Kartografia

Kartografian historia ja tulevaisuus

KARTAN KEHITYS JA MAANTIETEELLISEN TIETÄMYKSEN LAAJENTUMINEN OVAT KULKENEET RINTARINNAN. TÄMÄN VUOKSI KARTOGRAFIAN HISTORIAN TUNTEMINEN AUTTAA MYÖS MAANTIETEEN OPPIHISTORIAN YMMÄRTÄMISTÄ.

Kartografian historian tärkeitä ajanjaksoja

KARTOGRAFIAN VARHAISVAIHEET JA ALKUPERÄISKANSOJEN KARTOGRAFIA
Vanhimpia säilyneitä kartografisia tuotteita ovat noin 4000 vuoden takaa ennen ajanlaskumme alkua peräisin olevat babylonialaiset savitaulut, joissa tunnistettavastai esitetään "Kaksoisvirtainmaiden" joki- ja kulttuurimaisemaa. Myös egyptiläinen ja kiinalainen kulttuuripiiri synnyttivät oman kartografiansa viimeistään noin 2000 vuotta ennen ajanlaskumme alkua.
Alkuperäiskansat ovat käyttäneet kartografisia tuotteita välittäessään riistamaihin ja purjehdusreitteihin liittyvää perinnetietoa sukupolvelta toiselle.

KLASSISEN KREIKAN KARTOGRAFIA
Harmoniaa ja esteettisyyttä korostavan kreikkalaisen kartografian kehitys liittyi läheisesti filosofian ja luonnontieteiden kehitykseen. Kreikkalaiselle kartografialle oli ominaista maan pallogeometristen ominaisuuksien selvittäminen ja tähän liittyen maapallon ilmastollisten ja kulttuuristen vyöhykkeiden osoittaminen. Kartografian kreikkalaisia klassikoita olivat mm.:

1)	Erastothenes (n. v. 200 eKr): maapallon ympärysmitan arviointi pituuspiirien suunnassa; pituuspiirijärjestelmä.
2)	Hipparchus (n. v. 200 eKr): stereografinen, oikeakulmainen karttaprojektio.
3)	Marinus Tyralainen (n. v. 100): leveys- ja pituuspiirikoordinaatisto.
4)	Ptolemaios (n. v. 100): länsimaisen kartografian "perustaja". Geographia-teos, joka sisälsi projekti-opin sekä yli 8000 paikkakunnan koordinaatit.

ROOMALAINEN KARTOGRAFIA
Rooman valtakunnassa kartografiaa käytettiin käytännöllisiin tarkoituksiin. Roomalaiset agrimensorit eli maanmittaajat tekivät ruutukaavaisia maanjakokarttoja. Lisäksi hallinto ja sotakoneisto edellyttivät reittikarttojen valmistusta ja käyttöä. Reittokartat kuvasivat tarkoin Roomasta lähtevän tiestön etappeineen, mutta Välimeren piirin rantaviivan kulkua oli vaikea hahmottaa.

ARABIALAINEN KARTOGRAFIA
Kreikkalainen kartografinen perinne ja Ptolemaioksen teokset säilyivät arabialaisen kulttuurin piirissä aktivoiden alueen tieteiden kehitystä ja maantuntemukseen liittyvää tutkimusta. Arabialainen kartografia välittyi keskiajalle asteittain myös eurooppalaiseen kartografiaan ja arabialaiset omaksuivat vaikutteita myös eurooppalaisilta maantuntijoilta. Tunnettuja arabikartografeja olivat mm. Al Kashgari (900-luku) ja arabialaisen kartografian loppuvaihetta edustava Al Idris (1100-luku), jonka maailmankartassa mainitaan suomalaisia paikannimiä ensi kerran kartografian historiassa.

KESKIAJAN KARTOGRAFIA
Keskiajan filosofiselle ilmapiirille oli ominaista lunnontiedekielteisyys ja kreikkalaisen tradition osittainen halveksunta ja syrjäyttäminen. Kirkolla oli auktoriteettiasema ja pyhät kirjoitukset leimasivat myös tieteellistä kirjallisuutta ja esimerkiksi kartoissa näiden mystinen aines korostui. Kartat olivat luonnosmaisia maailmankuvauksia. Niissä maailma kuvattiin kiekkona tai levynä, joissa raamatullinen maailmankuva tuli esille symboleineen. Keskiaikaisia maailmankarttoja kutsutaan nimellä "mappae mundi". Esimerkkejä keskiaikaisen kartografian traditiosta ovat mm.:

1)	Cosmos (500-luku); suorakaiteena esitetty tunnettu maailma.
2)	T&O-kartat; yleisimpiä keskiaikaisia karttatyyppejä, joissa kiekoksi piirrettyä maailmaa ympäröi maailmanmeri (O, oceanus). T kuvaa pystyasentoon piirrettyä Välimerta, jonka vasemmalle suuntautunut sakara on Don-joki ja oikea sakara Niili. Donin ja Välimeren rajaama alue esittää Eurooppaa, Välimeren ja Niilin välinen alue Afrikkaa ja Donin ja Niilin rajaama alue Aasia.
3)	Vyöhykekartat; kiekkomainen maailma on jaettu muutamiin kiekon halkaisijan suhteen symmetrisiin ilmastollisiin vyöhykkeisiin. Keskellä kiekkoa kulkee trooppinen vyöhyke, jonka molemmilla puolilla sijaitsee asuttu maailma. Uloinna ovat kylmät asumattomat vyöhykkeet.
4)	T&O-karttojen ja vyöhykekarttojen yhdistelmät; T&O-kartan maastoinformaation päälle on piirretty ilmastovyöhykkeet.

KESKIAJAN MERIKARTAT
Kokonaan toista keskiaikaista karttaperinnettä edustavat merikartat, portolaanit. Portolaaneilla oli käytännön käyttötarkoitus ja niiden laadinta ei ollut kokonaan sidottu kirkolliseen auktoriteettiin. Portolaaneissa Välimeren piirin rannikoiden ja satamien kuvaus on melko tarkkaa ja kuvaustarkkuus vähenee Välimeren piiristä eri suuntiin edettäessä. Purjehtimisen helpottamiseksi karttoihin laadittiin kompassiruusujärjestelmä, koska kompassi oli jo laajalti purjehtijoiden käytössä. Keskiajan löytöretkien uudet löydökset tulivat yleensä suhteellisen nopeasti kirjatuksi portolaaneihin ja niiden tarjoama tarkka maailmankuva oli 1400-luvulle tultaessa laajentunut myös Atlantin ja Intian valtameren piiriin.

RENESSANSSIN KARTOGRAFINEN MURROS
Renessanssi merkitsi myös kartografian muutosta. Kirkon auktoriteettiaseman väheneminen tieteissä ja kreikkalaisen perinteen arvostuksen lisääntymistä näkyivät myös kartografian tieteellistymisenä. Kysymys maan pallonmuotoisuudesta saavutti lopullisen ratkaisunsa ja ensimmäiset karttapallot tulivat käyttöön.
Ajanjakson keskeisin kartografiaan vaikuttanut tapaus oli kuitenkin Ptolemaioksen Geographia-teoksen kääntäminen kreikasta latinaksi. Teoksen pohjalta ilmestyi 1400-1800-luvulla yli 50 painettua kartastoa, joita sanotaan Ptolemaios-laitoksiksi ja joiden laatijoina on ollut joukko uudenajan kuuluisimpia kartografeja. Ptolemaios-laitokset sisältävät yleensä tekstiosan, klassiset Ptolemaiksen koordinaattitietojen avulla piirretyt kartat, uudistetut kartat sekä kokonaan uudet kartat alueilta, jotka ovat maailmankuvan avartumisen ja löytöretkeilyn myötä tulleet yleiseen tietoisuuteen. Eri ikäisistä Ptlemaios-laitoksista voidaan havaita myös karttojen kopiointitekniikan kehittyminen käsin piirretyistä kartoista puuleikkaus- ja kuparikaiverrustekniikalla painettuihin karttoihin.

LÖYTÄRETKIEN AJAN KARTOGRAFIA
Löytöretkien ajan kartografinen historia ja edellisessä kohdassa mainittu ajanjakso lomittuvat. Karttojen merkitys taloudellisen ja poliittisen vallankäytön välineenä korostui, kun löytöretkeily yhdistyi kauppapolitiikkaan ja siirtomaavaltojen synnyttämishankkeisiin. kartografian kehittyminen edisti löytöretkeilyä, joka puolestaan lisäsi maailmantuntemusta ja karttojen tarkkuutta. Tarkoista kartoista tuli merenkulkukeskuksissa kysyttyä kauppatavaraa ja niiden julkaisemiseksi perustettiin kartankustantamoja. Suuret moniniteiset kartastot yleistyivät ja 1500- ja 1600 luvun taitetta onkin sanottu "atlaskartografian ajaksi". Kuuluisia maailmankartastoja tuottivat mm. Gerard Mercator (Atlas 1595), Abraham Ortelius (Theatrum Orbis Terrarum 1570) ja Antonio Lafreri (Atlas 1570). Merikartta-atlasten painoksista täydellisin on Lucas Waghenaerin tekemä "Spieghel der Zeewaert" v. 1584-1585.

TIETEELLISEN KARTOGRAFIAN VAKIINTUMINEN
Kartografian monien käyttötarkoitusten tultua tunnetuksi myös valtion sisäisissä kontrollitehtävissä ja sodankäynnissä, useat maat institutionalisoivat kartantuotannon. Maihin luotiin karttojen valmistusta ja maanmittausta tekeviä yksikköjä. Mm. Ruotsi-Suomessa käynnistettiin 1600-luvun alkupuolella maantieteelliset mittaustyöt ja myös maastohavaintojen ja tilastojen karttamainen havainnollistaminen, teemakartografia yleistyi.

SUOMALAISEN KARTTAKUVAN VARHAISVAIHEET
Suomen karttakuvan kehityksen tärkeimpiä etappeja:

1)	Al Idrisin maailmankartta (v. 1150) sisältää muutaman Suomeen sijoittuvan paikannimen (mm. Aboa, Tabast).
2)	Claudius Clavuksen Skandinavian kuvaus (v. 1427), jossa Suomi paikantuu kannaksena Skandinavian niemimaan ja "Venäjän" välille.
3)	Ptolemaioksen Ulmin laitoksen (v. 1482) Suomi muistuttaa Cladius Clavuksen Suomen muotoa.
4)	Jacob Zieglar; Scondia-teoksen tekstiosa ja Pohjoismaiden kartta (v. 1532) sisältävät suhteellisen yksityiskohtaisen kuvan Suomesta. Karttaa on kopioitu keskieurooppalaisten kartantekijöiden kartastoihin.
5)	Olaus Magnuksen Carta Marinassa (v. 1539) on runsaasti kopioitu Skandinavian karttakuva, joka sisältää historiallis-mystistä kuvitusta.
6)	Andreas Bureus; ammattilainen maanmittari ja kartografi, joka loi perustan Ruotsi-Suomen maanmittaustoiminnalle. Hänen Pohjoismaiden karttakuvansa on kopioitu useimpiin 1600-luvun kartografian mestariatlaksiin. Bureuksen aikana Ruotsi-Suomeen luotiin maanmittaus- ja kartantuotantojärjestelmä, jonka suoranainen jatke on myös nykyinen maanmittaushallituksemme.

<<< Takaisin

Kartografian tulevaisuus

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.

1. ESIMERKKI INTERAKTIIVISESTA KUVARUUTUKARTASTA

2. ESIMERKKI INTERAKTIIVISESTA KUVARUUTUKARTASTA

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.

Multimediaympäristöt tuovat uusia mahdollisuuksia videon, kuvien ja äänen liittämiseksi kartan yhteyteen. Multimedialla tarkoitetaan yleisesti videon, äänen, kuvien ja tietokoneella tuotettujen näyttöjen liittämistä toisiinsa. Multimedian fyysiseen toteutusympäristöön kuuluvat olennaisina mm. CD-ROM ja äänikortti. Multimedian kuvaruutukartat voivat olla staattisia, interaktiivisia tai jopa animaatioita. Multimediasovellus voidaan tuottaa käyttäen hypermediaohjelmistoa.

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.

ESIMERKKI VIRTUAALITODELLISUUDEN KÄYTÖSTÄ KARTOGRAFIASSA

LINKKEJÄ: Novosat, Navi-ohjelma

LÄHTEET: Peltonen 1989

|SISÄLLYSLUETTELO|