2 Paikkatietojärjestelmät

Paikkatietojärjestelmillä tarkoitetaan karttapohjaisia sovellutuksia, joiden avulla on mahdollista yhdistellä sijainti ja laatutietoa. Ympäristöhallinnossa paikkatietojärjestelmät ovat nopeasti saavuttaneet keskeisen aseman karttapohjaisessa päätöksenteossa ja valmistelutyössä. Paikkatietojärjestelmien etuna on ennen kaikkea työvaltaisten prosessien automatisointi laskennallisen potentiaalin ja tiedonhallinnan avulla. Laajemmassa mielessä eri aineistojen yhdisteltävyys voi organisaatiotasolla säästää päällekkäisiltä työprosesseilta. Organisaatioiden välinen paikkatiedon yhteiskäyttö tarjoaa mahdollisuuden karsia päällekkäisiä prosesseja esim. julkishallinnon eri yksiköiden välillä.

2.1 Käsitteiden määrittelyä

Paikkatietojärjestelmä on suomenkieleen vakiintunut termi, vaikka usein kuulee myös puhuttavan GIS-järjestelmistä. Kyseinen lyhenne tulee englanninkielisestä käsitteestä Geographic Information System. Paikkatietojärjestelmien suppea määritelmä käsittää tietojärjestelmän lähinnä teknisenä kokonaisuutena (Maguire 1991, 11). Esimerkiksi Antti Rainio on määritellyt paikkatiedon ja paikkatietojärjestelmät seuraavasti:

"Paikkatieto on konkreettista tai abstraktia, paikannettua kohdetta tai ilmiötä kuvaavan sijaintitiedon ja ominaisuustiedon muodostama looginen tietokokonaisuus."

"Paikkatietojärjestelmä on tietojärjestelmä, joka käsittelee paikkatietoja."

Olennaista paikkatietojärjestelmien hyödyntämässä tiedossa on koordinaatisto-sidonnaisuus, jonka perusteella erilaiset aineistot ovat yhdisteltävissä. Eri karttatasoja on mahdollista avata päällekkäin, jolloin monitahoisetkin analyysit ovat helposti visualisoitavissa. Luonnon- ja kulttuuriympäristöä koskevaa aineistoa voidaan yhdistää helposti, vaikka aineistot olisivat syntyneet täysin toisistaan riippumatta. Esimerkiksi kaavoituspäätöksissä tästä on huomattavaa apua. (Rainio 1988, 10-11, 13.)

Laajemmassa mielessä paikkatietojärjestelmillä viitataan kokonaisuuteen, joka koostuu ohjelmistoista, laitteista, tiedosta, järjestelmää käyttävästä organisaatiosta ja institutionaalisesta infrastruktuurista (Maguire 1991, 11). Tarkemmin paikkatietojärjestelmät olisivat määriteltävissä esim. Duekerin ja Kjernen tavoin:

"Geographic Information System - A system of hardware, software, data, people, organizations and institutional arrangements for collecting, storing, analyzing and disseminating information about areas of the earth." (Chrisman 1997, 5.)

Eri määritelmät painottavat eri elementtejä mainituista. Tämä johtuu pitkälti määrittelijän näkökulmasta, mutta toki myös järjestelmät eroavat toisistaan. Työssäni keskityn lähinnä tarkastelemaan ilmiön hallinnollista ulottuvuutta sivuuttaen useat tiedonkeruuseen ja manipulointiin liittyvät prosessit. Tiedonhallinnollisessa mielessä paikkatietojärjestelmien keskeinen ominaisuus on juuri niiden kyky hyödyntää tietokantapohjaista dataa.

Jokaisella karttapisteellä on sijaintitiedon lisäksi laadullisia viitetietoja, joiden suhteen voidaan tehdä erilaisia kyselyitä tai laskennallisia ajoja. Perinteisiin kartografisiin menetelmiin verrattaessa paikkatietojärjestelmien etuna on mahdollisuus visualisoida vain haluttuja elementtejä ja jättää muut tarkastelun ulkopuolelle. Myös tietojen ja karttatasojen päivittäminen on selkeä etu perinteiseen karttalehteen nähden. Paikkatietojärjestelmien ja perinteisten kartanpiirto-ohjelmien on kuitenkin katsottu eroavan toisistaan eräiden keskeisten ominaisuuksien suhteen. (DeMers 1997, 7-14.)

Tietokoneavusteinen kartografia keskittyy lähinnä tiedon hakuun, luokitteluun sekä symbolien käytön ja rasteroinnin automatisointiin, kun taas paikkatietojärjestelmiä käytetään edellisten lisäksi kyselyihin ja analyyseihin. Uuden tiedon tuottaminen analyysien avulla onkin yleisesti katsottu varsinaiseksi GIS-käytöksi (Maguire 1991, 12; DeMers 1997, 8). Paikkatietojärjestelmät ovatkin tiedonhallinnan väline, jolla voidaan tiedon tallentamisen, päivittämisen ja muokkaamisen lisäksi tehdä kyselyitä ja analyyseja sekä esittää tietoa matriisin, graafin tai karttanäkymän muodossa (DeMers 1997, 9). Karttalehti on enää vain yksi mahdollisista lopputuotteista (DeMers 1997, 12).

2.2 Paikkatietojärjestelmien historiaa

Paikkatietojärjestelmien on yleisesti katsottu olevan lähtöisin Pohjois-Amerikasta. Riippuen paikkatietojärjestelmän määritelmästä voidaan alkuvaiheista tehdä erilaisia ajallisia tulkintoja, mutta väljästi määriteltynä atk-pohjaisia paikkatietojärjestelmiä voidaan katsoa olleen vähintään 1960-luvun lopulta saakka. Kehitys on jaettavissa neljään osin päällekkäiseen vaiheeseen. Ensimmäistä vaihetta 1950 luvulta aina n. 1975 saakka voidaan kutsua "pioneeri"-aikakaudeksi. Sille oli ominaista tiettyjen yksittäisten henkilöiden merkitys, kansainvälisten kontaktien vähyys ja rajoittuneet laitteistot. Yksilöiden merkitys väheni kuitenkin huomattavasti 1970-luvun alun ja varhaisen 1980-luvun välisenä aikana, jolloin julkisen rahoituksen turvin tehty tutkimus vei kehitystä eteenpäin. (Coppock & Rhind 1991, 21-22, 39-40.)

Kaupallisten sovellutusten myötä paikkatietojärjestelmien leviäminen kiihtyi 1980-luvun alussa ohjelmistovalmistajien välisen kilpailun myötä. Etenkin Yhdysvaltojen asema tietokonemarkkinoiden johtavana maana leimasi kyseistä aikakautta. Myös maan federatiivinen luonne ja koko edesauttoivat välineen kehittymistä juuri Yhdysvalloissa. Kyseisen kehitysvaiheen aikana uudet tiedonsiirtomenetelmät syrjäyttivät vanhanaikaiset datapankit ja aineistoja ryhdyttiin siirtämään tietoverkkojen avulla organisaatiosta toiseen. Viimeaikaisen kehitysjakson alku voidaan ajoittaa 1990-luvun alkupuolelle, jota on leimannut käyttäjäkeskeisyys. Pyrkimyksenä on ollut yhteisten standardien kehittäminen ja yleisemmin paikkatietojärjestelmien kehittäminen käyttäjien toiveiden mukaisiksi. (Coppock & Rhind 1991, 21, 39-40.)

Euroopassa kehitys alkoi melko samaan aikaan Pohjois-Amerikan kanssa. Englanti oli maanosan edelläkävijä ja kehitys siellä alkoi jo 1960-luvulla. Kuitenkin maan pieni koko ja hallintokulttuuri hidastivat aluksi välineen leviämistä. Muualla Euroopassa väline levisi lähinnä kartantuotantoon ja omaisuusrekistereihin liittyvien hankkeiden myötä. Esimerkiksi Skandinavian maista Ruotsissa käynnistettiin 1970-luvun alussa ensimmäinen pilottihanke maaomaisuusrekisterin saattamiseksi sähköiseen muotoon. Entisessä Neuvostoliitossa paikkatietojärjestelmien kehityksen on katsottu alkaneen 1980-luvun alussa. Maassa järjestettiin samoihin aikoihin ensimmäisiä virallisia paikkatietoaiheisia konferensseja. (Coppock & Rhind 1991, 34, 37-38.)

2.3 Paikkatieto hallinnossa

Paikkatiedon yhteiskäytöllä viitataan organisaation sisällä tai eri organisaatioiden välillä tapahtuvaan aineiston vaihtoon. Toimialoiltaan eriytyneiden toimijoiden tuottama tieto on saatettavissa melko vaivatta yhteiseen käyttöön. Tämä luonnollisesti edellyttää jonkinasteista laitteistojen ja ohjelmistojen yhdenmukaisuutta tiedon tuottajien ja käyttäjien välillä sekä toimivia tietoliikenneyhteyksiä. Myös aineistojen on oltava vertailukelpoisia ja tasalaatuisia. Yhteiskäytöstä koituvia etuja ovat mm. vähentyvä hankekohtainen tiedonkeruu ja eri ilmiöiden välisen riippuvuuden entistä helpompi havainnointi.

Hallinnollisessa mielessä etuna on mahdollisuus luopua päällekkäisistä rekistereistä ja tiedonkeruusta. Edellytyksenä hyötyjen saavuttamiselle on yhteiskäyttöön tarjottavien tietojen luotettavuus, relevanttius ja saatavuus. Erityiseksi ongelmaksi saattaa nousta yhteiskäytön huono koordinointi, aineistojen vaihteleva laatu ja korkea hinta. (Vrt. Rainio, 1988, 16, 18-19, 49-51; Robey & Sahey 1996, 94.)

Paikkatiedon tuottaminen on melko kallista ja aineistojen hinnat nousevat helposti niin korkeiksi, ettei pienemmillä organisaatioilla ole niihin varaa. Vaikka järjestelmän etuna on erityisesti työvaltaisten prosessin korvaaminen, on varsinkin pohjatyö aineistojen tuottamiseksi mittava. Taloudelliset säästöt syntyvät pitkällä aikavälillä karttapohjia ja aineistoja päivitettäessä. Varsinaiset prosessit paikkatiedon tuottamisessa ovat tiedon keruu ja tallentaminen sekä jo kerätyn tiedon ylläpito ja hallinta.

Tiedon keruu tapahtuu sijaintitiedon osalta digitoimalla karttoja ja ilmakuvia, siirtämällä tietoa muista tietojärjestelmistä tai maanmittausinstrumenteilta. Ominaisuustiedot sitä vastoin tallennetaan manuaalisesti, skannataan tai saadaan valmiiksi sähköisessä muodossa mittausinstrumenteilta. Sijainti- ja ominaisuustietoja voidaan kerätä integroidusti satelliitti- tai kaukokartoituslaitteilla (GPS (2), satelliittikuvat, digitaaliset ilmakuvat). (DeMers 1997, 10, 14.)

Kansallisella tasolla paikkatiedon voidaan katsoa muodostavan laajan poikkihallinnollisen kokonaisuuden, joka yhdistää eri hallinnonhaaroja sekä myös julkisen ja yksityisensektorin toimijoita. Paikkatiedon infrastruktuurilla on yleisesti viitattu peruspalveluiden kokonaisuuteen, joka käsittää paikkatietojen keruun ja jakelun, näihin liittyvän työn, kustannusten ja paikkatiedon käytön sääntelyn sekä paikkatietojen hyödyntämiseen tähtäävän tutkimuksen ja koulutuksen. Keskeisiä infrastruktuurin osia ovat organisaatiot, tietovarannot, tietojärjestelmät, tietoverkot ja palvelut, sääntely sekä osaaminen. (Kansallinen paikkatiedon infrastruktuuri [http://www.nls.fi/ptk/infrastruktuuri/infra.html])
 

edellinen | seuraava


2. GPS eli Global Positioning System on satelliittipohjainen paikannuslaite, joka on varsin yleinen myös veneilijöiden, harrasteilmailijoiden ja retkeilijöiden käytössä.