Satelliittipaikannuksen käsitteleminen lukiossa ja ylioppilaskokeessa
Satelliittipaikannus on ollut osa kansalaisten ja siten myös lukiolaisten arkea jo pitkään. Moni nuori käyttää päivittäin paikannustekniikkaa puhelimensa karttapalveluiden ja muiden sovellusten avulla ajattelematta asiaa sen enempää.
Paikannuksen virhelähteiden ja tarkkuuden ymmärtämiseksi olisi kuitenkin hyvä hallita perusasiat satelliittipaikannuksen toimintaperiaatteista. Virallisesti maantieteen lukio-opetuksessa satelliittipaikannus on mukana osana geomedia-kokonaisuutta.
Tänä syksynä satelliittipaikannus sai oman kysymyksensä syksyn maantieteen ylioppilaskokeessa. Lisäksi kahdessa laajassa kysymyksessä oli useita teemakarttoja aineistona.
Tehtävässä 5 kysyttiin kokelaiden tietoja satelliittipaikannuksen toiminnasta. Kysymyksen ensimmäisessä osassa aineistona olleeseen Ylioppilastutkintolautakunnan (YTL) laatimaan kuvaan (kuva 1.) oli piirretty neljä satelliittia.
Kuvassa näkyi myös satelliiteista lähtevien paikannussignaalien saapuminen maan pinnalle, ympyröiden kehät kuvaavat yhtenäistä etäisyyttä satelliittiin.
Kokelasta pyydettiin merkitsemään kuvaan paikannussignaalien kulkusuunta, sekä oma sijaintinsa saadessaan paikannustiedon käyttämästään vastaanottimesta.
YTL odotti hyvän vastauksen piirteiden (HVP) mukaan vastauksessa sijainnin merkitsemisen lisäksi tietoa siitä, että paikannusignaali kulkee ainoastaan satelliitista vastaanottimeen, eikä molempiin suuntiin satelliitin ja vastaanottimen välillä, kuten aiempien vuosien vastauksissa on virheellisesti toistuvasti väitetty. Samantyyppisiä virheellisiä vastauksia esiintyi myös tänä vuonna, vaikka siitä ei ole kulunut kauaa, kun maantieteen kokeessa oli samantyyppinen tehtävä.
Kysymyksen toisessa osassa kokelasta pyydettiin selittämään satelliittipaikannuksen toimintaperiaate lyhyesti.
YTL luettelee hyvän vastauksen piirteissä muun muassa näitä esimerkkisisältöjä: Satelliittien lähettämät paikannussignaalit lähetysaikoineen ja satelliittitunnuksineen, tarkkoihin kellonaikoihin perustuva signaalien kulkuaikojen määritys ja niiden perusteella laskettavat satelliittien etäisyydet, näiden etäisyyksien perusteella tehtävä kolmiomittaus sijainnin määrittämiseksi sekä useamman satelliitin tarpeellisuus.
Pisteitä saattoi saada myös mainitsemalla vähintään kaksi eri satelliittipaikannusjärjestelmää nimeltä, tai kertomalla paikannusta avustavista palveluista (DGPS- tai A-GPS-teknologiat). YTL ei kuitenkaan edellyttänyt syvällisempää tietämystä esimerkiksi differentiaalisista paikannusmenetelmistä.
Tehtävän kolmannessa osassa pyydettiin pohtimaan satelliittipaikannuksen virhelähteitä. HVP:ssa mainittiin esimerkkisisällöiksi liian pieni satelliittien määrä, rakennuksista johtuvat katvealueet, paikannussignaalien heijastumisesta johtuvat kulkuaikavirheet, viat sekä satelliiteissa tai vastaanottimissa, paikannuksen yrittäminen sisätiloissa sekä mahdolliset ilmakehän häiriöt. Signaalien tahallinen häirintä oli myös mainittuna esimerkkien joukossa.
Viimeisessä osassa kokelasta pyydettiin pohtimaan yksittäisen kansalaisen mahdollisuuksia hyödyntää satelliittipaikannusta vapaa-ajallaan. Vastauksessa oli oleellista rajata esimerkit nimenomaan vapaa-ajan käyttöön, kuten oli pyydetty.
YTL mainitsee esimerkkisisällöiksi liikuntaharrastusten tallentamisen, reittioppaiden käyttämisen oman sijainnin tarkasteluineen, metsästyskoiran seuraamisen, sienestyspaikkojen tallentamisen, geokätköilyn harrastamisen ja paikannusta hyödyntävät mobiilipelit.
Yksittäinen ihminen voi vapaa-ajallaan myös hyötyä paikannustekniikasta, vaikka ei olisikaan määrittämässä omaa sijaintiaan. Tällaisesta paikannustekniikan käytöstä YTL antaa esimerkkisisällöiksi saapuvan bussin sijainnin seuraamisen ja kotiin tulevan ruokalähetyksen lähestymisen seuraamisen.
Kun ymmärtää pääperiaatteet satelliittipaikannuksen toimintaperiaatteista, voi myös paremmin hahmottaa siihen liittyviä mahdollisuuksia ja rajoitteita. Virhelähteiden hahmottaminen auttaa ymmärtämään, että paikannustekniikoiden ominaisuuksista huolimatta voi olla tilanteita, jolloin niihin ei kannata täysin luottaa. Monipuolisten mahdollisuuksien ymmärtäminen voi puolestaan helpottaa arkea ja esimerkiksi edistää monia harrastuksia.
Karttatasojen päällekkäistarkasteluun yksinkertainen työkalu
Syksyn 2020 maantieteen ylioppilaskokeen tehtävässä 4 ja tehtävässä 7 kokelaat pääsivät lisäksi tulkitsemaan, analysoimaan ja hyödyntämään teemakarttoja. Tarkastelua ja visuaalista analysointia varten ylioppilaskokeen järjestelmässä on yksinkertainen päällekkäistarkastelutyökalu (kokeile päällekkäistarkastelutyökalua Ylen Abitreeni-sivustolla).
Visuaalinen päällekkäistarkastelu on ensimmäisiä askeleita paikkattietoanalyyseissä. Tällainen visuaalinen päällekkäistarkastelu on yksinkertaista toteuttaa teknisesti koejärjestelmässä, ja on toimintavarma. Lisäksi se on vaativuustasoltaan sopiva valtaosalle kokelaista. Toki vahvemmat osaajat voivat tietää mitä tarkoittavat varsinaiset päällekkäisanalyysit, bufferianalyysit, verkostoanalyysit tai muut perusmenetelmät.
Viitseliäimmät ja paikkatieto-osaamista itse omaavat opettajat saattavat opettaa lukion maantieteen opetuksen neljännessä ja viimeisessä moduulissa Geomedia, paikkatietojen perusteita normaalia syvällisemmin. Jotkut opettajat jopa saattavat käyttää lukiolaisten kanssa esimerkiksi QGIS- tai ArCGIS Online -ohjelmaa. Tällöin kokelailla on vahvempi osaaminen paikkatietomenetelmistä.
Lukiolaisilta voidaan kuitenkin opetussuunnitelmien perusteiden valossa odottaa vähintään kykyä nimetä yleisimpiä ja helpoimpia paikkatietoanalyysejä ja -menetelmiä. Jos opettaja ei koe varmuutta opettaa yksinkertaisia paikkatietoanalyysejä tai käyttää erityisiä paikkatieto-ohjelmia luokan kanssa, voi kokelaiden osaaminen ylioppilaskokeessa jäädä heikoksi, mikä näkyy usein vastauksissa ja tuloksissa.
Tämän syksyn maantieteen kokeen tehtävässä 7 kokelaita pyydettiin pohtimaan pääkaupunkiseudun uimahallien ja kylpylöiden saavutettavuutta maantieteellisestä näkökulmasta – ja hyödyntää tätä varten annettuja teemakarttoja. Aineistoksi kokelaalle annettiin kolme karttaa pääkaupunkiseudulta. Niissä kuvattiin matka-aikoja autolla lähimpään uimahalliin, tieverkoston nopeusrajoituksia sekä asukastiheyttä.
Hyvän vastauksen piirteiden mukaan aineistojen perusteella voidaan tarkastella sisäuimapaikkojen saavutettavuutta matka-ajan (henkilöauto), liikkenneyhteyksien, asutuksen ja uimapaikkojen etäisyyksien näkökulmasta.
Erillisten karttojen lisäksi aineistossa oli mukana päällekkäistarkastelutoiminto, jonka avulla kokelas saattoi säätää yksitellen kunkin karttatason läpinäkyvyyttä. Tällainen mahdollisuus antoi kokelaalle mahdollisuuden tarkastella helpommin eri aineistoja yhdistäviä tekijöitä.
Kirjoittajat: Markus Jylhä & Petteri Muukkonen, Helsingin yliopisto (etunimi.sukunimi@helsinki.fi). Kirjoittajat toimivat CRITICAL-tutkimushankkeessa, joka tutkii myös nuorten kriittistä geomedian lukutaitoa. Lisätietoja hankkeesta täältä.
