Kartastokoordinaattijärjestelmä

Kartastokoordinaattijärjestelmä (lyh. KKJ / kkj) on Suomeen määritelty geodeettinen datumi ja joukko siihen pohjautuvia Suomen kansallisia koordinaattijärjestelmiä, jotka otettiin käyttöön vuonna 1970. Geodesian näkökulmasta KKJ on yhdistetty terrestrinen vertausjärjestelmä ja terrestrinen vertauskehys, joihin on liitetty vertausellipsoidi ja karttaprojektiot.

KKJ:n tasokoordinaattijärjestelmät olivat käytössä suomalaisissa maasto- ja merikartoilla. KKJ oli käytössä merikartoituksessa vuoteen 2003 asti ja maastokartoituksessa vuoteen 2005. Maanmittauslaitos luopui KKJ:stä tietopalvelu- ja tuotantosovelluksissa vuonna 2010 ja sen tuki lakkasi vuoden 2012 lopussa.

Geodeettinen datumi 
KKJ:n geodeettinen datumi on kaksiulotteinen. Aluksi määritettiin 202 yhteistä pistettä Helsingin järjestelmän ja ED50 välille. Tämän jälkeen sekä Helsingin järjestelmän että ED50 koordinaatit konvertoitiin yksiin tasokoordinaattijärjestelmiin. Kummassakin karttaprojektio oli Gauss-Krüger ja keskimeridiaani 27 astetta. Seuraavana määritettiin yhteisten pisteiden kautta neliparametrinen yhdenmuotoisuusmuunnos. Tätä muunnosta käyttäen I-luokan kolmiopisteille laskettiin ED50-koordinaateista KKJ-koordinaatit.

KKJ:n vertausellipsoidi on Kansainvälinen ellipsoidi 1924, joka tunnetaan myös Hayfordin ellipsoidina.

Tasokoordinaattijärjestelmät ja karttaprojektiot 

Tasokoordinaattijärjestelmien karttaprojektio on maastokartoissa Gauss-Krüger-projektio ja merikartoissa Mercatorin projektio.

Maastokarttojen osalta on kuusi tasokoordinaattijärjestelmää, joista käytetään nimityksiä KKJ0, KKJ1, KKJ2, KKJ3, KKJ4 ja KKJ5. Nimessä oleva numero viittaa projektiokaistaan, joita on kuusi. Näiden keskimeridiaanit ovat 18°, 21°, 24°, 27° 30° ja 33° itäistä pituutta. Kukin on kolme astetta leveä siten, että kaista ulottuu 1,5 asteen etäisyydelle keskimeridiaanista. KKJ0 ja KKJ5 ovat harvoin käytettyjä, koska muut kattavat koko maan lukuun ottamatta vain läntistä Ahvenanmaata ja aivan itäisintä Ilomantsin kolkkaa.

Itäkoordinaattien osalta kullakin kaistalla on oma valeitä (väärä itä / itäsiirtymä). Näillä vältetään negatiiviset koordinaatit ja pystytään koordinaattiarvosta päättelemään mistä tasokoordinaattijärjestelmästä on kyse. Itäkoordinaatti muodostetaan laskemalla aluksi etäisyys keskimeridiaanista lyhyintä tietä. Jos piste on keskimeridiaania idempänä, koordinaatti on positiivinen, muuten negatiivinen. Tämän jälkeen itäkoordinaattiin lisätään 500 000 metriä ja syntyvän kuusinumeroisen luvun eteen vielä kaistan numero. Voidaankin ajatella, että kaistan 1 valeitä on 1 500 000 metriä, kaistan 2 valeitä 2 500 000 metriä jne. Pohjoiskoordinaatti on sen keskimeridiaanin pisteen etäisyys päiväntasaajasta, joka on lähinnä kohdepistettä. Pohjoiskoordinaatin arvo on siis päiväntasaajalla nolla. KKJ-tasokoordinaatit ilmoitetaan usein pohjois- ja itäkoordinaattina, kyseisessä järjestyksessä ja metreinä. Vastaavasti niiden tunnisteena on kirjaimet P ja I.

Peruskoordinaatisto ja yhtenäiskoordinaatisto 
Käsitteet "peruskoordinaatisto" ja "yhtenäiskoordinaatisto" ovat käytössä vain KKJ:n yhteydessä. Käsitteellä "peruskoordinaatisto" ilmaistaan se, että tasokoordinaattijärjestelmistä on käytössä kaikki kuusi: KKJ0-KKJ5.

"yhtenäiskoordinaatistossa" (YKJ) koko Suomi kuvataan yhdelle tasokoordinaattijärjestelmälle. Karttaprojektio on Gauss-Krüger, keskimeridiaani on 27 astetta ja valeitä on 3 500 000 metriä. KKJ3:n koordinaatit yhtyvät siis YKJ-koordinaatteihin ja ovat samanmuotoisia.

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 YKJ:ta.

Esimerkki tasokoordinaateista 
Hauhon kirkon tapulin peruskoordinaatiston suorakulmaiset koordinaatit ovat 6784859P ja 2530205I. Itäkoordinaatista nähdään, että tasokoordinaattijärjestelmä 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.

Hauhon kirkon tapulin YKJ-koordinaatit ovat 6787177P ja 3368770I.

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.

Koordinaatit painetuilla maastokartoilla 
Maastokartoilla peruskoordinaatisto on merkitty mustalla ruudutuksella ja yhtenäiskoordinaatisto on merkitty punaisella ruudutuksella.

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 WGS 84- ja EUREF-FIN-koordinaattijärjestelmiin 
KKJ- ja WGS 84 -järjestelmien maantieteellisten koordinaattien 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 WGS 84 -koordinaatti. 

Itä-länsisuunnassa poikkeama on noin 160–180 metriä; pienin Kaakkois-Suomessa ja kasvaen kohti luodetta. KKJ-koordinaatit ovat lännempänä kuin samat maantieteelliset WGS 84 -koordinaatit.

Hauhon kirkon tapulin WGS 84 -koordinaatit ovat 61°10,83'N ja 24°33,48'E.

Lähteet

Kirjallisuutta 
 Niemelä, Osmo: Maasto ja kartta – Kartanvalmistajan ja kartankäyttäjän käsikirja, 2004. ISBN 951-593-872-4

Koordinaattijärjestelmät
Maanmittaus
Geodesia