Kartastokoordinaattijärjestelmä

Kartastokoordinaattijärjestelmä (KKJ) on koordinaattijärjestelmä, johon vuodesta 1970 alkaen ovat perustuneet suomalaiset maasto- ja merikartat. Järjestelmää on käytetty merikartoituksessa vuoteen 2003 asti ja maastokartoituksessa vuoteen 2005.

Projektio ja projektiokaistat

Projektiokaistat

KKJ perustuu Hayfordin vertausellipsoidiin, joka tunnetaan myös nimellä International 1924. KKJ:n määrittelemät karttakoordinaatit ovat tämän ellipsoidipinnan koordinaatteja.

Maastokartoilla käytetty KKJ:n karttaprojektio on Gauss-Krüger-projektio, joka tunnetaan myös nimillä Transverse Mercator ja poikittainen Mercatorin projektio. Projektiossa maapallo kääritään lieriön sisään siten, että lieriön pinta ja projektion keskimeridiaani yhtyvät. Vääristymien minimoimiseksi syntyvästä projektiosta käytetään vain kapeita projektiokaistoja.

KKJ-koordinaattien käyttäminen ei edellytä sitä, että kartta laadittaisiin Gauss-Krüger-projektioon. Suomalaiset merikartat käyttävät Mercatorin projektiota.

KKJ jakaa Suomen kuuteen projektiokaistaan, jonka kunkin leveys on kolme astetta siten, että kaista ulottuu 1,5 asteen etäisyydelle keskimeridiaanistaan. Projektiokaistolle on annettu numerot 0-5 ja niiden keskimeridiaanit ovat 18°, 21°, 24°, 27° 30° ja 33° itäistä pituutta. Kaistoja 0 ja 5 ei yleensä käytetä, koska lukuun ottamatta vain läntistä Ahvenanmaata ja aivan itäisintä Ilomantsin kolkkaa kaistat 1-4 kattavat koko Suomen. Kaistoista käytetään usein nimityksiä KKJ1, KKJ2, KKJ3 ja KKJ4.

Maantieteelliset koordinaatit

KKJ:n yhteydessä voidaan käyttää maantieteellisiä koordinaatteja, jotka ilmaisevat asteina pituuden Greenwichin nollameridiaanista ja leveyden päiväntasaajasta. Esimerkiksi Hauhon kirkon tapulin maantieteelliset KKJ-koordinaatit ovat 61 astetta 10,27 minuuttia pohjoista leveyttä (61°10,27'N) ja 24 astetta 33,67 minuuttia itäistä pituutta (24°33,67'E). Maantieteelliset koordinaatit eivät riipu siitä, millä projektiokaistalla kohde sijaitsee.

Peruskoordinaatisto

Useissa mittaustehtävissä suorakulmainen koordinaatisto on käytännöllisempi kuin maantieteellinen. Jokaisella KKJ:n kattamalla pisteellä on suorakulmainen pohjois- ja itäkoordinaatti, jotka merkitään kirjaimilla P ja I. Koordinaatit yleensä ilmoitetaan metreinä. Kaistakohtainen koordinaatisto on peruskoordinaatisto. Peruskoordinaatisto ei jatku naapurikaistan puolelle.

Itäkoordinaatti ilmaisee kohdepisteen etäisyyden keskimeridiaanista lyhyintä tietä. Jos piste on keskimeridiaania idempänä, koordinaatti on positiivinen, muuten negatiivinen. Pohjoiskoordinaatti on sen keskimeridiaanin pisteen etäisyys päiväntasaajasta, joka on lähinnä kohdepistettä.

Jotta koordinaatit olisivat aina ei-negatiivisia, itäkoordinaattiin lisätään valeitä ('false easting') 500 000 metriä. Lisäksi eri kaistojen koordinaatit erotetaan toisistaan lisäämällä koordinaatin alkuun kaistan numero. Voidaankin ajatella, että kaistan 1 valeitä on 1 500 000 metriä, kaistan 2 valeitä 2 500 000 metriä jne.

Hauhon kirkon tapulin peruskoordinaatiston suorakulmaiset koordinaatit ovat 6784859P ja 2530205I. Itäkoordinaatista nähdään, että käytettävä projektiokaista on KKJ2. Tapuliin siis päästään kulkemalla päiväntasaajalta suorassa maan pinnan mukaisessa linjassa 6 784 859 metriä pohjoiseen KKJ2:n keskimeridiaania pitkin, kääntymällä 90 astetta kohti itää ja etenemällä jälleen suoraan 30 205 metriä. Tapulille saavuttaessa kulkusuunta on kiertynyt leveyspiiriltä aavistuksen kohti etelää.

Maastokartoilla peruskoordinaatisto on merkitty mustalla ruudutuksella.

Yhtenäiskoordinaatisto

Pääartikkeli: Yhtenäiskoordinaatisto

Peruskoordinaatisto on monessa tehtävässä hankala, koska projektiokaistojen saumakohdissa koordinaatistot eivät ole yhdensuuntaisia. Tämän takia tehtäviin, joissa ei tarvita niin suurta tarkkuutta kuin peruskoordinaatistoa käyttämällä on mahdollista päästä, voidaan käyttää yhtenäiskoordinaatistoa YKJ. Yhtenäiskoordinaatisto on koko maan levyiseksi levitetty suorakulmainen koordinaatisto, jonka keskimeridiaani on 27°. KKJ3-kaistan peruskoordinaatiston koordinaatit siten yhtyvät yhtenäiskoordinaatiston koordinaatteihin.

Yhtenäiskoordinaatiston koordinaatit ovat samanmuotoisia kuin peruskoordinaatiston KKJ3-kaistan. Hauhon kirkon tapulin YKJ-koordinaatit ovat 6787177P ja 3368770I.

Maastokartoilla yhtenäiskoordinaatisto on merkitty punaisella ruudutuksella.

Hauhon kirkon tapulin suorakulmaiset koordinaatit perus- ja yhtenäiskoordinaatistossa

Napapohjoinen ja karttapohjoinen

Gauss-Krüger-projektiossa kartan reunan kanssa yhdensuuntainen pystysuora viiva ei ole pohjois-eteläsuuntainen kuin keskimeridiaanin kohdalla, eli karttapohjoinen ja napapohjoinen eivät yhdy. Vastaavasti perus- ja yhtenäiskoordinaatisto eivät ole pohjois-eteläsuuntaisia kuin keskimeridiaanin kohdalla. Peruskoordinaatiston poikkeama on verraten pieni, mutta yhtenäiskoordinaatiston suunta Länsi-Suomessa poikkeaa varsin paljon napapohjoisesta.

Erot WGS84- ja EUREF-FIN-koordinaattijärjestelmiin

GPS:n käyttämä WGS84 perustuu GRS80-vertausellipsoidiin, jonka mitat ja sijainti poikkeavat KKJ:n käyttämästä Hayfordin ellipsoidista. Sen takia KKJ- ja WGS84-järjestelmien koordinaatit poikkeavat toisistaan. Poikkeaman suuruus vaihtelee eri osissa maata.

Pohjois-eteläsuunnassa poikkeama on Saaristomerellä lähes 0 ja se kasvaa kohti koillista. Inarijärven koillispuolella KKJ-koordinaatti on noin 70 metriä pohjoisempana kuin sama maantieteellinen WGS84-koordinaatti.

Itä-länsisuunnassa poikkeama on noin 160-180 metriä; pienin Kaakkois-Suomessa ja kasvaen kohti luodetta. KKJ-koordinaatit ovat lännempänä kuin samat maantieteelliset WGS84-koordinaatit.

Hauhon kirkon tapulin WGS84-koordinaatit ovat 61°10,83'N ja 24°33,48'E.

KKJ on kaksiulotteinen järjestelmä (se ei määrittele korkeuskoordinaattia) ja WGS84 on kolmiulotteinen.

EUREF-FIN on Euraasian mannerlaattaan kiinnitetyn ETRS89-koordinaattijärjestelmän suomalainen reaalisaatio, joka poikkeaa WGS84-koordinaattijärjestelmästä alle metrin, joten useimmissa käyttötarkoituksissa koordinaattijärjestelmiä voidaan pitää yhtenevinä. Koska WGS84 on kiinnitetty maan massakeskipisteeseen, se liikkuu EUREF-FIN-koordinaatiston suhteen ja tulevaisuudessa koordinaattijärjestelmät saattavat poiketa toisistaan nykyistä enemmän.

Tulevaisuus

Globaalit tai laajan alueen kattavat koordinaattijärjestelmät ovat hiljalleen korvaamassa kansalliset toteutukset. Suomalaisia merikarttoja on vuodesta 2003 alkaen uusittu EUREF-FIN-järjestelmään. Uusimisprosessi on kesken.

Maastokartoissa on vuonna 2005 aloitettu siirtymä UTM-projektioon perustuvaan ETRS-TM35FIN –projektioon ja EUREF-FIN-koordinaatistoon.

Lähteet

• Suomen koordinaattijärjestelmät. Viitattu 17.7.2008
• Uikkanen, Eino: Suomalaiset koordinaatistot. Viitattu 17.7.2008
• Niemelä, Osmo: Maasto ja kartta – Kartanvalmistajan ja kartankäyttäjän käsikirja, 2004. ISBN 951-593-872-4
• Merikarttauudistus etenee, Merenkulkulaitos. Viitattu 17.7.2008
• Maanmittauslaitos: Koordinaatti- ja korkeusjärjestelmät. Viitattu 17.7.2008
• Poutanen Markku, Geodeettinen laitos: Koordinaatit, korkeus, kartat ja GPS. GPS paikkatiedon tuotannossa ja navigoinnissa. TKK Koulutuskeskus Dipoli 21.-22.11.2000.