Teknisk specifikation SIS-TS 21145:2007 Publicerad/Published: Utgåva/Edition: 2 Språk/Language: svenska/swedish ICS: 91.

Transkript

1 Teknisk specifikation SIS-TS 21145:2007 Publicerad/Published: Utgåva/Edition: 2 Språk/Language: svenska/swedish ICS: Byggmätning Statistisk provning av digital terrängmodell Engineering survey for construction works Statistical test of digital terrain model SWEDISH STANDARDS INSTITUTE

2 Hitta rätt produkt och ett leveranssätt som passar dig Standarder Genom att följa gällande standard både effektiviserar och säkrar du ditt arbete. Många standarder ingår dessutom ofta i paket. Tjänster Abonnemang är tjänsten där vi uppdaterar dig med aktuella standarder när förändringar sker på dem du valt att abonnera på. På så sätt är du säker på att du alltid arbetar efter rätt utgåva. e-nav är vår online-tjänst som ger dig och dina kollegor tillgång till standarder ni valt att abonnera på dygnet runt. Med e-nav kan samma standard användas av flera personer samtidigt. Leveranssätt Du väljer hur du vill ha dina standarder levererade. Vi kan erbjuda dig dem på papper och som pdf. Andra produkter Vi har böcker som underlättar arbetet att följa en standard. Med våra böcker får du ökad förståelse för hur standarder ska följas och vilka fördelar den ger dig i ditt arbete. Vi tar fram många egna publikationer och fungerar även som återförsäljare. Det gör att du hos oss kan hitta över 500 unika titlar. Vi har även tekniska rapporter, specifikationer och workshop agreement. Matriser är en översikt på standarder och handböcker som bör läsas tillsammans. De finns på sis.se och ger dig en bra bild över hur olika produkter hör ihop. Standardiseringsprojekt Du kan påverka innehållet i framtida standarder genom att delta i någon av SIS ca 400 Tekniska Kommittéer. Find the right product and the type of delivery that suits you Standards By complying with current standards, you can make your work more efficient and ensure reliability. Also, several of the standards are often supplied in packages. Services Subscription is the service that keeps you up to date with current standards when changes occur in the ones you have chosen to subscribe to. This ensures that you are always working with the right edition. e-nav is our online service that gives you and your colleagues access to the standards you subscribe to 24 hours a day. With e-nav, the same standards can be used by several people at once. Type of delivery You choose how you want your standards delivered. We can supply them both on paper and as PDF files. Other products We have books that facilitate standards compliance. They make it easier to understand how compliance works and how this benefits you in your operation. We produce many publications of our own, and also act as retailers. This means that we have more than 500 unique titles for you to choose from. We also have technical reports, specifications and workshop agreements. Matrices, listed at sis.se, provide an overview of which publications belong together. Standardisation project You can influence the content of future standards by taking part in one or other of SIS s 400 or so Technical Committees.

3 Copyright/Upphovsrätten till denna produkt tillhör SIS, Swedish Standards Institute, Stockholm, Sverige. Användningen av denna produkt regleras av slutanvändarlicensen som återfinns i denna produkt, se standardens sista sidor. Copyright SIS, Swedish Standards Institute, Stockholm, Sweden. All rights reserved. The use of this product is governed by!the end-user licence for this product. You will find the licence in the end of this document. Upplysningar om sakinnehållet i standarden lämnas av SIS, Swedish Standards Institute, telefon Standarder kan beställas hos SIS Förlag AB som även lämnar allmänna upplysningar om svensk och utländsk standard. Information about the content of the standard is available from the Swedish Standards Institute (SIS), tel Standards may be ordered from SIS Förlag AB, who can also provide general information about Swedish and foreign standards. SIS Förlag AB, SE Stockholm, Sweden. Tel: Fax: sis.sales@sis.se Internet:

4 Innehåll Förord... 3 Orientering Omfattning Tillämpning Begränsningar Regler vid hänvisning Normativa hänvisningar Termer och definitioner Provning och kontroll av instrument för datainsamling Referenssystem Förhållanden vid provning och klassning av mark Förhållanden Klassning av markytor Översikt modelltyper Modelltyper Provning Bestämning av provnings utförande och omfattning Planering och märkning för provning Exempel på planering och indelning samt beskrivning av provytor och enskilda profiler Kontrollprofiler Utmärkning och inmätning av kontrollprofiler Undantagsobjekt vid inmätning av enskild kontrollprofil Beräkning Redovisning av provning Exempel på beräkning och redovisning Bilaga A (informativ) Checklista för provningens genomförande Bilaga B (informativ) Vägledning för bestämning av provningens omfattning B.1 Modellens användningsområde framställningssätt B.2 Generellt provningsförfarande B.3 Förslag till provningens omfattning Bilaga C (informativ) Slumpning av profilers läge Bilaga D (informativ) Exempel på redovisning av beräknad profil Bilaga E (informativ) Informativa dokument Sida 2

5 Förord Denna tekniska specifikation, tillsammans med SIS/TS 21143:2007 Byggmätning - Geodetisk mätning, beräkning och redovisning vid långsträckta objekt och SIS-TS 21144:2007 Byggmätning - Specifikationer vid framställning av digitala terrängmodeller, har utarbetats av den tekniska kommittén SIS/TK 178 Byggmätning och toleranser med sekretariat hos SIS. Detta dokument har initierats främst av Banverket och Vägverket för de behov av specifikationer som erfordras vid kontroll av digitala terrängmodellers noggrannhet som underlag för planering, projektering och byggande. Specifikationerna kan även nyttjas i andra sammanhang där digitala terrängmodeller används. Denna specifikation behandlar i första hand kontroll av modeller som används i detaljerade skeden av projekt. Denna specifikation 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. 3

6 Orientering Denna tekniska specifikation anger krav vid provning för undersökning av digitala terrängmodellers höjdnoggrannhet. Specifikationerna avser i första hand modeller uppbyggda av trianglar ( s.k. triangelmodeller) men kan även tillämpas för modeller med annan uppbyggnadsteknik. Specifikationernas användning utgör ett kvalitetssäkrande moment för att bestämma modellers riktighet avseende förekomst av systematiska fel samt dess höjdnoggrannhet. Detta som verifikation för användning av modeller vid planering, projektering och byggande av olika byggnadsverk som t.ex. momenten höjdsättning och mängdberäkningar. Motivet för att utföra en provning kan t.ex. vara; Undersöka en äldre modells egenskaper för projektering. Utföra kontroll av beställd modell där normalt kvalitetskrav angivits. Kontrollera omfattning av systematiska fel för särskild framställningsmetod. Utföra skattning av mängdfel för höjdsättning/entreprenadarbeten. Kontrollera speciella marktypers riktighet i modell. Provning kan utföras i tre nivåer av noggrannhetsbestämning som används för att kontrollera systematiska fel, bestämma modellers medelavvikelse respektive därav uppkomna mängdfel. Provningen kan väljas så att den omfattar hela terrängmodellen för mindre modeller, utgör delar i utvalda provytor eller enbart avser enskilda kontrollprofiler. Provning kan kompletteras avseende särskilda undantagsytor, som mäts och utvärderas separat med jämförande teknik. Vid värdering av provningens resultat gäller att detta enbart är giltigt för den provyta eller marktyp som undersökts, men antas ge motsvarande resultat där terrängmodellen framställts med samma produktionsenhet. Provning baseras på statistisk provningsteknik enligt variabelmetoden och förutsätter normalt att slumpning av kontrollprofilers läge ska utföras. Erfarenhetsmässigt från utförda examensarbeten och tidigare utförda provningar enligt föregående version av denna SIS-TS erhålls mycket marginell skillnad mellan slumpade provtagningar och att kontrollprofiler fördelas ut jämnt ytmässigt i modeller eller utvalda provytor. Vid provningar är det av särskild vikt att kontrollprofilerna placeras där markförhållanden ger god representativitet för modellens markförhållanden. Provningens omfattning definieras av beställaren och beror bl.a. på terrängens och ytors utseende, om olika produktionsenheter använts vid framställning och den insats av provning som bedöms som rimlig. Viss vägledning ges i den informella bilagan B. Detta dokument har reviderats och ersätter SIS/TS 21145:2004. De viktigaste revideringarna avser; Regler vid hänvisning. Införande av förenklad provningsomfattning för upptäckande av systematiska fel. Valfrihet avseende utplacering av kontrollprofiler manuellt eller genom slumpning. Termen Kontrollobjekt är ersatt med termen "provyta". Förenklat beräkningsförfarande avseende att bestämma medelavvikelsen. 4

7 1 Omfattning Specifikationen omfattar regler för definition av kontrollens uppläggning, utförande, utvärdering och redovisning. Regler ges även för krav och utförande på inmätning av kontrollprofiler. Provning kan utföras genom att kontrollprofiler placeras ut eller att deras läge bestäms genom slumpning. För slumpning av profilers läge, se bilaga C. 1.1 Tillämpning Denna TS tillämpas genom hänvisning till aktuella rubriker enligt 1.3. Hänvisningar ska innehålla specifikation av klasser och toleranser där alternativa nivåer finns angivna. Om klass ej angivits ska utförande ske i klass där beskrivet användningsområde är angivet. 1.2 Begränsningar Denna TS behandlar enbart tekniska utföranden. Specifikationen omfattar inte: administrativa regler relationer mellan beställare och utförare avseende samråd, leveranskontroller, granskning och godkännanden. 1.3 Regler vid hänvisning Hänvisning till denna TS görs genom att ange SIS-TS 21145:2007 samt aktuellt avsnittsnummer och rubrik. I enskilda fall där hänvisning sker till SIS-TS 21145:2007 och enstaka kompletteringar eller undantag erfordras anges hänvisningen med väl definierad förklaring under särskild rubrik för: Text i SIS-TS 21145:2007 xxx utgår: Text i SIS-TS 21145:2007 xxx ersätts med:.. Text i SIS-TS 21145:2007 xxx kompletteras med:.. Hänvisning till SIS-TS som helhet ska ej göras. Exempel: Inmätning vid provning ska utföras enligt SIS-TS 21145: metod 1. Inmätning med totalstation i plan och höjd. Exempel: Text I SIS-TS 21145: avvägningsinstrument i minst klass A4 ersätts med avvägningsinstrument i minst klass A3. 2 Normativa hänvisningar I denna tekniska specifikation hänvisas till följande tekniska specifikationer, standarder och dokument: SIS-TS 21143:2007 SIS-TS 21144:2007 SS Byggmätning Geodetisk mätning, beräkning och redovisning vid långsträckta objekt. Byggmätning Specifikationer vid framställning av digitala terrängmodeller. Mätband av stål meter. 5

8 HMK-Ge:D HMK Bygg & Anläggning BA 3 Handbok till mätningskungörelsen. Detaljmätning. Handbok delen Projektering, bilaga H 3 Termer och definitioner 3.1 attributmetoden slumpmässigt provningsförfarande som används där variabler endast kan anta vissa givna värden.t.ex. antal godkända prov inom angiven tolerans e. dyl. 3.2 bergmodell modell i tre dimensioner som beskriver den översta ytan av berget såväl ovan som under mark 3.3 bäring avser en riktning som orienterats relativt norr 3.4 delyta avgränsad yta som uppstår vid uppdelning av provyta innan slumpning av kontrollprofiler utförs 3.5 feltyper fel i mätningar eller i modell kan vara: Grova fel uppkomna genom misstag, felskrivning, slarv m.m. Systematiska fel även benämnda regelbundna fel som kan vara orsakade av dåligt kalibrerade instrument, felaktig definition av markyta t.ex. för plöjd åker. Slumpmässiga eller oregelbundna fel som ej kan identifieras individuellt utan slår åt båda hållen inom förväntade rimliga gränser beroende på mätnoggrannhet, identifierbarhet av markyta m.m. 3.6 konfidensnivå grad av tillförlitlighet eller sannolikhet. En hög konfidensnivå ger en hög tillförlitlighet. Konfidensnivån anges i procent 3.7 konfidensintervall skattat intervall som baseras på viss fördelningstyp. Skattning kan göras för olika konfidensnivåer uttryckta i %. Vid skattning vid 90 % konfidensnivå innebär det att ca 90 % av proven bör hamna inom skattat intervall 3.8 långsmala provytor modell eller delyta, t.ex. asfaltyta på väg, där särskild slumpningsteknik och mätning utförs 3.9 markmodell modell i tre dimensioner som beskriver höjden av den översta ytan av marken och bottenytan i sjöar och vattendrag. Inkluderar även berg i dagen. Benämns ofta terrängmodell. Modellen ska innehålla hål för byggnadsverk och sjöar om botten ej är inmätt 3.10 maximal avvikelse största erhållna avvikelser mellan modells respektive kontrollinmätt punkts höjd. Utgörs av två värden som representerar spännvidden för punkter i enskild profil eller i provyta 6

9 3.11 medelavvikelse den genomsnittliga avvikelsen vid undersökning av en kontrollprofil eller för samtliga kontrollprofiler inom en provyta eller stipulerat prov 3.12 normalfördelning utgör slumpvis spridning av ett stort antal data, utan inblandning av systematiska fel. Normalfördelningen kan vara enkelsidig eller dubbelsidig 3.13 produktionsenhet produktion som är genomförd med identiska utrustningar, metoder etc provyta utvald yta för specificerat markslag eller för markytas kupering som mäts och utvärderas separat 3.15 riktning med riktning förstås en angivelse mellan två punkter eller objekt som normalt ej angivits till sitt läge i ett koordinatsystem. Med orienterad riktning förstås en angivelse som baseras på kända koordinater i ett definierat koordinatsystem 3.16 siluettmodell modell i tre dimensioner som beskriver den översta ytan av landskapet inkluderande dess vegetation och byggnadsverk t.ex. öppen mark, trädtoppar, hustak, luftledningar o.dyl. Benämns även top of the world 3.17 slumpning statistisk provning baseras normalt på att insamlade data för utvärdering ska ha utsatts för slumphantering. Detta innebär vid provning av modell att alla tänkbara lägen av mätpunkter ska kunna representeras. Vid provning av modeller kan dock slumpning ersättas med jämn fördelning av profiler på enskild provyta på för modellen representativa markytor 3.18 standardavvikelse är ett mått på variabiliteten (spridningen) i en population (här, avvikelserna i en profil) baserad på normalfördelningen och ca 68 % konfidensnivå. (68 % av avvikelserna ligger inom beräknad standardavvikelse) 3.19 T-fördelning fördelningstyp som används som komplement till normalfördelningen när antalet variabler (kontrollprofiler) understiger ca 30 till antalet 3.20 terrängmodell digital terrängmodell är en numerisk generalisering och beskrivning av terrängen i tre dimensioner. Synonym DTM ANM. DTM är förkortning av Digital Terrain Model 3.21 triangelmodell modell i tre dimensioner som är uppbyggd av triangelytor. Alla mätpunkter ingår i modellen som trianglarnas hörnpunkter. Modellen interpoleras fram genom rätlinjig interpolation mellan mätpunkterna 7

10 3.22 undantagsobjekt och undantagsytor Undantagsobjekt är objekt som är svåra att mäta och som inte ger god representativitet av markytan. Dessa kan vid utvärdering av provningen medföra missvisande resultat. Detsamma gäller för undantagsytor. Dessa ytor mäts, utvärderas och redovisas separat 3.23 uppdelning avser indelning av provyta i delytor för att tillse att spridningen av kontrollprofiler får en bättre yttäckande fördelning vid slumpning 3.24 variabelmetoden metodik för provning som baseras på slumpmässig hantering av kontinuerliga variabler. Med kontinuerliga variabler förstås här värden som kan anta vilka värden som helst dock inom rimliga gränser eller intervall 3.25 variationsvidd anger största erhållna höjdskillnad d.v.s. skillnaden mellan största + och avvikelse 4 Provning och kontroll av instrument för datainsamling Instrument och övrig tillhörande mätutrustning ska vara kontrollerade före provningens utförande. Utförda kontroller ska vara dokumenterade. Instrument och utrustningars nominella noggrannhetsspecifikationer ska vara dokumenterade. Följande instrumentutrustningar, enligt SIS-TS 21143: är godkända för användning: totalstation i minst klass T3 enligt tabell 1 avvägningsinstrument i minst klass A4 enligt tabell 3 laserplangivare i minst klass L2 enligt tabell 4 satellitmätning RTK 1 enligt tabell 5, med verifierad höjdnoggrannhet mot minst 3 kända och omgivande stompunkter. ANM. Andra instrumentutrustningar som, vid jämförande provningar med utrustningar enligt ovan, ger likvärdig noggrannhet, kan användas. Prisma- eller antennstång ska vid inmätning vara försedd med plan fot med diameter 50 mm. 5 Referenssystem Mätningar ska utföras utgående från befintligt stomnät i plan och höjd. Stomnätspunkter som används vid mätning ska kontrolleras inbördes och vara höjdbestämda genom avvägning. Kontrollmätningarna ska dokumenteras. Koordinat- och höjdsystem vid kontroll ska vara samma som terrängmodellens system. Koordinatsystem i plan och höjdsystem ska anges. Se SIS-TS 21143: Koordinatsystem i plan och 5.2 Höjdsystem. Nypunkter för mätning kan etableras enligt följande alternativ: 1. Överbestämd fri station. Maximal avvikelse mellan bestämningar i plan 20 mm radiellt och i höjd 10 mm. 2. Lokalt bruksnät eller tåg/tågformat nät enligt SIS-TS 21143:2007, Bruksnät i plan, utförd i lägst nätklass Bruk 3 enligt tabell 9. Bruksnät i höjd enligt SIS-TS 21143: Bruksnät i höjd, utförd i lägst klass J2 enligt tabell 14. 8

11 3. Piképunkter som erfordras vid mätningar ska utföras enligt HMK-Ge:D.4.3. Fria stationer och tillfälliga mätpunkter som används vid kontrollinmätningar ska vara markerade på ett tillförlitligt sätt så att dessa kan återanvändas vid eventuella efterföljande kompletterande mätningar, verifiering e. dyl. 6 Förhållanden vid provning och klassning av mark 6.1 Förhållanden Provning av terrängmodell ska utföras under samma förhållanden, avseende markytans utseende och kondition, som gällde vid upprättandet av aktuell modell. Om detta ej beaktas finns uppenbar risk att systematiska fel uppkommer i provningens resultat. Förhållanden som särskilt ska beaktas är om marken är tjälad, åkermark är plöjd, bergytor är avtäckta eller om grundvattenytors förändring påverkat moss- och myrmarker e.dyl. Dessa förhållanden beskrivs närmare i tekniska specifikationen SIS-TS 21144:2007, bilaga A. 6.2 Klassning av markytor Provning av terrängmodell grundas på klassning av markytan avseende markslagstyp, kuperingsgrad och ytjämnhet då dessa påverkar provningens indelning och omfattning. För att beskriva markyta som provas ska även marktyp och dess växtlighet anges. Modellen indelas med avseende på markslagstyper enligt tabell 1, skogsmarks täthet enligt tabell 2 och markytans kupering och jämnhet enligt tabell 3. Tillägg till tabell 1 görs i de fall där speciella markförhållanden eller växlighet finns. Tilläggsinformation anges enligt redovisat exempel efter tabell 1. 9