harjoitus 2: missÄ maa jÄrisee? · 2017. 10. 18. · tyhjennä nyt kyselyn tulokset painamalla...

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

HARJOITUS 2:

MISSÄ MAA JÄRISEE?

VOIMMAKKAAT MAANJÄRISTYKSET VUOSINA 2010−2015


Harjoituksen tavoite

TÄMÄN HARJOITUKSEN TAVOITEENA ON tutustuttaa opiskelija QGIS-ohjelmistoon.

Harjoituksessa tutustutaan ohjelman käyttöliittymään sekä sen yleisimpiin toimintoihin

ja toteutetaan yksinkertainen paikkatietoanalyysi maanjäristyksistä viimeisen kuuden

vuoden ajalta. Harjoituksen lopuksi opiskelija oppii tuottamaan karttaesityksen QGIS:n

avulla.

Kaikki harjoituksessa käytettävä materiaali on avointa ja avoimesti ladattavissa, joskin

sitä on paikoin esiprosessoitu tätä harjoitusta varten.

Harjoituksessa käytettävä aineisto

World Countries.shp – Sisältää kaikkien maailman valtiot polygoneina. Aineisto on

saatavilla seuraavasta osoitteesta:

<http://www.naturalearthdata.com/downloads/10m-cultural-vectors/>

Maanjaristykset2010_15.csv – Tekstitiedosto, joka sisältää kaikki yli 6 magnitudin

maanjäristykset globaalisti vuosien 2010 ja 2015 välillä sekä tietoa järistysten

ominaisuuksista. Lisää maanjäristysaineistoa on saatavilla seuraavasta osoitteesta :

<http:/earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/>

Litosfaarilaattojen_Rajat – Sisältää mannerlaattojen rajat . Aineisto on saatavilla

seuraavasta osoitteesta: <https://nordpil.com/resources/tectonic -plates-gis-data/>

OCEAN – Suorakulmion muotoinen polygoni, jota voi hyödyntää merien visualisointiin

http://www.naturalearthdata.com/downloads/10m-cultural-vectors/

http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/

https://nordpil.com/resources/tectonic-plates-gis-data/


Ongelma:

Missäköhän päin maailman on viime vuosina ollut eniten voimakkaita maanjäristyksiä?

Kuinkahan syvällä voimakkaat maanjäristykset yleensä tapahtuvat?

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 ulottuvilla.

Tässä harjoituksessa käytämme globaalia maanjäristysaineistoa Yhdysvaltain geologian

tutkimuskeskukselta. Harjoituksen aineisto sisältää voimakkaat maanjäristykset ympäri

maailman viimeisen kuuden vuoden ajalta.

1. Aineistojen lataaminen ja tuominen QGIS:iin

Aloita harjoitus lataamalla Harjoitus2_Aineisto.zip niminen aineistopaketti oheisesta

linkistä <https://www.helsinki.fi/sites/default/files/atoms/files/qgis_harjoitus2_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 Harjoitus2_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

tiedostosijaintisi pitäisi ilmestyä uusi kansio, joka sisältää harjoituksessa tarvittavan

aineiston purettuna.

https://www.helsinki.fi/sites/default/files/atoms/files/qgis_harjoitus2_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)

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 toimin toihin,

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 pi täisi

olla yhteensä 3 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 EPSG: 4326, joka tarkoittaa yleisemmin WGS-84 nimellä

tunnettua järjestelmää. Mikäli sinulla on määrittynyt jokin toinen

koordinaattijärjestelmä, paina oikean alakulman koordinaattijärjestelmän nimestä,

raksita ”Enable on the fly CRS transformation”, etsi EPSG:4326 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. Siirrä esimerkiksi OCEAN-taso

järjestyksessä alimmas, sillä se on tarkoitettu maailman merialueiden esittämiseen

sinisellä värillä ja peittää muuten muut tasot. Mieti samalla minkä tason olisi järkevintä

olla päällimmäisenä.

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.

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


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 valtiotason ominaisuustietotaulu (attribute table), joka sisältää kaiken

ominaisuustiedon, mitä tasolle on määritetty. Saat ominaisuustietotaulun avattua

klikkaamalla hiiren oikealla painikkeella tason nimeä ja valitsemalla Open Attribute

Table . Tässä harjoituksessa käytämme ainoastaan vektorityyppisiä aine istoja, minkä

vuoksi kaikilla tuoduilla aineistoilla on ominaisuustietotaulu. Uudesta ikkunassa löydät

tietoa jokaisesta valtiosta kuten esimerkiksi väkimäärän (pop_est).

Valitse tämä välilehti

saadaksesi lisää

visualisointivaihto-

ehtoja


3. Maanosien visualisointi

Olisi selvempää jos jokainen maanosa näkyisi kartalla omalla värillään. Siispä klikkaa

hiiren oikealla WorldCountries-tason nimeä ja avaa Layer Properties. Mene Style-

välilehdelle ja valitse tällä kertaa yläreunasta Simple symbolin sijasta esittämistavaksi

Categorized . Valitse Column-kenttään ”CONTINENT” ja paina alempaa Classify. Voit

vaihtaa jokaisen maanosan värin haluamaksesi klikkaamalla värillistä neliötä.

Kun olet saanut kategorisoinnin tehtyä ja värit kohdalleen, paina lopuksi OK. Aineiston

tulisi olla nyt visualisoitu maanosien perusteella.

4. Maanjäristysaineiston tuominen ja koordinaatiston määritys

Seuraavaksi tuomme kartalle maanjäristykset, jotka ovat tallennettuna teksti -

tiedostoon. Tekstitiedosto sisältää erillisinä sarakkeina pituus- (longitude) ja

leveyskoordinaatit (latitude) jokaiselle pisteelle, joiden perusteella voimme paikantaa

maanjäristykset. Valitse siis Add Delimited Text Layer vasemmasta sivupaneelista, ja

uusi ikkuna aukeaa.


Paina Browse ja etsi tiedostokansiosi, jossa aineistosi sijaitsevat . Kansiosta pitäisi löytyä

tiedosto nimeltä Maanjaristykset2010_15.csv. Valitse tämä tiedosto, paina Open ja

palaat aiempaan ikkunaan. Valitse asetukset täsmälleen samoin kuin alla olevassa

kuvassa (sarake-erotin on puolipilkku, ensimmäisellä rivillä ovat otsikot ja

geometriatiedot löytyvät longitude ja latitude sarakkeista) ja paina sitten OK.

Todennäköisesti tässä vaiheessa ohjelma huomauttaa, että uudelle tasolle ei ole

määritetty koordinaatistoa. Tämä vaihe on hieman riippuvainen siitä mikä QGIS:n versio

on käytössä. Mikäli ohjelma vaatii määrittämään avautuvassa ikkunassa

koordinaattijärjestelmän tasolle, valitse WGS84 (EPSG:4326) ja paina OK. Mikäli taas

pisteet ilmestyvät kartalle, pitää koordinaattijärjestelmä määrittää erikseen, minkä

teemmekin seuraavaksi.


Koordinaatiston määritys onnistuu helpoiten tallentamalla taso uudeksi shapefi le-

muotoiseksi tasoksi . Klikkaa hiiren oikealla painikkeella maanjäristystason nimeä

vasemmassa sivupalkissa ja valitse Save As. Mikäli määritit koordinaattijärjestelmän jo

edellisessä vaiheessa, tallenna silti taso väliaikaisesta pysyväksi tiedostoksi ohj eita

seuraten.

Etsi browse-painikkeella tiedostollesi sijainti ja anna sille nimeksi vaikkapa

”Maanjaristykset”. Palattuasi takaisin edelliseen ikkunaan, tarkista, että uuden

tiedoston Format-kentässä on ESRI shapefile ja valitse CRS-kenttään ”EPSG:4326, WGS

84” kuten alla olevassa kuvassa. Muiden asetusten voit antaa olla sellaisenaan. Paina

OK ja uuden tason pitäisi ilmestyä kartalle ja vasempaan sivupaneeliin.

Voit nyt poistaa väliaikaisen Maanjaristykset2010_15 -tason klikkaamalla sen nimeä

hiiren oikealla painikkeella ja valitsemalla Remove.


5. Ominaisuuskyselyt

Avaa maanjäristysaineiston ominaisuustietotaulu (Open Attribute Table) ja tarkastele

mitä tietoja sieltä löytyy. Aineisto pitää sisällään tietoa muun muassa järistyksen

syvyydestä, kestosta sekä voimakkuudesta. Olemme kuitenkin erityisen kiinnostuneita

erityisen syvistä ja erityisen voimakkaista järistyksistä, minkä vuoksi me haluammekin

seuraavaksi valita vain ne maanjäristykset, jotka täyttävät nämä kriteerit.

Tätä tarvetta varten paikkatieto-ohjelmissa on mahdollista suorittaa 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,

jossa sinun on mahdollista määrittää kyselylauseke, aukeaa. Koska olimme

kiinnostuneita syvistä maanjäristyksistä (esim. yli 500m ), toteuta seuraava kysely:

"depth" >= 500

Löydät kaikki valittavissa olevat

kentät Fields and Values-

alavalikon alta ja kaikki

valittavissa olevat operaattorit

Operators- valikon alta. Voit

myös kirjottaa lausekkeen

manuaalisesti.

Kun lauseke on valmis, paina

Select. Kaikkien yli 500 metrin

syvyydessä tapahtuneiden

maanjäristysten pitäisi nyt olla

valittuna. Voit tarkastella

näiden järistysten sijaintia

karttaikkunassa, jossa valitut

pisteet ovat vaihtaneet väriään.

1) Kuinka monta maanjäristystä kyselyllä tuli

valituksi? Näet lukeman ominaisuustietotaulun

ylimmästä osasta.


Tyhjennä nyt kyselyn tulokset painamalla yläpalkin Unselect all ja tee toinen kysely

samaa periaatetta hyödyntäen saadaksesi tietää kuinka moni järistys on ollut

voimakkuudeltaan vähintään 7 magnitudia. Avaa siis sama kyselyikkuna kuin edellisessä

vaiheessa ja kirjoita seuraava lauseke.

"mag" >= 7

2) Kuinka monta maanjäristystä tällä kyselyllä tuli valituksi?

Tyhjennä taas kyselyn tulos ja avaa kyselyikkuna tehdäksesi vielä yhden kyselyn . Tällä

kertaa valitsemme vain ne maanjäristykset, jotka täyttävät kummatkin kriteerit. Toteuta

kysely seuraavalla lausekkeella.

"mag" >= 7 AND "depth" >= 500

3) Kuinka monta maanjäristystä täyttää molemmat kriteerit?

Jätä valinta voimaan ja sulje ominaisuustietotaulu oikean yläkulman raksista palataksesi

varsinaiseen karttanäkymään.

Tallenna vielä kyselyllä valitut pisteet omaksi tasokseen klikkaamalla Maanjäristykset-

tason nimeä ja valitsemalla taas Save as kuten aiemmin tässä harjoituksessa . Taas

Browse-painiketta hyödyntäen etsi oikea kansio ja anna uudelle tiedostolle nimi. Valitse

oikea koordinaattijärjestelmä (EPSG:4326) ja tarkista että formaatti on ESRI Shapefile.

HUOM! Muista tällä kertaa myös laittaa ruksi kohtaan Save only selected features, jotta

uusi taso sisältää pelkästään valitut järistykset . Paina lopuksi OK.

Visualisoi lopuksi uuden tason maanjäristyspisteet haluamallasi tavalla Style-välilehdeltä

siten, että ne erottuvat kartalta.


6. Kartan laadinta

Harjoituksen viimeinen vaihe on laatia karttaesitys maanjäristyksistä. Sitä varten on

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

mikä tahansa nimi ja valitse OK. Tyhjän ikkunan pitäisi 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 ja oikealla olevassa paneelissa muuta

sen asetuksia. 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,

jonka jälkeen vaihtoehdot esimerkiksi

legendassa olevien tasojen järjestyksen

vaihtoon ja uudelleen nimeämiseen

aktivoituvat.

Tasot kannattaa nimetä uudestaan, jotta kartan

lukijan on helpompi niitä ymmärtää. Voit myös

säätää sarakkeiden määrää Columns-valikosta.

2) Voit myös lisätä kartalle mittakaavan, vaikka

maailmankartoissa tämä ei ole välttämätöntä.

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.

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!