Kurssifaktaa

1. 56315 Geoinformatiikan jatkokurssi kevät 2014 – Johdantoluento56315 Applied GIS course – introductory lecture

2. Kurssifaktaa • 56315 Geoinformatiikan jatkokurssi (5 op)Yliopistonlehtori M. Siljander, III per. (14.01.2014 -25.02.2014 ) • Luennot  ti 10.15-12.00 E204, Physicum • harjoitusryhmät: Ryhmä 1 - keskiviikko 9.15 -12.00, GIS-labrat - A113 ja A114 Ryhmä 2 - keskiviikko 13.15 -16.00  GIS-labrat A113 ja A114 Ryhmä3 - torstai  9.15 -12.00  GIS-labrat A113 ja A114 • Kurssin teemana: Geoinformatiikan erityissovellukset kulttuuri- ja luonnonmaantieteessä sekä päätöksenteon tukena.

3. Kurssin johdantoluento • -kurssin suorittaminen – passing the course • -kurssin rakenteesta – coursestructure • -kurssin paikkatietoanalyysien tyypeistä – GIS analysistypes • -paikkatiedon laatu – Quality of GIS data • - GIS harjoituskerta 1 – practical 1

4. Kurssin päätavoitteet: • Syventää GI-peruskurssilla opittuja GIS- taitoja ja -metodeja ja saada kuva eri alojen GI-sovelluksista ja soveltavasta tutkimuksesta. • Oppia omatoimisesti ratkaisemaan jokin tutkimusongelma Geoinformatiikan metodein ja esitämään tulokset.

5. Kurssiohjelma • Luento 1: 14.1 – Johdanto kurssiin, paikkatiedon laatu ym. Harjoitus 1. Turku ja Helsinki - tilastoruudut / ATRS ja MODIS paloaineisto ja globaalit palot. • Luento 2: 21.1 – GIS ja spatiaalimallintaminen kulttuurimaantieteessä Harjoitus 2. Spatiaalinen autokorrelaatio: Moran’s I –Indeksin tarkastelua • Luento 3: 28.1 Korkeusmallit • Harjoitus 3. Korkeusmalli-harjoitus, rannansiirtymä Pääkaupunkiseudulla • Luento 4: 4.2 – Verkosto GIS – ”Network-GIS” • Harjoitus 4. ArcGIS ja NetworkAnalyst -lisätyökalu / verkosto-GIS • Luento 5: 11.2 Kustannusetäisyys käsite - costdistanceGIS-analyysit Harjoitus 5. Kustannusetäisyys GIS –analyysi • Luento 6: 18.2 – Alueellinen regressiomallintaminen Harjoitus 6. Alueellinen regressiomallintaminen – GIS ja tilasto-ohjelmistot Luento 7: 25.2 Luento: Paikkatiedon hyödyntäminen tutkimuksessa • Harjoitus 7. Itsenäistöiden aloitus; Startingfinalwork

6. Kurssin suorittamisesta – passing the course • - Kurssin laajuus 5 op. • - Luennot, 7 kertaa • - Harjoitukset, 7 pakollista harjoituskertaa – 7 GIS obligatorypracticals • - Ei tenttiä - No exam • - Pakollinen kurssiraportti jokaisesta harjoituskerrasta • - Itsenäisharjoitus omasta tai annetusta aiheesta -Itsenäisharjoituksen osuus 70 % ja kurssiraportin 30% arvosanasta (1-5). Course report for each GIS practical + finalwork; Grading (1-5): (finalwork 70% and GIS practicalsreport 30%)

7. Kurssiraportti on DOC tai PDF tiedosto jossa; - course report • Jokaiseen harjoituskertaan liittyy kysymyksiä tai tehtäviä : • Word dokumentissa oleviin kysymyksiin vastataan tai lisätään esim. teemakartta • Eachpracticalincludessomeassignments (questions, mapmaking etc.) • Kurssiraporttiin myös – add to yourcoursereport • -lyhyt kuvaus työn taustasta (luento/harjoitusohjeet) • Short backgrounddescription of eachpractical • -harjoituksen lopputulos /lopputulokset kuvana • Mapsifasked • -lyhyt kuvaus harjoituksen vaiheista sanallisesti tai vuokaaviona • Short processdescription of eachpractical (verballyorflowchart) • Palautetaan kunkin harjoituksen jälkeen Moodleen kurssisivulle • Geoinformatiikan jatkokurssi 56315 - 2014 (5 op) • https://moodle.helsinki.fi/course/view.php?id=11785 • Salasana: GIJK2014

8. Itsenäisharjoitus – final work • Itsenäisharjoituksesta – aboutfinalwork • Työn laajuus: min n. 10 – max 20 sivua kuvineen ja kaavioineen • Työn vaiheiden kuvaus tekstinä ja vuokaaviona • Lopputulokset karttaesityksinä ja taulukoina • Tärkeimpien oppien ja haasteiden pohdinta • Lähdekirjallisuus + viittaukset Terran mukaan • Max 10 to 20 pagesincludingmaps and figures • Workprocessdescriptionverballyor as flowchart • Scientifictouch in writing • Scientificreference • citingaccording to Harvard System

9. Yleisiä ohjeita Itsenäisharjoitukseen: • -Aiheen ja aineiston saa valita itse (hyväksytettävä ensin opettajalla) tai tehdä mahdollisista n. 4-5 annetusta tehtävästä yksi. Laitoksella löytyvät paikka-tietoaineistot ovat käytettävissä samoin CSC-PaITuli paikkatietoaineistot löytyy internetistä • -harjoitustyössä korostetaan itsenäisen työskentelyn ja oma-aloitteisen tiedonhaun merkitystä. Tämä tarkoittaa sitä, että kaikkia tarvittavia asioita ei ole välttämättä käsitelty luennoilla tai harjoituksissa. • VAATIMUKSET: Itsenäisharjoituksesta on palautettava (10–20) sivun mittainen tietokoneella kirjoitettu suomenkielinen raportti, joka sisältää vähintään yhden karttaesityksen. Raportissa kerrotaan mitä on tehty, missä on tehty, millä on tehty ja miten on tehty ja mitkä ovat tulokset seuraten maantietieteelisen artikkelin kirjoittamisen perusteita. Tarkoitus on, että raportissa hyödynnetään menetelmäkirjallisuutta (geoinformatiikan menetelmiin ja/tai tutkimusaiheeseen liittyviä lähteitä). Tällä korostetaan itsenäisen työskentelyn ja oma-aloitteisen tiedonhaun merkitystä.

10. Kurssiraportti + itsenäistyö palautus Palautetaan viimeistään maaliskuun 21päivänä Return coursereport + finalwork no laterthan21.3.2014 -LiitäKurssiraportti + itsenäistyö yhteen Word Doc tekstitiedostoon ja sen jälkeen tee siitä PDF printti. GIS-labrojen koneissa on asennettuna PDF XChange 4.0. Valitse tämä Printteriksi PDF:ää tehdessäsi PDF-XChange 4.0 kotikoneelle: -löytyy ilmaiseksi opiskelijoille osoitteessa: http://www.helsinki.fi/atk/ohjelmajakelu/ Palauta / return PDF tai DOC Moodleen:

11. Itsenäistyön rakenne – final work structure • 1. Introduction / Johdanto • 2. Study area / Tutkimusalue • 3. Materials and methods / Aineisto ja menetelmät (käytetyt GIS-menetelmät, tilastomenetelmät, jne.) • 4. Results / Tulokset • 5. Discussion / Keskustelu - data quality, accuracy etc. / datan laatu, tarkkuus jne.- conclusion / päätelmät • 6. References / Lähteet

12. GIS-jatkokurssin teemoja - themes Spatiaalinen autokorrelaatio Routailmiöiden levinneisyys? ja todennäköisyysmallintaminen – periglacial processes predictive modelling Verkosto-analyysit? – Network analysis Globaalit palot – global fires Cost Distance – kustannusetäisyys Korkeusmallit – Digital elevation models

13. Harjoituskurssin paikkatietoanalyyseista • Jokaisella harjoituskerralla on tarkoitus perehtyä eri GIS-mallinnusmetodeihin syventäen peruskursseilla jo opittuja asioita. Uusina metodeina opetellaan mm. • verkostoanalyysi (networkanalysis) – pelastuspalvelujen saavutettavuus • spatiaalista regressiomallinnusta maantieteessä • CostDistanceanalysis (kustannusetäisyys-analyysi)

14. Luento 1. AIHEET: - lecture 1-Paikkatiedon laatu – GIS data quality

15. Tiedon laatu

16. ”Garbage in, garbage out” GIS is it! Poor quality data in to program yields to poor quality output results

17. Esimerkki virheistä – Taita Hills EnsoMOSAIC ilmakuva

18. Esimerkki virheeen korjauksesta – Taita Hills EnsoMOSAIC ilmakuva

19. Taita Hills land cover digitoituna korjatusta EnsoMOSAIC ilmakuvasta

20. Virheiden lähteitä analyysiprosessissa Esittäminen Ihminen Prosessointi- jaanalyysimenetelmät Lähtöaineistot / tiedonkeruu

21. Virheet eri GIS-projektin vaiheissa • Virheet voivat esiintyä kaikissa“GIS-operointi” vaiheissa: • a. Tiedon tuottaminen / tuonti - Input • b. Tiedon hallinta - Database management    • c. Tiedon analyysi - Analysis   • d. Tiedon esittäminen / visualisointi - Output

22. Digitointivirheitä Lähde: Ilkka Blomqvist ja Tino Johansson 2004

23. Metsälaikkujen digitointivirheet • Päällekkäiset polygonit • Sliverit • koodausvirheet

24. Taita Hills maankäyttö karttataso

25. Maankäyttö ennen maastotöitä

26. Maankäyttö maastotöiden jälkeen – Alkuperäinen layeriin tehty ”reikiä” ja liitetty maastotöissä tarkennettu metsäinformaatio – SEURAUKSENA – SLIVER polygoneja ym. epämielyttävää

27. Koordinaattivirheet • X ja Y- koordinaatit geokoodattu väärinpäin

28. Attribuuttitaulu virheet • Attribuuttitaulu virheet: korruptoitunut tekstitiedosto • Syy: tekstitiedostoa laadittaessa tekstikentän pituus liian pitkä

29. Attribuuttitaulu virheet • Attribuuttitaulu virheet: ”NoData / tiedot puuttuu” -tyyppisen numeerisen koodatun tiedon käsittely esim. teemakartoissa

30. Koordinaatistoasetusten ”virheet” • http://www.esri.fi/kayttajatuki/vinkit/euref-ja_kkj-aineistot_arcmapissa/ • http://docs.jhs-suositukset.fi/jhs-suositukset/JHS153/JHS153.pdf • http://docs.jhs-suositukset.fi/jhs-suositukset/JHS154/JHS154.pdf • http://www.kolumbus.fi/eino.uikkanen/geodocs/kkjgps.htm

31. Muita mahdollisia virhelähteitä GIS tietokannoissa • Virheet tietokantaliitoksissa: esim. ”one to one” -relaatio talujen välillä huomioimatta JOIN operaatiossa • Virheet datamanipuloinnissa • Virheet ja epätarkkuudet jotka ilmenneet formaattimunnoksissa • Virheet GIS analyyseissä • Virheet GIS output vaiheessa ja tulosten visualisoinnissa esim. väärä luokitusmetodi. • Excel taulukossa ”väärä” Text Delimitor > Taulukkodata ei aukea ollenkaan ArcGIS ohjelmistossa > ratkaisu muutetaan Excelissä esim. desimaalipisteet pilkuiksi (Find and Replace -toiminto)

32. Laadun käsitteitä • Error, virhe • Precision, (tallennus)tarkkuus (kuinka monen desimaalin tarkuudella) • Accuracy, (osumis)tarkkuus • Bias, vinoutuma • Resolution, erotuskyky • Generalisation, yleistysaste

33. Accuracy ja Precision

34. Accuracy ja Precision

35. Generalisation, yleistysaste

36. Laadun käsitteitä 2 • Completeness, Kattavuus • Compatibility, yhteensopivuus • Consistency, sisäinen eheys • Lineage, tunnettu tuotantohistoria • Applicability =Fitness for use,  Tietojen käytettävyys omaan käyttötarkoitukseen

37. Ajallinen kattavuus Ruissalo, Turku

38. Yhteensopivuus, compatibility

39. Field survey sites Lineage eli aineiston syntyhistoria Technical approach Area to be mapped Mechanistic delineation of areas

40. Lineage eli aineiston syntyhistoria Scientific approach Area to be mapped Geologic gradient Geologicalstructures Understanding based on existig theories

41. Lineage eli aineiston syntyhistoria Technical approach Scientific approach Metadata ja tuotannon kuvaus on tarpeen, jotta aineiston laatuavoitaisiin arvioida

42. Paikkatietoanalyysin vaihteet Työn dokumentointi Esittäminen Prosessointi- jaanalyysimenetelmät Lähtöaineistot / tiedonkeruu

43. Dokumentoitavat vaiheet • Lähtöaineiston kuvaus • Prosessointidokumentaatio • Input / Output –kuvaus

44. Lähtöaineiston kuvaus • Materials and methods / Aineisto ja menetelmät- study area / tutkimusalue - data • Aineistonkuvaus esimerkki: kaupungin taajama-alueen kattava väri-ilmakuvablokki: - kuvien mittakaava 1:12500 - kuvauskorkeus 1915 m - pituuspeitto n. 80 %, sivupeitto n. 0 % - kuvan koko 230 x 230 mm => 2875 x 2875 m maastossa - skannausresoluutio 21,2 µm (1200dbi) => pikselin sivu maastossa 0,265 m • http://foto.hut.fi/opetus/290/julkaisut/theimonen/erikoistyo.html

45. Prosessien dokumentointi

46. Vuokaaviot (flowchart) prosessien kuvaajina • Tavoitteena kuvata prosessien kulkuja • Tarjoavat yhteisen, tiiviin kielen • Useita erilaisia standardeja

47. Vuokaaviot /Työvaihekaaviot • Työvaihekaaviot (engl. flow diagrams) • Voidaan käyttää täsmentämään kronologisia työvaiheita • Diagrammissa tunnistetaan: • Aineistot ja aineistoille tehtävät toimenpiteet sekä näiden suhteet toisiinsa • Laaditaan mielellään projektin alussa, mutta voidaan täsmentää ja kuvata työvaiheet tarkemmin työn edistyessä

48. Aineistontuottaja? Ominaisuustiedot? Metatieto Formaatti? Topologia? Mittakaava ja MMU? Käyttötarkoitus? Hinta? Kuvaustapa? ?

49. Metatieto – tietoa tiedosta • Aineiston valinta perustuu yhä useammin tietoa koskevaan kuvailu- eli metatietoon • Metatiedolla tarkoitetaan tietoa, joka kuvailee (paikka)tietokokonaisuuksia • Suomen kansallisen paikkatietostrategian sanoin: • “Metatietojen avulla käyttäjä tai tietojärjestelmä voi päätellä tietojen sopivuuden erilaisiin tarpeisiin.” • “Metatiedoissa kuvataan tavallisesti aineiston kattavuus, luokittelutapa, ajantasaisuus, laatu, luontimenetelmä ja muita käytettävyyteen liittyviä seikkoja.”

50. Analyysityössä tärkeää • Lähdekritiikki aineiston valinnassa • Taustojen tunteminen • Aineistojen vertailu • Metadatan vaatiminen ja siihen tutustuminen • Oman dokumentointi • Analyysiprosessin kuvaus • Metatietojen tallennus