L A N T M Ä T E R I E T 1 (9) ERFARENHETER OCH PRAKTISKA RÅD VID ANVÄNDNING AV NNH (BILAGA TILL PRODUKTBESKRIVNING) 2011-11-04 Version 1.0 Bakgrund Lantmäteriets laserskanning av landet resulterar i en Ny Nationell Höjdmodell (NNH) av hög kvalité. Kvalitén kommer dock att variera mellan olika områden beroende på en rad olika faktorer. Orsakerna kan vara dels skillnader i själva laserskanningen och dels skillnader i terrängen samt även tidpunkten för skanningen. I detta dokument beskrivs ett antal förhållanden och iakttagelser som kan påverka kvalitén i höjdmodellen och som kan vara viktiga för användare att känna till. Olika typer av skannersystem Skanningen genomförs med två skilda typer av skannersystem. De flesta områdena skannas med utrustning från Leica men det finns även områden som skannats med skanner från Optec. Markmodellen blir helt jämförbar men laserdata har vissa karakteristiska skillnader som man bör vara uppmärksam på. Det som skiljer är bl.a. att de olika skannrarna har skillnader i intensitets-max och intensitets-min samt att de har lite olika skanningsmönster och distribution av punkter. I de flesta tillämpningar saknar dess skillnader praktisk betydelse. Överlapp mellan skanningsområden Användare som använder laserdata för skogliga analyser behöver ibland överlappande data mellan områden som skannats vid olika tidpunkt eller med olika skannrar. Sådana överlappsdata ingår inte i standardleveranser, men kan fås utan särskild kostnad om det särskilt anges i samband med beställningen. Alla områden skannas med minst 200 meters överlapp mot angränsande område. Skanning i flera sessioner Det förekommer ofta att ett helt skanningsområde inte kan skannas färdigt vid ett enda tillfälle. Om tiden mellan de olika skanningstillfällena är lång kan vegetationen, och därmed kvalitén i laserdata, ha förändrats mellan olika skanningsstråk. Det är alltså
Lantmäteriet 2011-11-04 2(9) viktigt att i metadata kontrollera vid vilka olika datum skanningen av det aktuella området har genomförts. I medeltal har det krävts 3 skanningstillfällen för att täcka ett område. Hälften av områdena (median-värde) har skannats inom en vecka men den genomsnittliga tiden är ändå hela 30 dagar. En anledning till att vissa områden tagit ännu längre tid att skanna beror på att de påbörjats under icke vegetationssäsong, dvs. under vår eller höst, och att skanningen inte kunnat återupptas förrän nästa tillfälle när icke vegetationssäsong infallit. Man bör i områden som skannats i flera sessioner och under långa tidsintervall vara särskilt uppmärksam på att skillnader i vegetationen kan uppstå mellan skanningstillfällena vilket påverkar resultatet. Skanning vid olika årstider Skanning under tidig vår eller sen höst kan ge skillnader i höjdmodellen jämfört med skanningar som görs under sommaren. Främst beror skillnaderna på att tät markvegetation, som t.ex. gräs, gör att laserpulserna reflekteras något ovanför den verkliga markytan. Generellt är skillnaderna inte stora men lokalt över mindre områden kan de vara upp till ett par meter. God kännedom om de lokala förhållandena är alltså värdefullt för användaren. Detalj ur differensbild mellan två skanningar utförda vid olika årstider. Uppe till höger ett område med vass, i mitten åkermark, och nere till vänster vass och annan låg vegetation. Bilden är grön vid 0 m skillnad och blir helt röd respektive blå vid ±0.4 m skillnad i höjd.
Lantmäteriet 2011-11-04 3(9) Ortofoto över samma terrängavsnitt som bilden ovan. Noggrannheten i höjdmodellen Den uppmätta noggrannheten i höjd och plan i den nya höjdmodellen jämfört med de stödpunkter som mätts in på marken visar att för de 107 kontrollerade områdena är den genomsnittliga höjdnoggrannheten ca 5 cm på plana hårdgjorda ytor och plannoggrannheten är ca 25 cm. Vid användning av höjdmodellen måste man dock alltid vara uppmärksam på att stora lokala variationer kan förekomma. Yttre förhållanden som har inverkan på höjdmodellens noggrannhet Skanningstidpunkt Vilken tid på året som skanningen genomförs har stor betydelse, framför allt beroende på att markvegetationen ser helt olika ut under olika årstider. Bäst resultat uppnås under tidig vår när gammalt gräs och örter fortfarande är nertryckta sedan vinterns snö och den nya växtligheten ännu inte kommit igång. Sen höst och vinter, innan snön börjat falla erbjuder också relativt bra skanningsförhållanden, utom längs exempelvis stränder där vass och annan vegetation kan stå mycket hög. Under vegetationssäsong däremot måste användare vara uppmärksamma på att höjdmodellens noggrannhet påverkas negativt av i första hand låg tät buskvegetation, växande grödor och örter. Inverkan av detta slag är ofta av lokal karaktär och kan även variera under vegetationssäsongen.
Lantmäteriet 2011-11-04 4(9) I denna glesa men fuktiga tallskog täcks marken helt av en relativt hög blandad örtvegetation. Skanningen tränger inte ner till marken när denna vegetation är kraftig medan skanning under vår och sen höst ger ett bättre resultat. Foto: Andreas Rönnberg Även på öppen mark med tätt växande grödor kan höjdmodellen hamna ovanför den verkliga markytan. Foto: Andreas Rönnberg
Lantmäteriet 2011-11-04 5(9) Vegetationens typ och täthet Även vegetationens typ i det aktuella området spelar stor roll för noggrannheten i höjddata. Områden som skannats vid samma tidpunkt kan ändå uppvisa olika noggrannhet beroende på lokala avariationer i vegetationen. Barrskogsområden och områden med högväxande lövskog är inte lika känsliga som områden med stort inslag av låg buskvegetation. I denna typ av vegetation bör man ändå vara uppmärksam på att t.ex. vissa hyggen och andra öppna ytor kan vara bevuxna med täta örter under delar av året. Nära strandlinjer kan i vissa fall buskvegetation, vass och andra örter vara så täta att laserskotten inte i full utsträckning når marken. Även i öppna marker kan låga krypande buskar ofta tolkas som en del av markytan. På denna glesa tallhed finns ett grustag som numera är överväxt med mycket täta Videsnår och här har höjdmodellen hamnat hela 2 3 m över den verkliga markytan. Foto: Andreas Rönnberg
Lantmäteriet 2011-11-04 6(9) På många kalhyggen bildas snabbt mycket täta snår av bland annat björk. På det här hygget har höjdmodellen delvis hamnat cirka 2 m över den verkliga markytan. Foto: Andreas Rönnberg Även täta låga buskage, som här på Ölands alvar, kan komma att redovisas som mark, dvs. små kullar i höjdmodellen eftersom laserpulserna inte tränger igenom till den verkliga markytan. Foto: Stig Lövborg
Lantmäteriet 2011-11-04 7(9) Terrängens form Även terrängens form har stor inverkan på den lokala noggrannheten i höjdinformationen. Kuperad terräng och terräng med inslag av branter eller blockmark uppvisar ofta lokala störningar i höjdmodellen beroende på att laserpunkter kan saknas eller feltolkas i markklassningen. I riktigt ojämn terräng blir markytan generellt svår att definiera, speciellt med låg punkttäthet. I den här typen av bergssluttningar kan det finnas stora lokala felaktigheter i höjdmodellen. Foto: Andreas Rönnberg
Lantmäteriet 2011-11-04 8(9) Även terräng med branter och blockmark kan få en bristfällig redovisning. Oftast blir branterna något utslätade i höjdmodellen. Foto: Stig Lövborg Speciella objekt Det finns även vissa företeelser i terrängen där man får räkna med att den automatklassade höjdmodellen har brister. De viktigaste objekten är broar och dammar. Broar och viadukter kommer i många fall att redovisas som solida barriärer utan öppning under. Dammar automatklassas ibland som byggnader och tas då bort ur markmodellen vilket innebär att vattenytor blir felaktigt redovisade. Även stödmurar och terrasserade vägbanor i sluttande terräng kan ställa till problem. De branta lutningarna kommer att slätas ut något och i vissa fall kan de av de automatiska algoritmerna bli betraktade som byggnader med lodräta väggar och kommer då filtreras bort och inte att klassas som mark i höjdmodellen. Denna typ av felaktigheter kommer i framtiden att delvis rättas till med hjälp av manuell editering. Alla felaktiga klassningar kommer dock aldrig att kunna rättas till i förväg utan det kan finnas objekt kvar som användaren själv måste editera. Olika punkttäthet på marken Noggrannheten i höjdmodellen kan få lokala variationer beroende på hur många laserskott som når ner till marken. I tät vegetation och mellan stråkens överlappszoner blir punkttätheten lägre än i övriga områden. Detta kan påverka resultatet och det är därför viktigt att användare tar del av den redovisning av punkttäthet på marken som finns med i metadata.
Lantmäteriet 2011-11-04 9(9) Antalet laserskott per ytenhet som når ner till marken blir betydligt högre i överlappen mellan olika skanningsstråk och på öppen mark än vad det blir i tät vegetation. Detta påverkar i viss grad noggrannheten i höjdmodellen. Kommentarer i metadata I de metadata som ingår i leveranser av höjddata kommer att finnas ett fritextfält där iakttagelser som gjorts vid bearbetningen av skannerdata kommenteras. Det kan t.ex. vara att det var högt vatten eller tät vegetation vid skanningstillfället, vilket påverkar resultatet.