VISUALISOINTI - mitä se on?

Visualisoinnilla tarkoitetaan yleensä näkyväksi tekemistä. Paikkatietojen visualisointi on moderni synonyymi kartografialle, tosin tarkemmin tarkasteltuna se myös laajentaa perinteistä kartta-käsitettä. Paikkatietojen visualisoinnin eri muotoja voidaan hahmotella esim. seuraavasti:
 

Tavanomaisina paperikarttoina voidaan toteuttaa yksittäisiä teema- tai maastokarttoja sekä atlas-tyyppisiä kartastoja. Tavanomaisia paperikarttoja tuotetaan tietokoneavusteisesti käyttäen hyväksi tiedostoihin tai tietokantoihin tallennettuja sijainti- ja ominaisuustietoja. Paperikartat tulostetaan piirturilla tai painetaan. Piirturitulostus on useimmiten jonkinlaista väripinta-, mustesuihku- tai elektrostaattista tulostusta. Painokarttojen tuotantoon käytetään nk. kartanjulkaisuohjelmistoja, joilla voidaan tuottaa automaattisesti värierottelut painofilmejä varten.
 

Kuvaruutukartalla on monta muotoa. Kuvaruutukartta voi olla staattinen, jolloin tavanomaisen kaltainen kartta (temaattinen tai maastokartta) tuotetaan kuvaruudulle vain katseltavaksi. Interaktiivinen kuvaruutukartta mahdollistaa esim. kartan suunnittelun vuorovaikutteisesti tai kartan käyttämisen käyttöliittymänä tietokantaan ja näin tietojen kyselyn. Kuvaruutukartta voi olla myös toteutettu liikkuvan kuvan eli animaation avulla. Tällöin karttakuvan osat liikkuvat joko niin, että liike kuvaa esim. määrällisen tiedon muuttumista (tilastoteemakartta) tai 3-ulotteista tilaa liikkuvasta tarkastelupisteestä katsottuna. Kuvaruutukartta voi toimia 2-ulotteisena tai 3-ulotteisena mallina; aikakomponentin käyttö tuo kuvaruutukartalle myös neljännen dimension.
 

 
Edellä kuvaillut paikkatietojen visualisointitavat hyödyntävät lähtöaineistonaan numeerista karttadataa. Karttadata voi olla tallennettuna yksittäisessä tiedostossa tai tietokannassa, organisointitapoja on monenlaisia. Olennaista on se, että on olemassa numeerinen aineisto, jonka havaitseminen ja hyväksikäyttö sellaisenaan - ilman visualisointia - on ihmiselle mahdotonta. Paikkatietoaineistojen erityispiirre on se, että ne ovat paikkaan sidottuja eli ne voidaan esittää koordinaattien avulla piirtämällä. Visualisointimielessä tämä tarkoittaa sitä, että paikkatiedot voidaan aina havainnollistaa jonkinlaisena karttana. Se, onko kartta 2-, 3- tai jopa 4-ulotteinen, onko se tulostettu, painettu tai kuvaruudulla esiintyvä, riippuu kartan käyttötarkoituksesta ja teknisistä valmiuksista.
 

Kuvaruutukartalla on monta nimeä

Kuvaruutukartta (screen map) on melko vakiintunut nimitys kuvaruudulla esiintyvälle kartalle. Muita nimityksiä ovat mm. väliaikainen kartta (temporal map), virtuaalikartta (virtual map) ja pikakartta (quic map).
Raja perinteisen kartan ja erilaisten maastoa kuvaavien värikkäiden kuvien välillä on vielä epäselvä. Ongelma korostuu kolmiulotteisten esitysten yhteydessä: onko 3-ulotteinen malli verrattavissa karttaan vai maisemapiirrokseen? Täysin yksiselitteistä kartan määritelmää ei tämän hetken kirjallisuudesta löydy. Jokseenkin yhtä mieltä ollaan kuitenkin siitä, että kartaksi nimitetyllä kuvauksella on oltava tulkittava mittakaava ja sen tietosisältö on pystyttävä lukemaan joko intuitiivisesti tai merkkienselityksen avulla. Tämän perusteella maisemapiirros ei ole kartta. Toisaalta pelkkä numeerinen aineisto ei sinällään voi olla kartta, aineistoon on aina liityttävä jonkinlainen visualisointi tai jollain muulla aistilla havaittava esitys. Esimerkiksi näkövammaisille tarkoitetut kosketeltavat kartat (tactual maps) ovat esimerkkejä ei-visuaalisista kartoista.
 

Muuttuvat työkalut

Edellä kuvattuja karttatyyppejä voidaan toteuttaa erilaisten ohjelmistojen avulla. Viimeisten kahdenkymmenen vuoden aikana tietokoneavusteinen kartografia on kokenut suuren muutoksen. Itse räätälöidyistä tiedostopohjaisista ohjelmistoista on tultu tuotteisiin, jotka perustuvat yleisiin tiedonhallinta- ja CAD-ohjelmistoihin sekä erilaisiin sovelluskehitysympäristöihin. Seuraavassa on hahmoteltu lyhyesti paikkatietojen visualisointiympäristöjä.
 

Perinteisillä kartta-atk-ohjelmistoilla on totuttu tuottamaan tavanomaisia maasto- ja teemakarttoja. Suomessakin tämänkaltaisia ohjelmistoja on käytetty jo parinkymmenen vuoden ajan. Suomessa tämän ryhmän tunnetuimpia edustajia lienevät maanmittaushallituksen ja Karttakeskuksen kehittämä Fingis-ohjelmisto kunnallisten karttojen tuotannossa ja maanmittauslaitoksen oma Maagis-ohjelmisto valtakunnallisessa maastokartantuotannossa. Perinteiset kartta-atk-ohjelmistot tähtäävät tulostetun tai painetun kartan valmistukseen, mutta työskentelyn aikana karttaa digitoitaessa eli editoitaessa työtä tehdään myös kuvaruutukartan avulla.
 

Kuvaruutukartta toimii useinkäyttöliittymänä tietokantoihin. Esimerkiksi tilastolliset tietokannat voidaan varustaa karttaliittymällä, jonka avulla tietoja voidaan kysellä ja myös havainnollistaa. Erilaiset osoitekarttasovellukset kuten Helsingin kaupungin kehittämä KaupunkiKartta ovat esimerkkejä tietokannan ja kuvaruutukartan yhteistyöstä. Tilastotietoja voidaan esittää kuvaruudulla myös animaationa. Aikasarjojen ja ennusteiden esittäminen animaationa on tuttua mm. uutisten sääkartasta, jossa pilvet liikkuvat ajan kuluessa.
 

CAD-ohjelmistoja (CAD=computer aided design) voidaan käyttää 3-ulotteisten korkeus- ja maastomallien visualisointiin. Paikkatietosovelluksissa käytetyimpiä CAD-ohjelmistoja ovat MicroStation- ja AutoCAD-ohjelmistot. Fyysistä ympäristöä kuvaavan 3D-mallin rakentaminen ja havainnollistaminen värien ja valaistuksen käytön avulla onnistuvat jo pelkän perusohjelmistonkin avulla. Mallissa liikkumista simuloivien animaatioiden tuottaminen vaatii kuitenkin tehokkaan ohjelmistoympäristön. CAD-ohjelmistoilla tuotettu esitys paikkatiedoista on joko 2- tai 3-ulotteinen kuvaruutukartta.
 

GIS-ohjelmistoiksi on ryhdytty kutsumaan sellaisia, usein CAD-ohjelmiston päälle rakennettuja ohjelmistoja, jotka tarjoavat tiedonkeruu- ja tulostustoimintojen lisäksi kehittyneitä tiedon hallinta- ja analyysitoimintoja. Sinänsä nimitys GIS-ohjelmisto on hieman harhaanjohtava, sillä paikkatietojärjestelmiksi (GIS) on Suomessa totuttu kutsumaan kaikkia sellaisia informaatiojärjestelmiä, jotka käsittelevät paikkatietoja. Esimerkiksi USA:ssa on kuitenkin vakiintunut GIS:n suppeampi määritelmä. GIS-ohjelmistoiksi voidaan nimetä mm. kansainväliset, Suomessakin käytössä olevat tuotteet kuten ARC/INFO, Intergraph MGE, System 9 ja Gradis.
 

Kartan julkaisuohjelmistot mahdollistavat kartan suunnittelun kuvaruudulla. Kuvaruutukartasta voidaan ottaa väritulosteita, mutta myöskin tuottaa värierottelu painofilmien tulostusta varten. Varsinaisesti kartan julkaisuohjelmisto on esimerkiksi Intergraphin Map Publisher. Kartanjulkaisuohjelmiston ominaisuuksiin kuuluu mm. kyky käsitellä erityisesti karttatietoa ja suorittaa karttatulosteen vaatimaa viimeistelyä.
 

Hypermediassa informaatio on organisoitu linkittämällä tekstipalasia, grafiikkaa, ääntä ja videokuvaa toisiinsa siten, että lukija voi edetä informaatiorakenteessa haluamassaan järjestyksessä osasta toiseen. Hypermedian muodossa olevan teoksen luoma kokonaisuus ja rakenne syntyvät osittain lukijan kautta. Hypermediasovelluksia toteutetaan kehittimillä, joista tunnettuja ovat mm. Hyper-Card, SuperCard ja ToolBook. Hypermedia soveltuu esimerkiksi atlas-kartastojen toteuttamiseen; esimerkkinä voidaan mainita SuperCard -kehittimellä Geodeettisessa laitoksessa laadittu Kunta-atlas. Hypermedialla toteutettu kartta on useimmin interaktiivinen kuvaruutukartta, koska hypermedian käyttö perustuu interaktiiviseen tietojen hakuun.
 

Virtuaalitodellisuus (virtual reality, VR) on tietokoneavusteisin menetelmin toteutettu ympäristö, jossa tuotetaan "todellisuuden" vaiktelma. Virtuaalitodellisuudessa käyttäjä voi liikkua luodussa mallissa vapaasti valitsemallaan tavalla ja mahdollisesti erilaisin laittein (data-hansikas, kypärä) saada vaikutelman ko. ympäristössä olemisesta. "Oikea" virtuaalitodellisuus vaatii mainittujen erityislaitteiden käytön. Paikkatietojärjestelmät ovat kovaa vauhtia kehittymässä kohti virtuaalitodellisuutta. 3D-mallien käytöllä voidaan saada jonkinlainen käsitys virtuaalitodellisuuden mahdollisuuksista. Yksinkertaisia "virtuaalitodellisuuksia" voi tavata myös tietokonepeleissä ja erilaisissa simulaatioissa.