Harjoitus 1: Saavutettavuus pääkaupunkiseudulla...Paikkatietojärjestelmien (GIS) avulla on helppo...

Claudia Bergroth & Elias Willberg | Geopiste, Helsingin yliopisto | 2016

HARJOITUS 1:

SAAVUTETTAVUUS PÄÄKAUPUNKISEUDULLA

1 Claudia Bergroth & Elias Willberg | Geopiste, Helsingin yliopisto | 2016

Harjoituksen tavoite

TÄMÄN HARJOITUKSEN TAVOITETTENA ON tutustuttaa opiskelija QGIS-ohjelmistoon.

Harjoituksessa tutustutaan ohjelman käyttöliittymään sekä sen yleisimpiin toimintoihin

toteuttamalla yksinkertainen paikkatietoanalyysi saavutettavuudesta pääkaupunki -

seudulla. Harjoituksen lopuksi opiskelija oppii tuottamaan karttaesityksen QGIS:n

avulla.

Kaikki harjoituksessa käytettävä materiaali on avointa ja verkosta avoimesti

ladattavissa, mutta sitä on paikoin esiprosessoitu tätä harjoitusta varten.

Harjoituksessa käytettävä aineisto

Kunnat – Pääkaupunkiseudun kuntien rajat . Paljon aineisto pääkaupunkiseudulle on

saatavilla osoitteesta: <http://www.hri.fi/fi/dataset?q=&sort=metadata_created+desc>

Meri – Meren rantaviiva

Metro – Metrolinja Helsingissä

Rautatie – Junaradat pääkaupunkiseudulla

Paatiet – Pääkaupunkiseudun tiestö pääteiden osalta . Koko Suomen kattavaa

tieaineistoa voi ladata seuraavasta osoitteesta :

<http://www.digiroad.fi/hyodyntaminen/fi_FI/aineistotoimitus/>

MetropAccess YKR_grid EurefFIN – Koko pääkaupunkiseudun kattava 250 x 250 m tyhjä

ruutumatriisi EUREF-FIN koordinaatistossa. Aineisto on saatavilla kokonaisuudessaan

seuraavasta osoitteesta: <http://blogs.helsinki.fi/saavutettavuus/data/>

Time to 5973738 – Tekstitiedosto, joka sisältää matka-ajat Helsingin rautatieasemalta

kävellen, julkisella liikenteellä ja autolla kaikkiin pääkaupu nkiseudun muihin

MetropAccess matriisiruutuihin.

http://www.hri.fi/fi/dataset?q=&sort=metadata_created+desc

http://www.digiroad.fi/hyodyntaminen/fi_FI/aineistotoimitus/

http://blogs.helsinki.fi/saavutettavuus/data/


Ongelma:

Missäköhän ajassa pääsen Helsingin keskustasta esimerkiksi Espoon eri

alueille? Mikä olisi nopein kulkumuoto? Kuinkakohan suuria kulkumuotojen väliset erot

matka-ajassa mahtavat olla pääkaupunkiseudulla?

Kuinka saada vastaus ongelmaan?

Paikkatietojärjestelmien (GIS) avulla on helppo selvittää vastaus mitä moninaisimpiin

kysymyksiin, kuten vaikkapa tähän meidän ongelmaamme. Viime vuosien aikana

avoimen lähdekoodin ilmaiset ohjelmistot ovat nousseet haastamaan yksityiset

maksulliset ohjelmistot entistä paremmilla ja monipuolisemmilla toiminnoillaan, mikä

on tarkoittanut, että paikkatietojärjestelmät ovat nykyään kaikkien ulott uvilla.

Tässä harjoituksessa käytämme Helsingin Yliopiston maantieteen laitoksella kehitettyä

matka-aikamatriisia, jonka avulla on mahdollista tarkastella matka -aikoja paikasta

toiseen pääkaupunkiseudulla. Aineiston matka-ajoissa on huomioitu koko matkaketju

ovelta-ovelle, eikä pelkästään kulkuneuvossa kuluvaa aikaa.

1. Aineistojen lataaminen ja tuominen QGIS:iin

Aloita harjoitus lataamalla Harjoitus1_Aineisto.zip niminen aineistopaketti oheisesta

linkistä <https://www.helsinki.fi/sites/default/files/atoms/files/qgis_harjoitus1_aineisto.zip>.

Harjoituksessa tarvittava a ineistopaketti on pakatussa muodossa, joten aluksi se on

purettava. Avaa sijainti, jonne latasit aineistopaketti ja klikkaa hiiren oikealla

painikkeella nimeä Harjoitus1_Aineisto.zip. Riippuen koneellasi olevasta aineistojen

purkuohjelmasta (esim. 7-zip, Winrar, Winzip), purkutoiminto saattaa olla erilaisilla

nimillä, mutta koita löytää joko ”extract” tai ”pura” ja valitse se. Hetken kuluttua

https://www.helsinki.fi/sites/default/files/atoms/files/qgis_harjoitus1_aineisto.zip


HUOM! Kun tallennat projektisi tai luot uusia tiedostoja paikkatieto -ohjelmassa muista

AINA antaa tiedostonimi, joka ei sisällä ä tai ö-kirjaimia, eikä myöskään mitään

erikoismerkkejä tai turhia välilyöntejä , sillä ne aiheuttavat usein ongelmia .

Tiedostonimessä olevan kahden sanan väliin on luontevaa laittaa alaviiva (esim.

C/MyDocuments/Uusi_tiedosto)

tiedostosijaintisi pitäisi ilmestyä uusi kansio, joka sisältää harjoituksessa tarvittavan

aineiston purettuna.

Seuraavaksi, avaa QGIS-ohjelmisto. Etsi työpöydältäsi tai valikosta QGIS_Desktop ja avaa

se. Riippuen käyttämästäsi versiosta, numerosarja ohjelman nimessä vaihtelee (esim.

QGIS_Desktop_2.8.1). Pienen hetken kuluttua ohjelman pitäisi avautua ja näet edessäsi

QGIS käyttöliittymän. Ennen kuin alat tarkemmin tutustumaan erilaisiin toimintoihin,

tuo purkamasi aineistot ohjelmaan. Paina Add Vector Layer sivun vasemmassa

reunassa olevassa tasopaneelissa ja valitse sitten browse uudessa ikkunassa. Valitse

tiedostotyypiksi ESRI Shapefiles ja etsi sitten purkamasi aineistokansio. Kansiossa pitäisi

olla yhteensä 6 tiedostoa, jotka päättyvät ”.shp”. Valitse kaikki nämä tiedostot ja paina

open. Tämän jälkeen palaat aiempaan ikkunaan, jossa nyt voit painaa toisen kerran

open.

Tässä vaiheessa on hyvä hetki tallentaa projektisi. Paina vasemmasta yläkulmasta

Project -> Save As ja etsi tiedostosijainti, jonne haluat tallentaa. Muista tallentaa

projektiasi aina sitä mukaan kun etenet harjoituksessa, sillä ohjelma saattaa aika ajoin

kaatua. Näin voit myös palata siihen mihin jäit, vaikka et saisikaan harjoitusta kerralla

valmiiksi.


Nyt sinulla pitäisi olla kaikki shapefile-muotoiset tiedostot tuotuna QGIS:iin. Tarkista

tässä vaiheessa ruudun oikeasta alareunasta, että sinulla on oikea koordinaatti -

järjestelmä. Sen pitäisi olla joko EPSG: 3047 tai EPSG:3067, jotka kummatkin tarkoittavat

yleisemmin EUREF-TM35FIN nimellä tunnettua järjestelmää. Mikäli sinulla on

määrittynyt jokin toinen koordinaattijärjestelmä, paina oikean alakulman

koordinaattijärjestelmän nimestä, raksita ”Enable on the fly CRS transformation”, etsi

joko EPSG:3047 tai EPSG:3067 ja paina lopuksi OK.

2. Aineistoon ja käyttöliittymään tutustuminen

Käytä nyt hetki tutustuen QGIS:n käyttöliittymään. Hyödynnä Geopisteen sivulta löytyvää

QGIS_yleisohje.pdf (http://luma.fi/file_download/733/QGIS_Yleisohje.pdf) ohjetta eri

toimintoihin tutustuessa. Muuta tasojen näkyvyyttä painamalla tason nimen edessä

olevasta rastista vasemmassa paneelissa.

Vaihda tasojen järjestystä vetämällä niiden nimestä, jotta esimerkiksi tiestötaso ei peity

ruudukon alle. Mieti samalla minkä tasojen olisi järkevintä olla päällimmäisenä.

http://luma.fi/file_download/733/QGIS_Yleisohje.pdf


Vaihtele myös tasojen ulkoasua tuplaklikkaamalla kunkin tason nimen edessä olevaa

pientä symbolia. Tällöin avautuu kunkin tason ominaisuusikkuna (Layer Properties).

Style-välilehdellä voit muuttaa värejä, leveyksiä ja muotoja, jotka taso saa. Tehtyäsi

muutokset, paina OK ja näet ne myös ruudulla.

Lisätietoa tason muista ominaisuuksista saat ominaisuusikkunan muilta välilehdiltä.

Sieltä löytyy yleistä tietoa sekä metadataa, joka antaa tärkeätä informaatiota

esimerkiksi tason koordinaattijärjestelmästä, tiedostotyypistä jne.

Avaa nyt jonkin tason ominaisuustietotaulu (attribute table), joka sisältää kaiken

ominaisuustiedon mitä tasolle on määritetty. Tässä harjoituksessa käytämme

ainoastaan vektorityyppisiä aineistoja, minkä vuoksi kaikilla tuoduilla aineistoilla on

ominaisuustietotaulu. Saat ominaisuustietotaulun avatt ua klikkaamalla hiiren oikealla

painikkeella tason nimeä ja valitsemalla Open Attribute Table . Uudessa ikkunassa voit

tarkastella esimerkiksi tiestötason ominaisuustietoja, jotka näyttäisivät sisältävän tien

nimen sekä tyypin.

Valitse tämä välilehti

saadaksesi lisää

visualisointivaihto-

ehtoja


3. Tietokantaliitos

Paikkatieto-ohjelmissa on mahdollista tehdä tietokantaliitoksia, mikä tarkoittaa

esimerkiksi taulukkomuodossa olevan tiedon liittämistä toiseen tasoon, jolle on jo

määritetty koordinaattijärjestelmä. Tämä toiminto on mahdollist a molemmissa tasoissa

olevan yhteisen kentän avulla, jonka arvot vastaavat toisiaan kullakin rivillä.

Seuraavaksi liitämme tekstitiedoston, joka sisältää kaikki matka -ajat Helsingin

rautatieaseman matriisiruudusta , tyhjään ruutumatriisiaineistoon. Ensiksi meidän on

kuitenkin tuotava tuo tekstitiedosto aineistokehykseen. Valitse Add Delimited Text Layer

vasemmassa reunassa olevasta paneelista , ja uusi ikkuna aukeaa. Paina Browse ja

etsi tiedostokansiosi, jossa aineistosi sijaitsevat . Kansiosta pitäisi löytyä tiedosto

nimeltä time_to_5973738.txt . Valitse tämä tiedosto, paina Open ja palaat aiempaan

ikkunaan. Tee samat valinnat kun alla olevassa kuvassa (sarake-erotin on puolipilkku,

ensimmäisellä rivillä ovat otsikot, eikä tiedostolla ole geometriaa vielä) ja paina sitten

OK. Tekstitiedoston tulisi nyt ilmestyä aineistokehykseesi.


Voit nyt avata tekstitiedoston ominaisuustietotaulun ja tarkastella mitä tietoja sieltä

löytyy. Siellä pitäisi olla matka-ajat ja -etäisyydet jokaiseen ruutuun Helsingin

rautatieasemalta kävellen, julkisilla (PT) ja autolla.

Seuraava tehtävämme on siis liittää tekstitiedosto matriisiin . Hiiren oikealla painikkeella

klikkaa MetropAccess YKR_grid EurefFIN -tasoa ja valitse Properties. Mene sitten Joins-

välilehdelle. Paina vihreää plusmerkkiä vasemmassa alakulmassa , ja uusi ikkuna aukeaa.

Valitse taas asetukset kuten alla olevassa kuvassa (Join field = from_id, Target field =

YKR_ID), jotta ohjelma tietää mikä on taso, joka liitetään ja mitkä kentät kahd essa

tasossa vastaavat toisiaan, ja paina sitten OK. Sulje vielä ominaisuusikkuna (Layer

Properties) painamalla OK ja mene katsomaan MetropAccess YKR_grid EurefFIN -tason

ominaisuustietotaulua (Open attribute table). Huomaatko tiedon lisääntyneen? Nyt

sinulla pitäisi olla matka-aikatieto liitettynä jokaiseen ruutuun.


4. Tulosten visualisointi

Seuraavaksi voitkin visualisoida tuloksen. Tarkoituksenamme on visualisoida ruudut

matka-aikaa esittäviin luokkiin. Mene siis taas MetropAccess YKR_grid EurefFIN -tason

Properties ikkunan Style-välilehdelle, mutta valitse tällä kertaa yläreunasta Simple

symbolin sijasta esittämistavaksi Graduated .

Valitse sivun yläreunassa olevaan Column-kenttään haluamasi kulkumuoto, vaikkapa

time_to_5973738_PT_total_time, jos haluat esittää kartallasi julkisen liikenteen matka -

aikoja. Paina Classify ja lisää sitten luokkien määrä (classes) esimerkiksi kahdeksaan.

Valitse sitten haluamasi värisävy luokille (Color ramp).

Koska tässä tapauksessa valmiit luokkarajat eivät sovellu kovin hyvin meidän

tarkoitukseen, eikä mikään luokittelutavoista anna kovin hyödyllistä lopputulosta,

luokkavälit on määritettävä itse. Tuplaklikkaa yksi kerrallaan kutakin Values-sarakkeen

arvoista ja vaihda ne manuaalisesti 10 minuutin välein, kuten alla olevassa kuvassa.

HUOM!

Matka-aika-aineistossa on useita ruutuja, jonne ei pääse esimerkiksi julkisella

liikenteellä. Nämä ruudut ovat saaneen arvon -1. Voisimme poistaa nämä ruudut

visualisoinnista tai aineistosta kokonaan kyselyn avulla, mutta tässä tapauksessa on

helpompaa käyttää vain erilaista visualisointitapaa näille ruuduille. Aseta siis

ensimmäinen luokka välille -1−0 ja vaihda sen väriksi valkoinen. Kirjoita legenda-

sarakkeessa kyseiselle riville NoData (tieto puuttuu).


Kun olet saanut luokittelun tehtyä, paina lopuksi O K. Aineiston tulisi olla nyt visualisoitu

matka-aikojen perusteella. Mikäli haluat vielä muuttaa esimerkiksi luokkien määrää tai

luokkavälejä voit palata Style-välilehdelle niin tekemään.

5. Vertailukartan tuominen

Jotta voisit hieman paremmin tarkastella millaisilla alueilla matka -ajat ovat esimerkiksi

julkisella liikenteellä hyvät, tarvitset pohjakartan. Koska tämän kaltaiset kartat ovat

kuitenkin usein hyvin raskaita ladattavaksi koneelle, tuomme yhden sellaisen suoraan

internetistä rajapinnan välityksellä.

Valtaosa QGIS:n toiminnoista mahdollistuu erilaisten liitännäisten avulla ja niin tämäkin.

Nämä liitännäiset eli pluginit on tosin aina ensiksi asennettava erikseen. Valitse siis

yläpalkista Plugins -> Manage and Install Plugins ja etsi liitännäinen nimeltä OpenLayers

plugin, joka mahdollistaa erilaisten pohjakarttojen tuomisen aineistokehykseen. Valitse

Install plugin ja kun asennus on valmis, sulje ikkuna painamalla OK. Nyt sinulla pitäisi

olla yläpalkin Web-valikkoon ilmestynyt uusi valikko nimeltä OpenLayers plugin. Valitse

siis Web> OpenLayers plugin > OpenStreetMap > OpenStreetMap ja aineistokehykseesi

pitäisi ilmestyä OpenStreetMapin karttapohja. Hyödynnä sitä vertaillessasi minkälaiset

alueet ovat paremmin ja minkälaiset huonommin saavutettavia pääkaupunkiseudulla.

VINKKI: Voit asettaa MetropAccess YKR_grid EurefFIN -tason Style-välilehdeltä

läpinäkyvyyttä (Layer Transparency) tasolle esimerkiksi 50 %. Vedä sitten taso

järjestyksessä uuden pohjakartan yläpuolelle ja sinun pitä isi nähdä molemmat tasot

samanaikaisesti kartalla (kuten alla olevassa kuvassa)


6. Kartan laadinta

Harjoituksen viimeinen vaihe on laatia karttaesitys matka-ajoista. Sitä varten on

siirryttävä erilliseen tulostusikkunaan. Valitse Project -> New Print Composer , anna sille

mikä tahansa nimi ja valitse OK. Tyhjän ikkunan pitäisi nyt avautua. Valitse Add New

Map vasemmasta sivupalkista ja vedä aineistokehys vastaamaan koko valkoista alaa.

HUOM! Muista, että AINA kun teet muutoksia varsinaisessa työskentelyikkunassa, pitää

sinun päivittää karttanäkymä tulostusikkunan puolella painamalla Update preview! Näet

painikkeen sijainnin alla olevasta kuvasta.

Jos haluat liikuttaa paperia, paina pikanäppäintä V (tai Layout -> Move Item) ja raahaa paperi

haluamaasi paikkaan layout-näkymässä. Jos taas haluat liikuttaa karttaa, paina

pikanäppäintä C (tai Layout -> Move Content) ja raahaa aineistoa kartalla.

Voit zoomata joko rullalla tai vaihtamalla oikean puoleisesta valikosta Scale-arvoa.

Toinen vaihtoehto on palata varsinaiseen työskentelyikkunaan ja zoomata näkymä

haluamaksesi. Palaa sitten takaisin tulostus-ikkunaan ja paina oikean puoleisessa Item

properties -valikossa Set to map canvas extent .


1) Seuraavaksi tarvitsemme kartalle legendan, joka

kertoo mitä kartta oikein kuvaa. Paina Layout ->

Add Legend ja vedä neliö esimerkiksi johonkin

kulmaan, jonne legenda mahtuu.

Klikkaa kartalle ilmestynyttä legendaa, jotta se

aktivoituu muuta sen asetuksia ja oikealla olevassa

paneelissa. Voit vaihtaa esimerkiksi otsikon (Title)

suomeksi ja informatiivisemmaksi , fonttien kokoa

ja väriä (Fonts-valikon kautta), sekä ylipäänsä sitä

mitkä tasot ovat mukana legendassa (Legend

items).

Ota ensiksi rasti Auto update -ruudusta pois,

minkä jälkeen vaihtoehdot esimerkiksi legendassa

olevien tasojen järjestyksen vaihtoon ja uudelleen

nimeämiseen sekä poistamiseen aktivoituvat.

2) Toinen asia, joka kartalla on oltava, on

mittakaava. Mene Layout -> Add Scalebar ja vedä

alareunaan neliö mittakaavaa varten. Voit säätää

mittakaavankin asetuksia aktivoimalla sen

klikkauksella ja oikeasta palkista muuttamalla

ensisijaisesti Segments-valikon arvoja, kuten

kuvassa oikealla.

3) Viimeinen kartalle lisättävä asia on

pohjoisnuoli. Mene Layout -> Add Image ja vedä

jompaankumpaan yläkulmaan neliö. Aktivoi

pohjoisnuoli klikkaamalla ja avaa Search

directiories -valikko oikean puoleista päävalikosta.

Valitse sitten mieleisesi pohjoisnuoli ja paina Add,

jonka jälkeen nuoli ilmestyy yläkulmaan.


HUOM!

Mikäli haluat lopulliseen tulosteeseesi OpenStreetMap-kartan näkyville, pitää

aineistokehyksen reunojen olla vedetty täysin kattamaan valkoinen pohjapaperi (siis

reunojen jotka vedit kartallesi kun avasit Print composerin ja toit karttasi siihen)!

Muuten kartta piirtyy lopulliselle tulosteelle vain osittain jättäen osan alueista

valkoisiksi, mikä johtuu pienestä bugista ohjelmassa. Toinen vaihtoehto on käyttää

OpenStreetMap-karttaa vain tulosten tarkasteluun, mutta jättää se pois lopulliselta

tulosteelta.

Nyt sinulla pitäisi olla kaikki tarvittavat elementit kartallasi. Voit vielä tehdä viimeiset

hiomiset, jotta kartta näyttäisi mahdollisimman tasapainoiselta. Kun olet tyytyväinen

karttaasi, tulosta se kuvatiedostoksi valitsemalla Composer -> Export As Image . Määritä

ikkunassa tiedostonimi ja tyyppi (esim. PNG) ja paina Save. Karttasi pitäisi nyt ilmestyä

tiedostokansioosi . Olet valmis!


7) Bonustehtävä: Auton ja julkisen liikenteen matka-aikojen erotus

Jos sinulle jää aikaa, voit myös halutessasi laskea erotuksen kahden kulkutavan matka -

aikojen välillä jokaiseen matriisiruutuun. Ajatellaan, että haluamme vertailla julkisen

liikenteen matka-aikoja suhteessa autoon Helsingin rautatieasemalta. Avaa siis taas

MetropAccess YKR_grid EurefFIN -tason ominaisuustietotaulu (Open Attribute Table).

Aktivoi muokkaustila painamalla Toggle

editing mode ominaisuustietotaulun

vasemmasta yläkulmasta. Nyt voit luoda uuden

sarakkeen erotuksen laskemista varten.

Valitse New column -painike ylhäältä

keskeltä, anna uudelle kentälle nimi ja määritä

leveydeksi 5 (kuva oikealla) . Kun painat OK,

uusi sarake ilmestyy tietotauluun.

Seuraava tehtävä on laskea arvoja uuteen sarakkeeseen . Koska aineisto sisältää jonkin

verran -1 arvoja, meidän on ensiksi tehtävä kysely valitaksemme juuri ne rivit.

Paikkatieto-ohjelmissa on mahdollista suorittaa erilaisia kyselyjä. Kyselyt voivat olla

joko tason ominaisuuksiin perustuvia (Select by Attributes) tai sijaintiin perustuvia

(Select by Location).

Ominaisuustietotaulun vasemmasta yläkulmasta löytyy Select features using an

expression -painike ominaisuustietokyselylle. Valitse tämä painike ja uusi ikkuna

aukeaa jossa sinun on mahdollista määrittää kyselylauseke. Kirjoita seuraavanlainen

lauseke Expression-kenttään:

"time_to_5973738_PT_total_time" = - 1

Voit käyttää apunasi Fields and Values ja Operators valikoita oikealla puolella, jotta

sinun ei tarvitse kirjoittaa manuaalisesti kaikkea. Paina lopuksi Select ja sulje ikkuna.


Nyt sinulla pitäisi olla 674 riviä valittuna. Voit tarkistaa asian katsomalla

ominaisuustietotaulun ylimpään osaan.

Avaa seuraavaksi laskin painamalla Open Field Calculator -painiketta ja täytä kentät

kuten alempana olevassa kuvassa. Päivität siis jo olemassa olevaa kenttää (erotus),

mutta laskutoimitus kohdistuu vain valitsemiisi 674 riviin. Kaikille näille riveille

annetaan arvo -999. Paina lopuksi OK.


Seuraavaksi haluammekin valita kaikki muut kuin nyt valittuna olevat rivit , koska niille

täytyy myös laskea arvot. Tämä tapahtuu helposti käänteisvalinnan avulla. Paina Invert

Selection ominaisuustietotaulun yläosasta ja valinta kääntyy. Valittuna pitäisi nyt

olla 12 557 riviä.

Avaa uudestaan äskeinen laskin (Open Field Calculator) ja täydennä kuten alempana

kuvassa. Haluamme vähentää matka-ajan autolla julkisen liikenteen matka-ajasta. Käytä

siis lausekkeena seuraavaa:

"time_to_5973738_PT_time" - "time_to_5973738_Car_time"

Nyt sinulla pitäisi olla erotus laskettuna uuteen kenttään. Tallenna lopuksi muutokset

painamalla Save Edits ja poistu sitten muokkaustilasta painamalla uudestaan kynän

kuvasta .

Voit nyt sulkea ominaisuustietotaulun ja visualisoida erotuksen kartal la samaan tapaan

Style-välilehdeltä kuin teit aiemmin harjoituksessa kohdassa 4. Käytä visualisoinnissa

uutta saraketta, johon juuri laskit arvot.

Harjoitus 1: Saavutettavuus pääkaupunkiseudulla...Paikkatietojärjestelmien (GIS) avulla on helppo...

Documents

Transcript of Harjoitus 1: Saavutettavuus pääkaupunkiseudulla...Paikkatietojärjestelmien (GIS) avulla on helppo...