasterikuvien yhdistelmiä. Mikäli käytössä on nykyinen numeerinen kiinteistörajaelementti, helpottaa tämä vanhojen maanmittaustoimitusten karttojen rekisteröintiä ja parantaa tuloksen laatua ja tehostaa työskentelyä.

Kun karttakohteet on luotu, voidaan niihin joko samassa yhteydessä tai myöhemmin liittää taulukkomuotoista ominaisuustietoa. Tällaista voi olla joko itse kartan välitön sisältö, kuten esim. kartalla oleva nimistö,  kuviotunnukset tai kiinteistötieto tai kartassa käytetty väritys ja viiva- ja  pistesymbolien luokitus; taikka kartan asiakirjoista poimittu kuvioiden tai kiinteistöjen jne. ominaisuustieto luokituksineen. Samoin kuin karttakohteisiin (kuten kylät, kiinteistöt tai viljelmien talouskeskukset) voidaan liittää tietoa muista kartan ajankohtaa vastaavista historiallisista lähteistä, kuten esim. maarekisteri, henkikirjat tai kirkonkirjat. Mikäli käytössä on nykyistä kiinteistö- ja lohkomisketjutietoa, voidaan myös esim. maanmittauskarttojen kiinteistötietö haluttaessa esittää nykyisiä kiinteistötunnuksia vastaavassa.

Työvaiheiltaan karttatiedon käsittely voidaan jakaa kolmeen osaan: a) kartan alkuperäisen sisällön ja siinä käytettyjen luokitusten rekonstruointi ja näiden toisto tietokantamuodossa joko kokonaan tai osittain; b) yhdistelyt tai poiminnat ja mahdolliset yleistykset ko. alkuperäissisällöstä sekä kartan lähde- ja selitystiedon ym. indeksitiedon lisääminen; ja c) täydennykset ja liitokset muista historiallisista tai nykyaikaa koskevista lähteistä. Kun aineisto näin on luotu, voidaan sille tämän jälkeen tehdä analyysejä joko sijainti- tai ominaisuustiedon perusteella tai visuaalisesti. Tämän jälkeen  voidaan aineisto ja analyysien tulokset visualisoida joko ohjelmassa tapahtuvaa kuvaruututyöskentelyä, paperijulkaisua, tulostetta tai elektronista julkaisua varten.

Laitevaatimusten osalta käsittelyssä on huomattava erityisesti suurten rasterikuvien vaatima levytila, niiden siirrossa usein välttämätön kirjoittava ja lukeva cd-asema sekä riittävä käyttömuisti.  Myös kuvanlukija, yksinkertainen kuvankäsittelyohjelma ja tulostin tarvitaan. Vaativat operaatiot kuten kuvanluku diapositiivilta voidaan teettää ostotyönä.

4. Esimerkkejä