1.8 Paikkatiedon laatu

 

 

Kartoittajan on vaikea vastata kysymykseen Suomen rantaviivan pituudesta. On tunnettu paradoksi, että tämän tapaisen viivan pituus riippuu täysin tarkastelumittakaavasta. Rantaviivan voidaan ajatella olevan fraktaali, jonka pituus lähenee ääretöntä. Fraktaalille on ominaista, että tarkastelumittakaavan kasvaessa siitä paljastuu aina uusia yksityiskohtia.

Paikkatiedon laadun ja tarkkuuden arviointi muistuttaa hieman rantaviivan pituuden määrittelyä. Tiedon tarkkuuden ja oikeellisuuden vaatimukset riippuvat tarkastelumittakaavasta ja käyttötarkoituksesta. Lopulta päädytään lähes poikkeuksetta kustannuksien ja hyödyn suhteeseen; tavoite on löytää paras budjettiin sopiva lähtöaineisto, mittausmenetelmä ja analyysi.   

Nykyisillä paikkatieto-ohjelmistoilla on helppoa ja nopeaa tehdä monimutkaisiakin spatiaalisia analyysejä. Koska analyysien tuloksia käytetään monen tasoisessa päätöksenteossa, on niin lähtöaineiston kuin tulostenkin laadun ja tarkkuuden arviointi tärkeää.

Tärkeimpiä paikkatiedon laatua kuvaavia tekijöitä ovat:

  • sijaintitarkkuus

  • ominaisuustiedon tarkkuus

  • geometrisen tiedon ja ominaisuustiedon linkkien pysyvyys

  • geometristen linkkien pysyvyys

  • tiedon kattavuus ja resoluutio

  • tiedon ikä

Virheitä voi esiintyä sekä karttakohteiden paikannuksessa että ominaisuustietojen määrittämisessä. Virheet voivat olla systemaattisia tai satunnaisia. Satunnaisvirheiden oletetaan kumoavan toisensa kohteiden märän kasvaessa, mutta analyysistä riippuen voi yksittäisenkin kohteen sisältämä satunnaisvirhe vaikuttaa merkittävästi lopputulokseen.

Eräs yleisimmistä ongelmista erilaisia overlay-analyysejä käytettäessä on saada eri lähteistä hankitut aineistot sopimaan edes likimain toistensa päälle. Ongelmia aiheuttavat, paitsi digitointimittakaava, myös erilaiset rasterikuvien oikaisuyhtälöt ja  koordinaattimuunnokset.  

Kuva 1. Eri lähteisiä aineistoja päällekkäin

Yllä olevassa  kuvassa on piirretty kolme aineistoa päällekkäin. Rasterimuotoinen pohjakartta on lähestymiskartta maanmittauslaitoksen PerusCD:ltä, punainen kuntaraja-aineisto on MapInfon demoaineistoja, ja sininen viiva puolestaan EFI:n (Euroopan metsäinstituutti) koko Eurooppaa kuvaavasta  metsävarakartasta. Kuntarajakartan suurpiirteisyys selittynee digitointimittakaavalla, kun taas systemaattinen virhe rasterikartan ja metsävarakartan rajalinjojen välillä selittynee rasteriaineiston muunnosyhtälön virheellä ja  koordinaattimuunnoksissa kasautuneilla virheillä.  

Systemaattinen paikannusvirhe (kuten esimerkiksi väärän ellipsoidin käyttö) on yleensä myöhemmin korjattavissa. Mikäli sitä ei huomata, saattavat esimerkiksi valmiit aineistot olla käyttökelvottomia muiden aineistojen yhteydessä. Systemaattinen arviointi- tai mittausvirhe ominaisuustiedoissa voi taas johtaa vakaviin väärinarviointeihin analyysin tuloksia tulkittaessa.

Sijaintitarkkuus ei ole sama kuin sijainnin oikeellisuus. Esimerkiksi maanmittarin tulee tuntea korkeuskiintopisteen paikka sentin tarkkuudella. Kiintopisteestä on tarkka kuvaus mittaustietoineen. Samaa paikka havainnoiva satelliittikuvan tulkitsija näkee 10m * 10 m ruudun, jonka säteilyarvo on tiivistetty ehkä koko näkyvän valon spektrin yhdeksi kirkkausarvoksi. Ruudun kulman koordinaatti tunnetaan metrin tarkkuudella. Sijainnin tarkkuusvaatimus on eri luokkaa, tiedon oikeellisuus lienee kummassakin tapauksessa sama.  

Sijaintitarkkuus huononee usein prosessoinnin myötä. Esimerkiksi rasteroitaessa vektoritiedostoja määrää syntyvän rasteritiedoston pikselikoko sijaintitarkkuuden. Toisaalta näennäisesti sijaintitarkka vektoriesitys voi olla ainoastaan luonnossa ilman yksiselitteistä rajaa tapahtuvan vaihtelun likimääräisesitys (esimerkiksi korkeuskäyrät, kasvupaikkatyypit, maaperäkartat jne.).

Käytäntö

Jokainen paikkatietojärjestelmien kanssa työskentelevä joutuu ennen pitkää tilanteeseen, jossa hän joutuu käyttämään ja jakamaan tietoja, joiden paikkansapitävyyttä on mahdoton tarkistaa. Tämä on tyypillistä kartoille; niiden luotettavuuden arviointi on  mahdotonta ilman hyvää paikallistuntemusta ja työläitä mittauksia. Karttoihin liittyvän ominaisuustiedon laadun arviointi vaatii lisäksi alakohtaista asiantuntemusta.

Ennen aineistojen hankintaa GIS-projekteille olisikin syytä tarkistaa niiden yhteensopivuus vähintäänkin projektin kannalta tärkeimmillä alueilla. Luotettavien ja tunnettujen materiaalitoimittajien käyttö vähentää ongelmia.

 Kordinaatistomuunnosaliohjelmien toiminta tulee tarkistaa aina sovitettaessa eri järjestelmissä tallennettuja aineistoja yhteen. Omaa GIS-dataa kerätessä tulee huolehtia siitä, että paikannus tehdään oikein. Erityisesti GPS-laitteistoja ja ohjelmistoja on mahdollista käyttää väärin, ja usein niiden antamien paikannustulosten luotettavuus yliarvioidaan.

 

 

 


Kochin fraktaalilla jäljitellään esimerkiksi lumikiteen rakennetta. Fraktaalissa pisteen A ja B välisen viivan pituus riippuu skaalasta; aina kun siirrymme lähemmäs kohdetta, siitä paljastuu lisää yksityiskohtia

.

 Rasterimuotoiset kaukokartoitusmateriaalit toimivat myös fraktaaleiden tavoin. Havaintokojeiden resoluutiota parannettaessa paljastuu aina lisää yksityiskohtia

Yksityiskohta tekstin kartasta. Vihreä viiva on digitoitu PerusCD:ltä, jota voinee pitää tarkimpana tavallisen kuluttajan ulottuvilla olevana taustamateriaalina.

EFI:n aineisto on muunnettu ArcInfoa käyttäen eräseen Lambert-projektioon, ja tuotu sen jälkeen MapInfon avulla  KKJ-koordinaatistoon.

Overlay-analyyseissä eri lähteisiä aineistoja sijoitellaan päällekkäin, ja niitä yhdistelemällä tuotetaan uutta tietoa.