NetCDF-muotoisen epäsäännöllisen liidinaineiston visualisointimenetelmät merentutkimuksessa

Abstract

Tässä kandidaatintutkielmassa tarkastellaan moniulotteisen liidinaineiston visualisointia ArcGIS Pro -ohjelmistolla siten, että veden lämpötilan ja tiheyden horisontaalinen ja pystysuuntainen vaihtelu hahmottuvat selkeästi. Aineistona käytettiin Ilmatieteen laitoksen keräämää NetCDF-formaattiin tallennettua epäsäännöllistä aineistoa Tvärminnen merialueelta. Tutkimuksen tavoitteena oli vertailla visualisointimenetelmiä ja arvioida niiden tulkittavuutta ja käytettävyyttä moniulotteisen meridatan esittämisessä. Menetelmäkokonaisuus sisälsi pisteaineiston esittämisen, IDW-, Kriging- ja natural neighbor-interpolointikartat, hajontakuviot ja laatikkojanakuviot. Interpolointikartat tuottivat nopeasti tulkittavan yleiskuvan syvyyskerroksittain horisontaalisesta rakenteesta. Hajontakuviot paljastivat selkeästi pystysuuntaisen kerrostuneisuuden ilman interpolointivirheitä. Laatikkojanakuviot täydensivät tarkastelua tuottamalla kvantitatiivisen näkymän syvyysluokkien sisäisestä vaihtelusta. ArcGIS Pro osoittautui toimivaksi työkaluksi sen jälkeen, kun aineisto oli ensin jaettu pienempiin osiin suorituskyvyn takaamiseksi. Lisäksi tulokset osoittivat, että lämpötilan ja tiheyden vaihtelun rakenteet erosivat horisontaalisesti ja pystysuunnassa. Horisontaalinen vaihtelu näkyi parhaiten interpolointikartoissa, jotka näyttivät pintakerroksen tasaisen lämpimän vesimassan ja syvemmän välikerroksen viileät alueet. Pystysuuntainen kerrostuneisuus hahmottui parhaiten hajontakuvioista, joissa erottuivat termokliini ja tiheyden kasvu syvyyden myötä. Visualisointimenetelmät täydensivät toisiaan ja tarjosivat kokonaiskuvan Tvärminnen merialueen fysikaalisesta rakenteesta. Tulokset viittaavat siihen, että synoptisen ja elementaarisen tarkastelun yhdistäminen on keskeistä liidinaineiston tulkinnassa. interpolointikartat, poikkileikkaushajontakuviot ja laatikkojanakuviot yhdessä muodostavat toistettavan ja tulkittavan visualisointiprosessin, joka soveltuu veden kerrostuneisuuden rakenteen esittämiseen. Lisäksi työ tunnistaa menetelmien rajoitteita, ja nostaa jatkokehitysmahdollisuuksia. Tutkielma tuottaa käytännönläheistä tietoa liidinaineiston visualisoinnin käytännöistä Suomen rannikkovesien tutkimuksessa.