Koordinaattijärjestelmät

Yhtenäiskoordinaatisto

Lajitiedon tallentamisessa on käytetty pitkään ja yleisesti yhtenäiskoordinaatteja. Yhtenäiskoordinaatteihin on viitattu nimillä YKJ, Finnish uniform grid system, Finnish national uniform grid system (Grid 27°E) ja KKJ3.

Yhtenäiskoordinaatisto on peräisen vuodesta 1970 käytössä olleesta kartastokoordinaattijärjestelmistä, jota käytettiin aikanaan maastokartoissa ja joka perustuu kolmiomittaukseen. KKJ on jaettu kuuteen kaistaan, jotka peittävät Suomen alueen ja tarjoavat maantieteellisesti tarkkaa tietoa. Yhtenäiskoordinaatisto esittää koko Suomen kartastokoordinaattijärjestelmän kolmannessa kaistassa tasokoordinaatteina (metreinä). Vuodesta 2005 asti kartastokoordinaattijärjestelmä on pyritty virallisesti korvaamaan eurooppalaiseen koordinaatistoon perustuvalla ETRS89-TM35FIN -tasokoordinaatistolla. Lisätietoa YKJ-ruudukosta ja sen käytöstä löydät täältä.

ETRS-TM35FIN tasokoordinaatisto eli ETRS89-vertausjärjestelmä, EUREF-FIN -datumi ja UTM-projektio

On yleistä nähdä puhuttavan EUREF-FIN -koordinaatistosta, kun tarkoitetaan ETRS-TM35FIN -tasokoordinaatistoa. Tämä on kuitenkin epätäsmällistä ja voi johtaa kuulijaa harhaan, sillä EUREF-FIN on vain yksi ETRS-TM35FIN -koordinaatiston taustalla olevista määritelmistä. EUREF-FIN -datumi voidaan yhdistää eri koordinaatistoihin jolloin saadaan eri koordinaattijärjestelmiä. EUREF-FIN koordinaattijärjestelmästä on täsmällistä puhua silloin, kun viitataan yleisesti EUREF-FIN datumiin pohjautuviin järjestelmiin, kuten EUREF-FIN maantieteelliseen tai suorakulmaiseen 3D koordinaatistoon, tai ETRS-TM- ja ETRS-GK -koordinaatistojen eri versioihin. Ei siis ole olemassa yhtä EUREF-FIN-koordinaattijärjestelmää.

Mitä ETRS-TM35FIN sitten tarkoittaa? ETRS (viitaten ETRS89) määrittelee yhtenäisen Euroopan laajuisen terrestrisen vertausjärjestelmän, jonka perustalle kansalliset maanmittausorganisaatiot ovat luoneet tarkat kansalliset vertauskehykset. ETRS89 perustuu GRS80 (Geodetic Reference System 1980) -ellipsoidiin ja se on kiinnitetty Euraasian mannerlaatan deformoitumattomaan osaan vuonna 1989. ETRS89-vertausjärjestelmän suomalaisen realisaation ja datumin nimeksi on annettu EUREF-FIN. Koordinaattijärjestelmän realisaatio tarkoittaa sitä, kun maan pinnalle on sijoitettu joukko kiintopisteitä, jotka ”kiinnittävät” kyseisen koordinaatiston varsinaiseen koordinaattijärjestelmään. EUREF-FIN on Suomen kansallinen geodeettinen datumi, joka määrittelee järjestelmän origon, vertausellipsoidin ja koordinaattiakselien orientaation. Koordinaattijärjestelmiä, joiden datumi on EUREF-FIN, kutsutaan EUREF-FIN-koordinaattijärjestelmiksi.

EUREF-FIN -koordinaatistoa suositellaan käytettäväksi valtakunnallisissa kartastotöissä. EUREF-FIN-koordinaatiston kanssa käytetään suositusten mukaan joko UTM (Universal Transverse Mercator) tai GK (Gaussin-Krugerin) -karttaprojektiota. Karttaprojektio on menetelmä, jossa maapallon pinta tai osa siitä projisoidaan kaksiulotteiselle tasolle kartaksi. Kun kaareva, pallomainen pinta levitetään tasolle, joudutaan aina tekmään menetelmästä riippuen kompromisseja joko välimatkojen, pinta-alojen muotojen tai suuntien esittämisen suhteen. Väärisymät ovat pienimpiä paikallisissa projektioissa ja suurimpia maailmankartoissa. UTM-projektio on oikeakulmainen poikittainen lieriöprojektio. Siinä kulmat ja muodot vastaavat todellisuutta. UTM-projektiossa maapallo on jaettu 60 UTM-kaistaan, joista jokainen on kuuden asteen levyinen. Suomi osuu kaistalle 34-36, mutta valtakunnallisissa kartoissa Suomi esitetään yhdessä 13 asteen levyisessä laajennetussa 35-kaistassa. Näin muodostetusta tasokoordinaatistosta käytetään nimitystä ETRS-TM35FIN, jossa ETRS viittaa datumiin, TM kertoo projektion tyypin ja 35 kuvaa UTM-projektiokaistan numeroa. FIN-päätteestä tietää, että kyseisessä koordinaatistossa koko Suomi esitetään yhdessä laajennetussa kaistassa. Koordinaatiston keskimeridiaanin itäkoordinaatin arvoksi on määritetty 500 000 m, jotta vältytään negatiivisilta koordinaateilta koko valtakunnan alueella. Pohjoiskoordinaatti kertoo etäisyyden päiväntasaajalta metreinä. Tarkempaa projektointia vaativissa tarkoituksissa käytetään myös Gaussin-Krugerin projektiota.

WGS84 eli World Geodetic System

WGS84 -koordinaateista puhuttaessa viitataan yleisimmin pituus- ja leveysasteisiin, joita käytetään kansainvälisesti erilaisissa karttapalveluissa ja GPS-laitteissa oletusarvoisesti. Pituusaste on kohteen sijainnin ja nollameridiaanin eli Greenwichin meridiaanin välinen kulmaero, joka voi olla 0-180 astetta itään tai länteen. Leveysaste puolestaan ilmaisee kohteen sijainnin suhteessa päiväntasaajaan, 0-90 astetta pohjoiseen tai etelään. Näin leveys- ja pituuspiirit muodostavat asteverkon Maan pinnalle eli maantieteellisen koordinaatiston.

Laajemmin ymmärrettynä WGS84 on myös GPS-satelliittipaikannusjärjestelmän käyttämä geosentrinen, suorakulmainen ja kolmiulotteinen koordinaattijärjestelmä, joka pohjautuu samannimiseen vertausellipsoidiin. Maantieteellisten koordinaattien lisäksi WGS84-koordinaatit voidaan ilmaista myös suorakulmaisina XYZ-avaruuskoordinaatteina tai yhdessä karttaprojektion kanssa kaksiulotteisina tasokoordinaatteina. Käytännössä WGS84 viittaa lähes aina maantieteellisiin pituus- ja leveysasteisiin. Koska WGS84-vertausellipsoidi on pieniä laskennallisia poikkeuksia lukuun ottamatta yhtenevä ETRS89-järjestelmän käyttämän GRS80-vertausellipsoidin kanssa, voidaan EUREF-FIN koordinaatteja pitää käytännössä yhteensopivina WGS84:n kanssa. Varsinaista WGS84-järjestelmän mukaista tarkkaa realisaatiota ei Suomessa ole erikseen toteutettu.

Suositus koordinaattijärjestelmien käytöstä ja havaintotarkkuuden lisäämisestä

Eliömaantieteellisen tiedon kerääminen on nojautunut pitkään YKJ-koordinaattiruutujen käyttöön. Tämä kuitenkin rajoittaa tarpeettomasti tiedonkeruuta ja havaintojen tarkkuuden lisäämistä, sillä tiedonkeruun perusyksikkö on usein ruudusta poikkeava, kuten pistemäinen sijainti, laskentalinja tai kasvillisuuskuvio. Tällöin joko ETRS-TM35FIN ta WGS84 koordinaatiston käyttö mahdollistaa tiedon tarkemman tallentamisen.

Havaintotiedot suositellaan ilmoitettavan niin tarkasti, kuin mahdollista. 100 metrin tarkkuus mahdollistaa lajien elinpaikkojen löytämisen useimmissa tapauksissa, mutta joskus sekään ei riitä. Uhanalaisten ja pienialaisten elinympäristöjen eliöiden kohdalla sijainti tulisi ilmoittaa mahdollisimman tarkasti, eli noin 10 metrin tarkkuudella. Riittävä tarkkuus mahdollistaa lajiesiintymien huomioimisen myös pienipiirteisessä maankäytön suunnittelussa.

Koordinaattijärjestelmien käyttö paikkatietojärjestelmissä

On hyvä tuntea käyttämänsä koordinaattijärjestelmä ja pitää samalla mielessä, että kaiken yhtäaikaisesti työstetyn paikkatietoaineiston tulee olla samassa koordinaattijärjestelmässä, ja tehdä tarvittavat muunnokset, jos näin ei ole. ETRS-TM35FIN-koordinaatistossa tallennetut aineistot on mahdollista muuntaa virheettömästi maailmanlaajuisesti käytössä olevaan WGS84-koordinaatistoon ja toisinpäin. YKJ-koordinaattien muuntaminen ETRS-TM35FIN -koordinaatteihin ja toisinpäin on mahdollista noin metrin tarkkuudella. Koordinaatteja muuntaessa kannattaa aina säilyttää myös alkuperäinen aineisto.

Moni paikkatietojärjestelmä varoittaa, kun karttaprojektiin tuodaan aineisto, jonka koordinaattijärjestelmä poikkeaa projektin tai projektin sisältämien karttatasojen käyttämästä koordinaattijärjestelmästä. Visuaalista tarkastelua varten paikkatietojärjestelmä osaa muuttaa eri järjestelmässä olevien koordinaattien esitystapaa vastaamaan toisiaan ”lennossa”, ilman että varsinaisia muunnoksia tarvitaan. Kuitenkin ennen varsinaisia paikkatietoanalyysejä on hyvä varmistaa, että karttaprojektin ja kaikkien projektissa olevien karttatasojen koordinaattijärjestelmät ovat yhtenevät. Muunnoksia voi tehdä paikkatietojärjestelmissä tai esimerkiksi paikkatietoikkunassa (ohjeet).

Kirjallisuutta

  • Häkli, P., Puupponen, J., Koivula, H., & Poutanen, M. (2009). Suomen geodeettiset koordinaatistot ja niiden väliset muunnokset. Tiedote. Geodeettinen laitos.
  • JHS 196: EUREF-FIN -järjestelmän mukaiset koordinaatit Suomessa (2020) https://www.suomidigi.fi/ohjeet-ja-tuki/jhs-suositukset/jhs-196-euref-fin-jarjestelman-mukaiset-koordinaatit-suomessa