Korkeusmallien vertailua ja käyttö nitraattiasetuksen soveltamisessa Valtakunnallisesti kattavaa laserkeilausaineistoa ei vielä ole. Kaltevuusmallit perustuvat tällä hetkellä digitaalisen korkeusmallin perusteella tehtäviin laskutoimituksiin. Pohja-aineistona korkeusmalli ei kuitenkaan ole tarkasti maanpintaa kuvaava aineisto, vaan malli, joka on laskettu korkeuskäyrien perusteella interpoloimalla. MML tarjoaa kahta eri resoluutioista korkeusmallia 25m X 25m ja 10m X 10m. Näiden molempien tausta-aineistona on sama korkeuskäyräaineisto, ja siten tarkempi 10m aineisto ei välttämättä ole tarkempi kuin 25m rasteri. Tällä hetkellä tehtävät laserkeilaukset tulevat muuttamaan tämän asetelman, koska maanpinta kuvataan tarkalla resoluutiolla, jolloin myös tarkat korkeusmallit ovat mahdollisia. Koko Suomen keilaukseen menee kuitenkin vielä aikaa ja siksi on syytä pohtia, voidaanko jo nyt valtakunnallisesti saatavilla olevaa interpoloitua aineistoa käyttää lakisäädösten pohjalla. Mikäli MML:n keilaukset menevät suunnitelmien mukaisesti, vuoden 2013 lopulla on keilattu 85,7% (Corine2006_25ha- maankäyttöluokituksen mukaan) Suomen maatalousalueista ja koko Suomen maatalousalueet muutaman vuoden kuluttua. Suomen maatalousalueesta Vuosi keilattu (%) 2013 86 2014 92 2015 95 2016 97 2017 98 Kuva1. Laserkeilausaineiston kattavuus. Lähde: Maanmittauslaitos 2013
Aineistojen vertailua KM10 laskettu kaltevuus peltoalueelle Laserkeilausaineistosta laskettu kaltevuus peltoalueelle Kuvissa sininen alue kuvaa 50m etäisyyttä uomasta (uomarekisteri) - kallio nousee jyrkästi rajaojasta ja lohkon metsänpuoleinen osa merkitty riskivärein. - MUTTA oikeanpuoleinen kuva kertoo, että merkinnästä ei päästä todellisellakaan maanpinnan aineistolla. Lisäksi tarkemmalla aineistolla ojien reunukset tulevat merkintään mukaan. Siis kaltevuus yksin ei riitä aineistoksi merkintään vaan vaaditaan myös muita kriteereitä kuten esim. etäisyys vesistöön. - Vesistönläheisyys on mahdollista ottaa huomioon yksinkertaisella paikkatietoanalyysillä. Kuvissa uomarekisteristä on rajattu 50m puskurivyöhyke esimerkiksi.
KM10 laskettu kaltevuus vain peltoalueelle Laserkeilausaineistosta laskettu kaltevuus vain peltoalueelle -Vertailtaessa eri aineistoin tehtyjä kaltevuusanalyysejä tässä, voidaan huomata, että laserkeilatun aineiston malli tuottaa enemmän pikkusaarekkeita. Nämä voitaneen poistaa erilaisilla filtereillä, mutta havainnollista on, että siirryttäessä tarkempaan aineistoon, malleihin liittyvät tekniset ongelmat säilyvät. Tässä merkattu alue on hiukan pienempi lasermallilla kuin KM10 mallilla. Toisaalta joissain lohkoissa merkinnät menee toisinpäin.
KM10 laskettu kaltevuus vain peltoalueelle Laserkeilausaineistosta laskettu kaltevuus vain peltoalueelle - pelto on tiealuetta alempana ja aiheuttaa merkinnän mallilla. Laserkeilatulla mallilla merkintää ei tule, mutta ojat ovat merkittyjä. Näistä ongelmista päästään esim. filteröinnillä tai vesistönläheisyystarkastelulla.
KM10 laskettu kaltevuus vain peltoalueelle Laserkeilausaineistosta laskettu kaltevuus vain peltoalueelle - Tässä vertailussa voidaan havaita, että molemmilla malleilla saadaan samat suuret alueet merkittyä. Laseraineiston perusteella alueella on yli 10% kaltevuutta vaikka 10m mallilla sitä ei ole. Laseraineiston tarkkuus voi aiheuttaa ongelmia määrittelyssä. Tässä merkitty alue ei ole suoraan uoman vieressä vaan osittain irrallaan uomasta. Käytännössä vaikea toteuttaa levitysrajoitteita tämän perusteella.
KM10 laskettu kaltevuus vain peltoalueelle Laserkeilausaineistosta laskettu kaltevuus vain peltoalueelle - Laserkeilatun aineiston avulla voidaan havaita alueet, jotka ovat jääneet huomaamatta lasketulta mallilta.
KM10 laskettu kaltevuus vain peltoalueelle Laserkeilausaineistosta laskettu kaltevuus vain peltoalueelle - Laserkeilattuun aineistoon vertaamalla, voidaan myös havaita turhia kaltevuusmerkintöjä. Nämä johtunevat algoritmista mallin takana, joka ottaa huomioon viereisten alueiden ominaisuuksia. Suuremmalla resoluutiolla niiden vaikutus korostuu laajemmalle alueelle.
Aineistojen vertailuun otettiin vielä otos lohkoja Nousiaisten valpperin alueelta. Yhteensä 247 lohkoa otettiin mukaan tarkasteluun. Lohkojen yhteenlaskettu pinta-ala on 640ha. Tarkoituksena oli selvittää, korostaako eri aineistot kaltevuutta eri tavalla ja alueellisesti eri tavalla. Karkeamman aineiston (KM10) mukaan valituilla lohkoilla on yhteensä 21ha 6% - 10%, ja 10ha yli 10% kaltevia alueita. Laserkeilatun aineiston (KM2) mukaan 6% - 10% kaltevia alueita on 27ha ja yli 10% kaltevia alueita 21ha. Tällä tasolla 10m kaltevuusmalli siis aliarvioi kaltevan alueen määrää alueella. Tämä johtuu siitä, että tarkka aineisto piirtää kaltevan alueen myös rajaojille ja tällöin melkein jokaiselle lohkolle tulee kaltevuusmerkintä. Kuva 2. Laserkeilausaineisto merkitsee rajaojat kalteviksi.
Lohkoja voidaan rajata esim. kaltevan alueen suhteellisen alan mukaisesti. Tällöin tasaiset lohkot, joiden rajaojat on merkattu, putoavat tarkastelusta pois. Taulukossa 2 on esitetty kahden eri aineiston tuottamia tuloksia kaltevan alueen eri osuuksille lohkossa. Taulukosta voidaan havaita, että KM10 ei anna tarkkoja arvioita kaltevuusalueista lohkoissa. Virhe korostuu, kun lohkon kaltevan osan suhteellinen osuus kasvaa. Tämä johtuu siitä, että kaltevan alueen suhteellinen osuus on suuri vain pienillä lohkoilla. 10m resoluutio ei ole riittävän tarkka kuvaamaan pieniä lohkoja. Taulukko 1. Eri aineistojen tuottamat lohkot ja pinta-alat eri kaltevuusosuuksilla. Osuus lohkosta yli 6% kalteva Lohkojen lkm (KM10) Lohkojen lkm (KM2) Kaltevan alueen pintaala (KM10) Kaltevan alueen pintaala (KM2) Yli 20% 33 39 15,8 14 Yli 30% 20 22 8,6 6,1 Yli 40% 16 12 6,4 3,5 Yli 50% 12 10 3,8 3,1 Yli 60% 10 1 3,1 0,2 Taulukon mukaan lohkot, joissa kalteva osuus on yli 30%, ovat lukumääräisesti kaikkein lähimpänä toisiaan eri aineistoilla. Laserkeilattu aineisto löytää 2 lohkoa enemmän. Tarkasteltaessa löydettyjä peltolohkotunnisteita voitiin havaita, että vain 12 KM10-aineiston löytämää lohkoa oli laserkeilausaineiston mukaan yhtä kaltevia. Tämä tarkoittaa sitä, että vaikka eri aineistoilla löytyikin lähes saman verran lohkoja ja samansuuntainen pinta-ala, ne ovat kuitenkin eri lohkoja (kts. kartat seuraavilla sivuilla). Jos tällä 247 lohkon tutkimusalueella otetaan huomioon vain alle 50m vesistöstä (SYKE:n uomarekisteri) sijaitsevat kaltevat alueet, tilanne on tällainen: karkeammalla aineistolla 6% - 10% kaltevia alueita on 8,8 ha ja yli 10% kaltevia alueita 8,4ha. Laserkeilatulla aineistolla vastaavat lukemat ovat 5,7ha ja 6,5ha. Siten, vaikka tarkastelu rajattaisiin vain jokiuomien läheisyyteen, karkeampi aineisto ei pääse kovinkaan lähelle laserkeilausaineiston tulosta.
Kuva 3. Kaltevat alueet ja kaltevimmat lohkot Valpperin alueella KM10 mukaan.
Kuva 4. Kaltevat alueet ja kaltevimmat lohkot Valpperin alueella KM2 mukaan. Johtopäätöksiä -Minkälainen on kaltevuusmallin rooli nitraattiasetuksen pohjalla? Mallit ovat tarkempia kuin nyt vaadittu näkökäsipelimittaus. Lisäksi valvonta olisi helppoa mallin avulla. -KM10 aineisto on liian karkea pienimpien lohkojen tarkasteluun. Suuremmissa lohkoissa aineisto löytää kaltevat alueet. Aineisto soveltuu valuma-alue mittakaavaiseen tarkasteluun, ja lohkonsisäiseenkin neuvonnallisessa mielessä. Lainsäädännön pohjaksi lohkotasolla aineisto lienee liian epävarma. -KM10 aineisto sisältää niin selkeitä virheitä, että sen perusteella tehtävät tulkinnat voivat aiheuttaa vaikeita tilanteita. Alla olevissa kuvissa näkyy, kuinka KM10 piirtää taloalueen viereen kaltevan alueen, jota ei ole. Toisaalta myös kapea jokinotko jää aineistolla havaitsematta. KM10 KM2 -Laserkeilausaineisto tulee kattamaan suurimman osan Suomen maatalousalueesta jo vuoden 2013 lopussa, mutta koko kattavuuteen menee vielä vuosia. Voidaanko aineistoa silti käyttää asetuksen pohjana?
-KM2 aineiston valtakunnallista kattavuutta odotellessa olisi syytä ratkaista sähköisen mallin mukanaan tuomat haasteet. - Rajaojat piirtyvät monelle lohkolle. Nämä pitäisi saada automaattisesti poistettua aineistosta, jota käytetään peltolohkojen kaltevuussovellukseen. - Kalteva alue voi olla lohkon metsänpuolella tai muuten kaukana vesistöstä. Lisäksi tarkempi aineisto piirtää paljon pieniä saarekkeita. Miten menetellään tällaisissa tilanteissa, jotta saadaan käytännössä toteutettavia ja valvottavia säädöksiä? - Kaltevuusmallien avulla voidaan tarkastella lohkojen muotoa ja samalla ottaa muoto mukaan kriteereihin. Esimerkiksi vesistöön rajautuvan koveran ja kuperan lohkon kuormituspotentiaalit ovat erilaiset.