GSD-Höjddata, grid 2+

Transkript

1 L A N T M Ä T E R I E T 1(16) D atum: D ok umentversion: Produktbeskrivning: GSD-Höjddata, grid 2+

2 LANTMÄTERIET (16) Innehållsförteckning 1 Allmän beskrivning Innehåll Geografisk täckning Geografiskt utsnitt Koordinatsystem Övrigt Kvalitetsbeskrivning Insamlingsmetod Aktualitet/uppdatering Kvalitet Lägesnoggrannhet Klassificering Skapande av grid Punkttäthet redovisas per bearbetningsruta Leveransens innehåll Katalogstruktur i leverans Leveransformat Leverans av koordinat-transformerade grid Filuppsättning och innehåll Beskrivning av innehåll i xml-filen Förändringsförteckning Senaste förändring Tidigare förändringar Bilaga A: Produktionsområden Bilaga B: Exempel på filinnehåll... 16

3 LANTMÄTERIET (16) 1 Allmän beskrivning Lantmäteriet har fått regeringens uppdrag att framställa en Ny nationell höjdmodell med hög noggrannhet. Med laserskanning som metod samlas höjddata in och bearbetas. Ur de markklassificerade laserpunkterna framställs en högupplöst grid, ett regelbundet rutnät. 1.1 Innehåll Produkten utgörs av grid med 2 m upplösning. Till produkten levereras metadata som redovisar information om tillkomst och genomförd bearbetning. 1.2 Geografisk täckning Målsättningen är att med högupplöst laserdata som grund skapa en rikstäckande terrängmodell (en avbildning av markens form) med början hösten Planerad tid för genomförande är ca 7 år med fokus på skanning de fyra första åren. Framväxten av terrängmodellen redovisas på Lantmäteriets hemsida. Se under Geografiska databaser/höjdinformation/ny nationell höjdmodell. Klart i lager - Redovisar områden, med klassificeringsnivå på respektive bearbetningsruta, som är lagrade i grunddatalagret och klara för leverans till användare. Produktionsområden Indelning i produktionsområden där A, B och C är prioriterade för att skannas under icke vegetationsperiod och övriga områden oberoende av årstid. Bokstaven ingår i namnet för skanningsområde. Översikt som visar indelningen i produktionsområden, se bilaga A. Skanningsstatus - Redovisas för att ge användare möjlighet till fältinventering i nära anslutning till att skanning genomförs. Översikten redovisar områden i tre olika statusnivåer; när stråkplanering är godkänd, skanning påbörjad och skanning preliminärt avslutad (omskanning kan komma ifråga om kvaliteten underkänns i den efterföljande kontrollen). Efter att skanningen är avslutad dröjer det ytterligare ca 6 månader innan laserdata finns klart i lager. Leverantörens veckorapport - I en excelfil redovisas mer detaljerad information om skanningen, med tidpunkter för olika delmoment, utrustning och antal skannade stråk.

4 LANTMÄTERIET (16) 1.3 Geografiskt utsnitt Minsta enhet för bearbetning och leverans motsvarar en ruta om 2,5 x 2,5 km, en s.k. bearbetningsruta, anpassad geografiskt till indexsystemet i SWEREF 99 TM. Rutan är namnsatt genom nedre vänstra hörnets koordinat i hundratal meter åtföljd av sidans längd i hundratal meter, t.ex _5975_ Koordinatsystem Plan: SWEREF 99 TM (kan även transformeras och levereras i valfri regional SWEREF-zon) Höjd: RH 2000 För information om RH 2000 se Infoblad n:o 16 på Övrigt Inledningsvis skapas grid ur laserdata som med automatiska metoder har klassificerats som mark eller vatten. I klassen mark kan även punkter som representerar broar finnas med. När kvalitetsförbättringar i klassificering eller ajourhållning genomförts kan grid som bättre representerar mark att kunna levereras. Genomförda kvalitetsförbättringar i klassificering redovisas för respektive 2,5 km-ruta i GeoLex.

5 LANTMÄTERIET (16) 2 Kvalitetsbeskrivning 2.1 Insamlingsmetod Terrängmodellen framställs genom laserskanning av marken från flygplan. Andra metoder kan i senare läge komma att användas för ajourföring av modellen, till exempel geodetisk eller fotogrammetrisk detaljmätning. Några fakta om skanningen (ungefärliga värden): Punkttäthet: 0,5 1 punkt per kvadratmeter (ner till 0,25 punkter per kvadratmeter i kalfjällsområden) Flyghöjd: meter (upp till 3500 meter i kalfjällsområden) Skanningsvinkel: ± 20º Stråkövertäckning: 20 % Träffyta på mark (footprint): 0,5 0,7 meter Laserskanningen görs med instrument som kan ge upp till fyra returer (ekon) från samma laserpuls. Alla punkter bevaras genom hela produktionskedjan, även felaktiga punkter på hög eller låg höjd. Även intensitet registreras för varje punkt. För laserdata från Leica ALS70 är intensiteten korrigerad för effekten av AGC (Automatic Gain Control). 2.2 Aktualitet/uppdatering Det finns ännu ingen beslutad ambitionsnivå för ajourhållning av terrängmodellen. Men de förändringar i grunddata som görs, oavsett om det beror på kvalitetsförbättringar i klassificering av laserdata, ajourföring eller annat kommer att redovisas för den minsta leveransmodulen/bearbetningsrutan som är 2,5 x 2,5 km. Redovisning av aktualitet görs genom att ange anledning, omfattning och metod, se kapitel Kvalitet Målsättningen är att skanna hela södra Sverige under s.k. icke vegetationsperiod för att få så bra markträffar som möjligt. Det innebär att lövträden helst inte ska bära löv och markvegetation som gräs och andra grödor inte ska vara uppväxt. Områdena A, B och C är planerade för icke vegetationsperiod och övriga områden kan skannas oavsett årstid. Se områdesindelning i bilaga A.

6 LANTMÄTERIET (16) 2.4 Lägesnoggrannhet Noggrannheten i höjd hos enskilda laserpunkter är normalt bättre än 0,1 m på plana hårdgjorda ytor. Men lokalt kan noggrannheten bli betydligt sämre, till exempel i områden med starkt sluttande terräng eller svårdefinierad marknivå. I områden med tät skog blir dessutom punkttätheten på mark lägre, vilket gör att små terrängformationer kan gå förlorade. Noggrannheten hos enskilda laserpunkter är normalt många gånger sämre i plan än i höjd. I någorlunda plan terräng är detta inget problem, men i starkt sluttande terräng inverkar detta på noggrannheten i höjd, som därför försämras i takt med att lutningen ökar. När terrängmodellen representeras som ett regelbundet grid görs samtidigt en generalisering, som medför att områden med hög punkttäthet och väldigt låg punkttäthet redovisas på samma sätt. För att tydliggöra var de interpolerade gridpunkterna kan ha en lägre noggrannhet, p.g.a. låg punkttäthet i det ursprungliga laserdatat, bifogas en bild för varje bearbetningsruta, som redovisar punkttätheten i olika områden, se beskrivning under punkten 2.7 nedan. 2.5 Klassificering Resultatet från laserskanningen är en mängd punkter med känt läge i plan och höjd. Alla typer av objekt på och ovan markytan finns representerade i detta punktmoln. För att kunna framställa en terrängmodell som representerar markytan måste därför markpunkter särskiljas från övriga laserpunkter. Klassificering av laserpunkterna till mark, vatten eller övrigt görs med automatiska metoder, där fastighetskartans vattenytor använts för att klassificera vatten. I de områden där fastighetskartan inte finns har vägkartans vattenytor använts. En viss manuell översyn görs efter den automatiska klassificeringen. Klassificeringen är dock aldrig felfri, utan en liten mängd punkter kommer alltid att föras till fel klass. Detta leder till fel, som ibland är svåra att upptäcka vid en manuell översyn. Ambitionen är att under senare delen av projektet, från 2013 och framåt, se över behov av och möjligheter till att förbättra klassificeringen. Klassificering av broar och markklassning av dammar påbörjades redan Klassificeringsnivå Förklaring 1 Automatiserad klassificering av mark, vatten och övrigt. 2 Klassificering av broar och säkrad markklassificering av dammar. 3-4 Reserverade för eventuellt framtida behov.

7 LANTMÄTERIET (16) Klassificeringsnivå 2 uppnås med en kombination av automatiska och manuella metoder. För att identifiera broar används Trafikverkets databas BaTMan (Brigde and Tunnel Management), Lantmäteriets Grundläggande Geografiska Data (GGD), samt automatiska algoritmer. För att identifiera dammar används SMHI:s databas SVAR (Svenskt vattenarkiv), samt GGD. Klassificeringen av broar innebär att den del av vägbanan som har luft under sig klassificeras som bro. Broar med mindre spännvidd än 3 meter, liksom tunnlar, klassificeras ej. Säkrad markklassificering av dammar innebär manuell klassificering så att markklassificerade punkter finns längs hela fördämningens överkant. Nivå för klassificering redovisas för varje bearbetningsruta om 2,5 x 2,5 km, vilket framgår i metadata. Ett helt skanningsområde genomgår sökning efter objekten för editering, men det är bara de bearbetningsrutor där objekt editerats som får nivå Skapande av grid En heltäckande grid (rutnät eller raster är andra vanliga begrepp) skapas utifrån laserpunkter klassificerade som mark och vatten. Beräkningen sker genom interpolering i ett TIN (Triangulated Irregular Network). Denna metod bevarar terrängformationer på ett bra sätt, men är samtidigt känslig för enstaka felaktiga punkter som kan få stort genomslag. När grid skapas utifrån laserdata med klassificeringsnivå 2 kan även syntetiska punkter ingå. Vid många broar över vatten kompletteras nämligen punktmolnet manuellt med punkter längs strandkanten. Detta är nödvändigt för att en bra interpolering i TIN skall kunna ske, eftersom det normalt saknas punkter både på vattenytan och på stranden under bron. De syntetiska punkterna ingår ej i leveranser av laserdata.

8 LANTMÄTERIET (16) 2.7 Punkttäthet redovisas per bearbetningsruta En bild som illustrerar hur väl terrängmodellen kan förväntas representera markytan följer med varje levererad gridfil. Bilden har 10 m upplösning och redovisar genomsnittlig punkttäthet på mark i laserdata. Punkttätheten åskådliggörs med färger enligt tabellen nedan. Färg Punk ttäthet K ommentar Blått > 0.5 pkt/m 2 På öppna ytor och i överlappen mellan stråk kan det bli fler markträffar än det specificerade antalet 0.5 pkt/m 2. Grönt pkt/m 2 I genomsnitt finns det minst en markträff inom en gridcell (motsvarande 2 2 m). Gult pkt/m 2 I genomsnitt finns minst en markträff inom 4 gridceller (motsvarande 4 4 m). Terrängmodellen kan ha försämrad detaljeringsgrad. Rött < pkt/m 2 I genomsnitt finns det mindre än en markträff inom 4 gridceller (motsvarande 4 4 m). Orsaken kan exempelvis vara tät skog, branta stup eller vatten. Terrängmodellen kan ha kraftigt försämrad detaljeringsgrad. Svart 0 pkt/m 2 Svart färg i bilden beror dels på att vattenytorna har maskats bort, dels på hål i laserpunktmolnet. Hål i laserpunktmolnet beror på dålig reflektion eller tät vegetation, vilket kan orsaka fullständigt bortfall av markträffar. Dålig reflektion förekommer på t.ex. vattenytor, byggnader med svart tak eller nylagd asfalt. Exempel: Färgerna i densitetsbilden representerar olika punkttäthet på mark i laserdata.

9 LANTMÄTERIET (16) 3 Leveransens innehåll 3.1 Katalogstruktur i leverans Nedanstående exempel visar en leverans av grid och metadata för ett skanningsområde. 3.2 Leveransformat GSD-Höjddata, grid 2+, tillhandahålls och levereras i formatet ASCII grid (Esri). GSD-Höjddata, grid 2+ kan också levereras i ASCII tabell-format. Leveransen innehåller då kolumner med, från vänster: E (Easting), N (Northing) och H (höjd), separerade med tabbar (se bilaga B). Grid- och tabell-filerna levereras packade i RAR-format (programvara för att packa upp filer finns att ladda ner gratis från Internet).

10 LANTMÄTERIET (16) Innehåll i ASCII grid (Esri): E xempel på innehåll ncols 1250 nrows 1250 xllcenter yllcenter cellsize nodata_value Förklaring antal värden/rad antal rader E-koordinat för gridpunkt (tänkt pixels mittpunkt) i filens nedre vänstra hörn. N-koordinat för gridpunkt (tänkt pixels mittpunkt) i filens nedre vänstra hörn. rutstorlek/upplösning Det värde som anges om höjdvärde saknas. Skall normalt inte förekomma, eftersom griden är heltäckande även över vattenytor. höjdvärden, i meter med 2 decimaler. Värden ges i naturlig ordning från V till O och från N till S. Se nedanstående exempel och filutseende i bilaga B. Exempel: osv. Rad 1 osv. Rad 2 xllcenter yllcenter Figuren visar gridpunktens placering i förhållande till en tänkt pixel med 2 m sida.

11 LANTMÄTERIET (16) 3.3 Leverans av koordinat-transformerade grid Grid- och tabell-format levereras normalt i SWEREF 99 TM, men kan även transformeras och levereras i valfri regional SWEREF-zon. Metadata som medföljer leveransen är dock fortfarande anpassat till bearbetningsrutorna i SWEREF 99 TM. Transformerat grid och tabell levereras okomprimerat. Vid transformation av höjddata i ASCII grid-format från SWEREF 99 TM till regional SWEREF-zon, sker en skalförändring och en vridning av rasterdata. I och med detta behöver viss interpolation av höjdvärden göras för att passas in i den regionala zonens rutnät. För att göra anpassningen används bikubisk interpolation, vilket är en metod som på ett bra sätt tar hänsyn till den närliggande terrängen. Tester utförda på Lantmäteriet under 2012 visade på att kvalitetsförlusterna i det omprojicerade gridet är försumbara. Transformation av höjddata i tabellformat till regional SWEREF-zon innebär en förskjutning av punkterna i plan men påverkar inte höjdvärdena. 3.4 Filuppsättning och innehåll Filnamn (exempel) 67475_5875_25.asc (levereras packat i.rar) 09P001_67475_5875_25_density.tif 09P001_67475_5875_25_density.tfw 09P001_grid_21850.xml (skanningsområde_grid_id-nr.xml) kml (ID-nr.kml) Beskrivning I filnamnet ingår koordinaterna för rutans nedre vänstra hörn liksom storleken på rutan i 100-tal meter, samt filformat. En bildfil som visar punkttätheten i de laserpunkter som klassificerats som mark och vatten. Georefereringsfil till bildfilen ovan. Metadata som redovisar ursprung och grad av bearbetning (se avsnitt 3.3.1). Fil som visar områdets utbredning i Google Earth, i SWEREF 99 TM.

12 LANTMÄTERIET (16) Beskrivning av innehåll i xml-filen Följande är ett exempel på innehåll i metadatafilen skanningsområde_grid_id-nr.xml Xml-schema finns att hämta här: I första delen finns information som är gemensam för hela skanningsområdet: Fält E xempel Förklaring Områdesnamn 09P001 Identitet på skanningsområde Ursprung 1 1 = Lantmäteriets laserskanning Höjdnoggrannhet 0.05 m Utfall från kontroll mot kända punkter. Punkterna ligger på öppna plana hårdgjorda ytor. Kontrollytor i höjd 9 Antal kontrollytor i höjd Kontrollytor i plan 7 Antal kontrollytor i plan Kvalitetsanmärkning Stor mängd felaktigt markklassificerad låg vegetation. Anger att man under bearbetningen upptäckt avvikelser eller problem som användaren bör vara uppmärksam på. Klassificeringsprogramvara TerraScan Programvara som använts för att klassificera alla rutor inom skanningsområdet till klassificeringsnivå 1. Annan programvara eller version kan förekomma för enstaka rutor med en högre klassificeringsnivå. Därefter följer information om respektive levererad ruta som ingår i skanningsområdet: Fält E xempel Förklaring Ruta 67475_5875_25 Koordinatangivelse för rutans nedre vänstra hörn och utbredning på marken i 100-tal meter. Skanningsdatum , Datum för den ursprungliga skanningen. En ruta innehåller normalt punkter från mer än ett flygstråk, vilka kan ha olika datum. Klassificeringsprogramvara TerraScan Programvara och version som senast använts för att klassificera markpunkterna, som ligger till grund för grid. Klassificeringsnivå 1 Omfattning av klassificering. Se avsnitt 2.5. Senaste klassificeringsdatum Datum för senaste klassificering. Gridprogramvara TerraScan Programvara och version som använts för att skapa grid. Griddatum Datum när grid skapades.

13 LANTMÄTERIET (16) Fält E xempel Förklaring Ajourföringsanledning 0 0 Ingen 1 Nymätning 2 Ändrad klassificering 3 Kvalitetshöjning 4 Ajourhållning 5 Förtätning 6 Felrättning, registervård Ajourföringsmetod 0 0 Ingen 1 Flygburen laserskanning 2 Fotogrammetri 2500 m 3 Fotogrammetri 4800 m 4 Geodetisk mätning (terrester) 5 Flygburen radar 6 Digitalisering 7 Utjämning Ajourföringsomfattning 0 0 Ursprunglig insamling 1 Fullständig ajourföring, (hela rutan kontrollerad och uppdaterad) 2 Enstaka objekt (enstaka punkter eller linjer har lagts till eller tagits bort)

14 LANTMÄTERIET (16) 4 Förändringsförteckning Senaste förändring har en detaljerad beskrivning. Denna tas bort när ny ändring tillkommer. I tabellen anges i vilken version av produktbeskrivning för GSD-Höjddata, grid 2+ ändringen införts. Datumet anger från vilken dag ändringen gäller. 4.1 Senaste förändring Version Datum Orsak samt ändring mot tidigare version Komplettrat med flyghöjd, punkttäthet och områdesnamn i och med fjällskanning. Kompletterat med information kring intensitet, klassificeringsnivå och leverans i tabellformat samt information om beställning i regionala SWEREF. Lite ändring i beskrivning av gridfilens egenskaper (hörnkoordinater). Några redaktionella ändringar samt ny framsidelayout. 4.2 Tidigare förändringar Version Datum Orsak samt ändring mot tidigare version Uppdaterat med länkar till nya lantmateriet.se Kompletterat med information om klassificering för broar och dammar. Nytt stycke om skapande av grid. Språkliga och redaktionella korrigeringar Ändringar rörande nytt leveransformat, xml, för metadata, kapitel 3, och ändrad mappstruktur vid leverans. Nytt fält i metadatafilen: kvalitetsanmärkning och några nya värden i kapitel Dokumentförändringar och förtydliganden Rättningar av stavfel, kommatering och vissa förtydligande under punkt 2.6 om varför det förekommer hål i laserpunktmolnet som ligger till grund för att skapa grid Mindre ändringar under punkten 3.3 för att få överensstämmelse mellan metadatafil och beskrivning. Inga ändringar i sak.

15 LANTMÄTERIET (16) Bilaga A: Produktionsområden Produktionsområde A, B och C kommer att skannas under icke vegetationsperiod. Övriga områden skannas oberoende av årstid. Varje produktionsområde delas in i ett antal skanningsområden som i normalfallet täcker ett område om 25 x 50 km. I fjällen kan skanningsområdena dock ha en annan form, då skanningen har anpassats efter terrängen. Varje skanningsområde får en unik beteckning, t.ex. 09B003, där de första siffrorna är löpnummer (ursprungligen tänkt produktionsår, men det är frångått), sedan följer produktionsområde och ytterligare ett löpnummer. För skanningsområden i fjällen som flygs med i huvudsak höghöjdsparametrar börjar det tresiffriga löpnumret inom produktionsområdet på 1, t.ex. 12F177.

16 LANTMÄTERIET (16) Bilaga B: Exempel på filinnehåll Exempel på ASCII gridfilens innehåll: Exempel på ASCII tabellfilens innehåll (separerat med tabbar från vänster: E, N, H):