Korvaako välittömästi visualisoitu kaukokartoitusaineisto topografisen kartan?

Kirjoittaja: Pyry Kettunen

You may also read this article in English.

Artikkelin pdf-versio (Positio 3/2016)

Kuva esittää korkeuskäyriä.

Korkeuskäyrät ovat hyvä esimerkki topografisen kartan tiiviistä, kartografian historiallisesta kehityksestä periytyvästä sisällöstä, joka toimii tehokkaasti myös nykykartoissa (kuva: Pyry Kettunen).

Kaukokartoituksen kehittyminen on kasvattanut maastoaineistot niin laajoiksi ja monipuolisiksi, että niiden voisi kuvitella korvaavan topografisen kartan maastotiedon välittäjänä. Maastokartografian rakenteen ja käytön tarkempi tarkastelu kertoo kuitenkin muuta.

Georeferoidun valokuvauksen, laserkeilauksen ja satelliittipaikannuksen voimakas kehitys on saattanut erilaisten kaukokartoitusaineistojen määrän ja tarkkuuden sellaisiin mittoihin, että tieto maanpinnan, kasvillisuuden ja rakenteiden muodosta ja laadusta alkaa olla kattavasti luettavissa suoraan näistä aineistoista. Satelliitti-, ilma- ja panoraamakuvat orto-, viisto- ja katunäkymäkuvina tarjoavat tarkkaa ja visuaalisesti helposti tulkittavaa informaatiota maaston pinnan koostumuksesta.

Laserkeilauksista tuotettujen pistepilvien ja korkeusmallien geometrioista nähdään maaston rakennetta kaukokartoituskuvien ulottumattomista, kuten kasvustojen ja rakenteiden sisältä. Kun näihin lisätään lähitulevaisuudessa monikanavaisen laserkeilauksen tuottama pintojen laatuluokittelu, alkaa aineistokokonaisuus lähennellä maastotiedon välittäjänä täydellistä. Perinteisen topografisen kartan tarve alkaa siis olla vaakalaudalla – vai alkaako?

Välitön visualisointi tukee mittatarkkaa analyysiä

Edellä luetellut maastoaineistot ovat suoraan maastosta koneellisesti mitattuja, teknisiltä ominaisuuksiltaan tarkasti määriteltyjä fyysisen maaston kuvauksia. Niiden tasalaatuisuus tekee aineistoista luotettavia, sillä jokaisen maastonkohdan tiedetään olevan kuvattu tarkasti samalla tavalla. Aineistot kokonaisuuksina luovat näin mittausteknisesti hyvät edellytykset vertailla keskenään eri alueita ja maastokohteita sekä näiden ominaisuuksia.

Useimmiten aineistojen käyttäjät tekevät tätä vertailua ja tarkastelua välittömän visualisoinnin kautta. Välittömällä visualisoinnilla tarkoitan tässä kerättyjen aineistojen esittämistä sellaisinaan ilman geometrioiden tai ominaisuustietojen muuntamista, esimerkiksi luokitellun pistepilven renderöintiä ruudulle pisteiden luokat väreillä erotellen.

Välittömässä visualisoinnissa käyttäjä näkee aineiston kautta tietyn mitatun todellisuuden, josta hän tunnistaa tuttuja geometrisiä hahmoja ja oppii tarkastelun kautta tulkitsemaan aineiston välittämää informaatiota tarpeitaan vastaavasti esimerkiksi pisteluokittelun kautta. Koska aineiston tarjoama tieto on semanttisesti rajattua, käyttäjän ymmärrys sekä maastosta että visualisoinnin ominaisuuksista korostuu. Lisäksi välittömälle visualisoinnille on tyypillistä aineiston satunnaisten mittausvirheiden ja muun suodatusautomatiikan ulottumattomissa olevan epätoivotun tai epäoleellisen informaation päätyminen visualisointiin. Nämä käyttäjän täytyy itse osata sulkea pois tulkinnastaan.

Topografinen kartta välittää semanttisesti rikasta maastokuvaa

Topografinen kartta on kartan yleisen määritelmän mukaisesti yleistäen pienennetty ja symbolein abstrahoitu kaksiulotteinen geospatiaalinen kuva maanpinnan alueesta.Väljästi ilmaistuna topografinen kartta on suurimittakaavainen yleiskartta ihmisen visuaalisen havaintokyvyn piirissä olevista kohteista maan pinnan tasolla.

Topografiselle kartalle on keskeistä maanpinnan muotojen kuvaaminen, mikä toteutetaan tyypillisesti korkeuskäyrien avulla, mutta kartta sisältää kattavasti tietoa myös muista luonnon ja ihmisen muovaamista pysyvistä kohteista. Topografista karttaa voidaan käyttää mitä moninaisimpiin geospatiaalisen ympäristön hahmottamistarkoituksiin. Merkittäviä käyttötarkoituksia ovat esimerkiksi maastoon tutustuminen ja maastossa kulkeminen.

Käyttäjän näkökulmasta topografinen kartta on tiivis geospatiaalinen esitys, joka vaatii karttamerkkien tulkintaa mutta tarjoaa merkkien tuntemuksen myötä sisällöllisesti kattavan ja maaston olennaisia piirteitä esiin nostavan työvälineen ympäristön ymmärtämiseen ja ympäristössä tapahtuvan toiminnan suunnitteluun.

Topografisesta kartasta on suoraan luettavissa muun muassa verkostoja ja kulkuväyliä kaikille kulkemistavoille, inhimillisesti merkityksellistä luokiteltua tietoa rakennuksista ja maastosta (esimerkiksi kirkot ja luonnonsuojelualueet) sekä tietoa luonnon rakenteesta kuten metsätyypistä ja veden virtauksesta. Kaikki tämä tieto on kerätty lukuisista prosessoiduista lähteistä tiedon luotettavuutta sillmällä pitäen, mikä tarjoaa eri näkökulmat omaaville käyttäjille mahdollisuuden tulkita kuvaa omiin geospatiaalisen hahmottamisen tarpeisiinsa suhteuttaen.

Ideaalista topografista karttaa voi verrata vaikkapa ideaalisen puolueettomaan ja luotettavaan uutisjulkaisuun, joka tiivistää eri lähteistä tulevat uutistiedot yhtenäiseksi, olennaiset asiat helposti kertovaksi kokonaisraportiksi.

Yksi topografisen kartan keskeisistä piirteistä on sen vuosisatojen aikana kehittynyt graafinen esitys. Topografisen kartan suunnittelun lähtökohta on läpi aikakausien ollut kartan lukijan maastokäsityksen paras mahdollinen palveleminen, ja grafiikkaa on aina hiottu äärimmilleen kulloisenkin esitystekniikan rajoissa, mikä tekee kartasta eräänlaisen arkkityypin tekniikan ja ihmisen vuorovaikutuksen suunnittelussa.

Toinen vastaavalla tavalla perustavanlaatuinen ja kehityskulultaan verrannollinen tekniikan ala on arkkitehtuuri, jossa avaruudelliset innovaatiot ja rakennusteniikan kehittyminen ovat muovanneet alan siksi minä sen nykyään tunnemme.

Vastakkainasettelu turhaa

Edellä esitetyt seikat saanevat lukijan oivaltamaan, kuinka erilaisista geospatiaalisista esityksistä välittömästi visualisoiduissa kaukokartoitusaineistoissa ja topografisissa kartoissa on kysymys. Niiden asettaminen tämän artikkelin hahmottelemaan kilpailuasetelmaan on tuskin tarpeellista vaan pikemminkin geospatiaalisen tiedonvälityksen ja maaston kuvallisen viestinnän kehityksen kannalta haitallista.

Välitön visualisointi tukee mainiosti mittatarkkaa analyysiä ja työskentelyä, kun taas topografinen kartta on parhaimmillaan semanttisesti rikkaan maastokuvan välittämisessä ja maaston tarkastelussa monista eri näkökulmista jopa yhtä aikaa. Kaukokartoitus- ja maastomittausaineistojen jalostaminen topografisiksi ja muiksi ihmistulkitsijoille informatiivisiksi kartoiksi vaikuttaisi olevan erittäin tarpeellista myös mittausteknisesti ylivertaisessa tulevaisuudessa.

Luettavaa

  • Hoarau C., 2015. Représentations cartographiques intermédiaires. Comment covisualiser une carte et une orthophotographie pour naviguer entre abstraction et réalisme ?
  • Kettunen P., Irvankoski K., Krause C. M., Sarjakoski T. and L. T. Sarjakoski, 2012. Geospatial images in the acquisition of spatial knowledge for wayfinding. Journal of Spatial Information Science 5: 75–106.
  • Niemelä O., 2004. Maasto ja kartta. Kartanvalmistajan ja -käyttäjän käsikirja. Maanmittauslaitos.

TkT Pyry Kettunen työskentelee vanhempana tutkijana Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksessa (FGI) Geoinformatiikan ja kartografian osastolla. Sähköposti: pyry.kettunen[at]maanmittauslaitos.fi