Engineering survey for construction works Specifications for producing of digital terrain models

Transkript

1 Teknisk specifikation Utgåva 1 November 2004 Byggmätning Specifikationer vid framställning av digitala terrängmodeller Engineering survey for construction works Specifications for producing of digital terrain models ICS Språk: svenska Copyright SIS. Reproduction in any form without permission is prohibited.

2 Denna tekniska specifikation är inte en svensk standard. Upplysningar om sakinnehållet i tekniska specifikationer, rapporter och standarder lämnas av SIS, Swedish Standards Institute, telefon Tekniska specifikationer, rapporter och standarder kan beställas hos SIS Förlag AB som även lämnar allmänna upplysningar om svenska och utländska standardpublikationer. Postadress: SIS Förlag AB, STOCKHOLM Telefon: Telefax: E-post: sis.sales@sis.se. Internet:

3 Sida 1 Innehåll Förord... 2 Orientering Omfattning Tillämpning Regler vid hänvisning till denna specifikation Begränsningar i den tekniska specifikationens omfattning Normativa hänvisningar Termer och definitioner Allmänna krav Behörighet Provning och kontroll av utrustning för datainsamling Referenssystem Stomnät i plan och höjd Klassificering av markförhållanden Datainsamling Fotogrammetrisk mätning Geodetisk inmätning inmätning med satellitbaserad teknik utrustning Digitalisering Laserskanning Mätning av bottenyta i vattendrag Kvalitetskrav på digital terrängmodell Noggrannhetsklassning Punkttäthet vid inmätning till terrängmodell Objektbeskrivningar Upprättande av digital terrängmodell, kontroll och kvalitetsmärkning Punkt och linjehantering Kodning av indata mätdata Initial rimlighetskontroll och redigering av indata Uppdelning i delmodeller Provning av modells höjdriktighet Kvalitetsmärkning av terrängmodell Redovisning och leverans Bilaga A (informativ) Markslag och förhållanden som kräver särskild hänsyn vid framställning och kontroll Bilaga B (informativ) Litteraturförteckning... 24

4 Sida 2 Förord Denna tekniska specifikation, tillsammans med SIS/TS 21143:2004 Geodetisk mätning, beräkning och redovisning vid långsträckta objekt och SIS/TS 21145:2004 Statistisk provning av digital terrängmodell, har utarbetats av den tekniska kommittén SIS/TK 178, Måttkontroll, med sekretariat hos SIS. Detta dokument har initierats främst av Banverket och Vägverket för de behov av specifikationer som erfordras vid framställning av digitala terrängmodeller för planering, projektering och byggande. Specifikationerna kan även nyttjas för andra behov där digitala terrängmodeller används. Specifikationerna utgör underlag för hänvisningar från upphandlingsdokument/tekniska beskrivningar där digitala terrängmodeller skall framställas som underlag för planering, projektering, byggande och underhåll av objekt. Specifikationerna baseras i första hand på modeller som används i detaljerade skeden av projekt. Specifikationerna bygger bl.a. på hänvisningar till handböckerna HMK Handbok till mätningskungörelsen, som utarbetats för nationell rådgivning för mätnings- och kartframställningsarbeten samt HMK Handbok för Bygg & Anläggning som producerats av Byggforskningsrådet (Formas). I denna SIS/TS har dessa handböcker förtecknats under normativa hänvisningar då de ger grundläggande specifikationer som nationellt är allmänt accepterade i branschen. I vissa tillämpliga delar ger denna SIS/TS kompletterande eller ändrade krav som erfordras för uppfyllande av särskilda fordringar i byggprocessen.

5 Sida 3 Orientering Denna SIS/TS innehåller kvalitetskrav för upprättande av digitala terrängmodeller (DTM) avseende markytans återgivning i digital form. Specifikationerna ger underlag för att välja krav på modellers höjdnoggrannhet och val av datainsamlingsmetod. Särskild vikt läggs vid kvalitetsmärkning av modeller dvs. beskrivande information om hur modeller framställts, dess kvalitetsegenskaper och användningsområden, kompletteringar m. m., som skall bifogas modeller till dess nyttjare. Denna SIS/TS anger tekniska specifikationer för framställning av underlag, upprättande och redovisning av modeller. 1 Omfattning Specifikationerna omfattar krav på modeller som framställs genom insamling av terrängdata med metoder som fotogrammetrisk mätning, geodetisk mätning eller mätning med satellitteknik (GPS), digitalisering av befintligt kartmaterial samt flygburen eller markstationär skanning. Modeller kan även utgöra en blandning av nämnda metoder eller utgöra vattenområden där botten bestämts t.ex. genom ekolodning. 1.1 Tillämpning Denna SIS/TS tillämpas enligt följande: Genom hänvisning till aktuella rubriker enligt 1.2. Hänvisningar skall, där alternativa nivåer finns angivna, ange tillämpliga klasser och toleranser. Om klass ej angivits skall utförande ske i klass där beskrivet användningsområde är angivet. 1.2 Regler vid hänvisning till denna specifikation Hänvisning görs genom att ange SIS/TS samt aktuellt avsnittsnummer och rubrik. I enskilda fall där hänvisning sker till SIS/TS och enstaka kompletteringar eller undantag erfordras anges hänvisningen med väl definierad förklaring under särskild rubrik för: Undantag: Kompletterande krav: Ändrad specifikation:. Hänvisning till SIS/TS som helhet skall ej göras. Hänvisningar görs enligt anvisning ovan. 1.3 Begränsningar i den tekniska specifikationens omfattning Denna SIS/TS behandlar enbart tekniska utföranden. Den omfattar inte: administrativa regler relationer, beställare utförare, avseende samråd, leveranskontroller, granskning och godkännanden.

6 Sida 4 2 Normativa hänvisningar I denna tekniska specifikation hänvisas till följande standarder och dokument: SIS/TS 21143:2004 SIS/TS 21145:2004 STG Handbok 167 HMK-Fo HMK-Di Byggmätning Geodetisk mätning, beräkning och redovisning vid långsträckta objekt. Byggmätning Statistisk provning av degital terrängmodell. GIS-ordboken, SIS. HMK, Fotogrammetri. Handbok till mätningskungörelsen. HMK, Digitalisering. Handbok till mätningskungörelsen. Informativ litteratur (ej bindande) ges i bilaga B. 3 Termer och definitioner 3.1 allmän linje förtätningslinje som används för att nedbringa triangelstorlekar 3.2 attribut egenskap hos visst objekt som kan vara geometrisk eller tematisk 3.3 brytlinje karakteristisk linje där markytans kupering eller lutning förändras ANM. Exempel på linje kan vara släntfot och släntkrön. Beakta även att vissa DTM-program använder brytlinjer som generell benämning på linjer mellan vilka interpolering eller triangelbildning skall ske oavsett om markytan är plan eller kuperad. 3.4 differensmodell modell som bildas när två modeller inom samma område jämföres ANM. Erhålls t. ex. vid mängdberäkning, där den ena modellen vanligen är skapad från ett projekts höjdsättning. Differensmodell kan t. ex. redovisas som mängdskillnader i schakt och fyllning, genom differensmått, med nivåkurvor av differenser. 3.5 digital terrängmodell numerisk generalisering och beskrivning av terrängen i tre dimensioner. Synonym DTM. ANM. DTM är en förkortning för Digital Terrain Model. 3.6 funktionsmodell digital terrängmodell där förbindningar mellan linjer eller punkter beskrivs av icke linjära funktioner 3.7 linjeritning ritning utvisande indata för en digital terrängmodell i form av linjer och punkter med tillhörande linjekoder ANM. Kan utgöras av olika versioner t. ex. till grund för editering av indata, underlag med singelpunkter för sammanbindning till linjer, dokumentation till slutlig indata för modelletablering m.m. Linjeritning utgör ett viktigt dokument som grund för kvalitetssäkring av indata för etablering av digital terrängmodell.

7 Sida medelavvikelse medelvärdet av ett antal avvikelser (med sitt tecken) från riktvärden eller på annat sätt stipulerade värden 3.9 medelfel skattning av standardavvikelsen eller standardavvikelsen för en vänteriktig estimator ANM. Med estimator kan förstås numeriskt värde beräknat ur observationsresultat. Vänteriktig estimator avser att det numeriska värdet på estimatorn sammanfaller med det värde på den parameter som den skattar punkttäthet punkttäthet i modell utgör ett mått på antalet mätpunkter i en modell per angiven ytenhet ANM. Punkttäthet definieras vanligen i modellen av antal punkter per hektar (ha). Punkttäthet tillsammans med höjdnoggrannhet utgör viktiga parametrar vid kvalitetsangivelse av en modell rutnätsmodell digital terrängmodell där modellytan utgörs av höjder i ett interpolerat rutnät, ibland även med hjälp av s.k. progressiv sampling. Synonym gittermodell. ANM. Se även STG, handbok 167 avseende rutnätsmodell och progressiv rutnätsmätning singelpunkter enstaka punkt som bestäms utan linjetillhörighet ANM. Singelpunkt används t. ex. i mindre hög- eller lågpartier i markytan för att undvika bildande av plana trianglar styrparameter villkorsangiven parameter som styr interpolationen av modell ANM. Exempel på styrparametrar kan vara maximal längd på triangelsida, ej interpolation mot punkter på samma linje, ej interpolation utanför eller innanför begränsningslinje triangelmodell digital terrängmodell där modellytan utgörs av skapade trianglar mellan de lägesdefinierade markpunkterna ANM. Se även STG, Handbok 167 Observera följande i denna SIS/TS Att begreppet modell och terrängmodell används synonymt med begreppet digital terrängmodell. Att begreppet mätning används synonymt med begreppet geodetisk mätning. 4 Allmänna krav Detta avsnitt anger allmänna krav vid upprättande av digital terrängmodell. 4.1 Behörighet Ansvarig för framställning av indata till terrängmodell skall ha behörighet enligt mätningskungörelsen (MK) SFS 1974:339 med tillägg.

8 Sida Provning och kontroll av utrustning för datainsamling Kontrollprogram för instrument och utrustning skall vara upprättat före arbetets påbörjan. Instrument och utrustningars nominella specifikationer skall vara kontrollerade innan användning. Alla kontroller skall vara dokumenterade tillsammans med instrument och utrustningars nominella noggrannhetsspecifikationer (från leverantör). Funktioner och kvalitet på instrument och kompletterande utrustningar skall vidmakthållas under perioden för arbetenas utförande genom verifikationer enligt kontrollprogram för resp. instrument. Dokumentation skall ske så att utrustning kan identifieras genom tillverkningsnummer eller eget id-nummer. 4.3 Referenssystem Koordinatsystem i plan skall vara enligt SIS/TS 21143:2004, 5.1 Koordinatsystem i plan samt med beaktande av geometriska korrektioner. System i höjd skall vara enligt SIS/TS 21143:2004, 5.2 Höjdsystem. 4.4 Stomnät i plan och höjd Stomnät, som erfordras för datainsamling, skall vara upprättat i referenssystem enligt 4.3. Nyetablering av stomnät, som anslutnings-, bruks- eller specialnät, skall utföras enligt SIS/TS 21143:2004, 6. Stomnät. Befintligt stomnät skall kontrolleras enligt SIS/TS 21143:2004, 6.3 Kontroll av befintligt stomnät. 5 Klassificering av markförhållanden Vid upprättande av terrängmodell, skall markförhållanden bestämmas och definieras enligt tabeller 1, 2 och 3. Olika markslag skall definieras genom kodning i sammanhängande linjer. I terrängmodell som utgörs av delmodeller med olika markslag och kuperingsgrad skall resp. begränsningslinjer mellan delmodeller och mellan markslag/kuperingsgrad vara definierade. Kuperingsgrad och detaljrikedom avgör bl.a. behovet av punkttäthet. Se även figur 1 och 2 i SIS/TS 21145:2004. ANM. Om terrängmodellens upprättande ingår som del i framställning av karta/underlag till grund för planering, projektering e. dyl. ingår normalt i uppdraget att nedan angivna klassificeringar av markslag utförs enligt tabell 1 och 2. Tabell 1 används för att: definiera olika markslag till grund för planering, projektering, mängd- och areaberäkning e. dyl. definiera områden där olika noggrannhet i modell är önskvärd definiera markslag där indata insamlas med olika metoder. Tillägg till tabell 1 görs i de fall där speciella markförhållanden eller växtlighet skall beaktas vid höjdbestämning eller som information för projektering. Tilläggsinformationen anges enligt redovisat exempel efter tabell 1.

9 Sida 7 Tabell 1 Markslagstyper, naturliga och anlagda Hänvisning Nr Markslagstyp Anmärkning/Kommentar Naturliga markslagstyper 1 Åker Odlad, öppen mark. Om åkermark är plöjd vid tillfället för datainsamling, skall detta anges med tillägg. 2 Ängs-, hag- eller betesmark Mark innehållande matjordstäcke 3 Skogsmark Barrskog 4 Skogsmark Lövskog 5 Skogsmark Blandskog 6 Avverkad skogsmark Kalhygge Ange ev. om kvarstående stubbar finns 7 Berg i dagen Innefattar berg med vegetationstäcke med maximalt djup 0,1 meter 8 Område med riklig synlig blockförekomst 9 Kärr, mosse Utan synlig vattenyta 10 Vattenyta, strandlinje Avser även vattenytor i kärr, mosse, naturliga uppdämningar i bäckar e. dyl. 11 Bottenytor (under vatten) 12 Område med särskilt naturvärde Avser t. ex. våtmark, område med speciell växtförekomst eller trädbestånd e. dyl. Anlagda markslagstyper 20 Asfaltyta Hårdgjord yta 21 Betongyta Hårdgjord yta 22 Plattbelagd yta Hårdgjord yta 23 Grusyta Hårdgjord yta 24 Plantering Mjukgjord yta 25 Gräsyta Mjukgjord yta 26 Utfyllnadsyta Markyta med utfyllnadsmassor eller där utfyllnad pågår (tipp e. dyl.) 27 Tomtmark Naturbevarad yta Tilläggsinformation till tabell 1 a b c Beväxt brukad mark (sädesfält e. dyl.). Plöjd åkermark. Markvegetation tät gräsyta.

10 Sida 8 d e f g h j Markvegetation liggande gräs (äldre gräsvegetation). Tät undervegetation (i skogsmark). Buskage (sammanhängande tät yta). Yta med enstaka buskage. Yta med enstaka synliga block. Övrigt (anges). Exempel: Åkermark som är plöjd vid höjdbestämningen anges med 1b. Ängsmark med liggande äldre gräs anges med 2d. Lövskogsområde med tät undervegetation anges med 4e. Tabell 2 används för att: ange täthetsgrad i skogsmark avseende siktbarhet vid geodetisk mätning resp. luftburen insamlingsmetod definiera gräns mellan indata insamlade med olika metoder och olika produktionsbetingelser definiera gränser som underlag för planering och projektering. Tabell 2 Klassning av skogsmarks täthet Klass Täthetsgrad Beskrivning av insamlingsmetod ➀ Ts 1 Ts 2 Ts 3 Gles Normal Tät ➀ Vid beskrivning skall hänsyn tas till metodik för insamling av indata till modell, vilket kan ge olika bedömningsgrunder. T. ex. att gles lövbeväxt skog med stora trädkronor, som insamlas från luften (fotogrammetrisk metod) under växtperioden, utgör tät skog. Tabell 3 används för att: definiera minsta punktantal per hektar vid geodetisk inmätning i kombination med tabell 7 ange kuperingsgrad och markens ytjämnhet.

11 Sida 9 Tabell 3 Kuperingsgrad och markens ytjämnhet Klass Kuperingsgrad Markens ytjämnhet J1 Plan mark a) Jämn b) Ojämn J2 Kuperad mark a) Jämn b) Ojämn J3 Mycket kuperad mark a) Jämn b) Ojämn Exempel: J2b avser kuperad mark där själva markytan är ojämn. Sammanställning av markförhållanden och skogsmarks täthet Vid angivning av markförhållanden och skogstäthet enligt tabell 1,2 och 3 anges dessa i följande ordning: Nummer och tillägg tabell 1 / klass tabell 2 / klass med ytjämnhetstillägg tabell 3. ANM. Om klass ej anges markeras detta med. Exempel: 3,7 / Ts 1 / J2a innebär Barrskog på berg i dagen, glesbevuxen, kuperad jämn markyta. 1b / /J1b innebär Åkermark plöjd, (ingen information enl. tabell 2), plan ojämn markyta. 6 Datainsamling Metoder för datainsamling som underlag till beräkning och framställning av terrängmodell anges enligt tabell 4. Tabell 4 används för att ange: metod för insamling av data metod för kvalitetsmärkning av modell. Tabell 4 Metoder för inmätning av terräng som underlag för beräkning av terrängmodell Beteckning Mätningsmetod Kompletterande information F Fotogrammetrisk via flygfoton Kompletteras med flyghöjd eller bildskala och bildövertäckning G Geodetiskt, terrester eller GPS inmätning Inmätt med geodetisk eller genom satellitbaserad teknik LS Laserskanning Kompletteras med flyghöjd LSm Laserskanning från marken Utrustning och metodik skall beskrivas D Digitaliserad karta eller ritning Kompletteras med underlagets skala E Ekolodning Metod och noggrannhet skall specificeras Ö Annan metod Metod, utrustning och noggrannhet skall specificeras