GITTER.SE
Anna Halvarsson Jobbet - GIS ingenjörsutbildningen i Kiruna - GIS och geodata i alla former sedan 1997 - Från 2015-04-01 GITTER Consult AB tillsammans med Johan Esko Privat - Ridning - Skidåkning framförallt nerför - Husrenovering och vedkapning
GITTER.SE
Webbinar nr 2 av 5 Webbinar 1: Beskriva och hitta (geografisk) information, t ex via Länsstyrelsernas planeringsportal och Geodata.se Webbinar 2 GIS-analyser i ett krisperspektiv. Exempel från andra projekt visas. Webbinar 3 Tema datahantering och koordinatsystem. Webbinar 4 GIS-analyser vektordata Webbinar 5 GIS-analyser raster och 3D data
Mål med webbinar 3 Målet med dagens webbinar är att ge förståelse för referens- och koordinatsystem samt transformationer av geodata mellan olika referens- och koordinatsystem.
Geodetiska referens- och koordinatsystem
Jordens form generaliseringar Platt hade varit enklast med avseende på all kartframställning Rund jorden skulle ha varit rund om det inte hade varit så att den roterar och det påverkar jordens massa så att den blir en: Ellipsoid jorden liknar en boll som trycks ihop upptill och nertill. Jorden är avplattad vid polerna.
Jordmodeller Jordytan Ellipsoid Geoid Geoiden sammanfaller ungefär med havsytans genomsnittliga nivå och säg vara en mattematisk bild av jordens gravitationsfält. Det är utifrån geoiden man avväger höjder.
Vad måste vi göra för att kunna avbilda den runda jorden på en platt karta eller bildskärm? 1. Vi måste hitta en modell där vi matematiskt kan bestämma jordens form. 2. Vi måste hitta ett sätt att överföra positionen för varje punkt vi vill visa i kartan från jordens form till en platt karta.
Beräkna jordens form
Referensellipsoider Latituden och longituden är inte entydiga, en del referensellipsoider är lokalt anpassade, andra är globalt ϕ ϕ Notera att bilden är starkt överdriven.
Referensellipsoider Ellipsoid a (m) 1/ f Svanberg 1817 6 376 797 304.250 6 Bessel 1841 6 377 397.155 299.152 812 8 f = (a-b)/a Clarke 1880 6 378 249.145 293.456 Hayford 1910 6 378 388 297.0 a b a-b 6 378 km 6 357 km 21 km GRS 1980 6 378 137 298.257 222 101 W GS 84 6 378 137 298.257 223 563 f 1/298
Geoiden Geoiden är den nivåyta som innehåller den ostörda havsytan Global geoidmodell, EGM 96
Att ange höjd Jordyta H = Höjd över geoiden. Bestäms med avvägning. h = Höjd över ellipsoiden. Bestäms med GNSS (GNSS = Satellitbaserade navigations- och positionsbestämningssystem) N = Geoidhöjd. Modelleras med en geoidmodell. h = H + N h H Geoid N Ellipsoid
Tre precisionsavvägningar Tre höjdsystem Första precisionsavvägningen 1886-1905 Andra precisionsavvägningen 1951-1967 Riksavvägningen Tredje precisionsavvägningen 1979-2003 4.4 mm/ km 1.63 mm/ km 1 mm/ km RH 00 RH 70 RH 2000
Tyngdkraftsmätning används bla för geoidbestämning Relativgravimeter (modell Scintrex CG5) Absolutgravimeter (modell FG5)
Geoidmodeller i Sverige SWEN08_RH2000 Höjdomvandling mellan Sveriges referenssystem SWEREF 99 (h) och RH 2000 (H) Har en osäkerhet på 10-15 mm i hela Sverige SWEN08_RH70 Beräknad från SWEN08_RH2000 genom att utnyttja höjdsystemsskillnaden mellan RH 70 och RH 2000
Finns det andra faktorer än jordens form vi måste ta hänsyn till?
Landhöjning
Landhöjningsmodell RH 2000 LU
Plattrörelser
Nu har vi alla parametrar vi behöver för att kunna fastställa ett referenssystem att utgå från Två exempel: WGS84 Det referenssystem som används för att ange koordinater för punkter mätta med GPS utan någon korrigering från t ex SWEPOS ETRS89 Det europeiska referenssystemet, som är en släkting till WGS84 SWEREF99 Vårt referenssystem är en nationell implementation av ETRS89.
SWEREF 99 Sedan 26 maj 2001 Sveriges nationella referenssystem. Svensk realisering av ETRS 89 Ellipsoid: GRS 1980 Mätepok: 1999.5 Plattepok: 1989.0 Baserat på nordiska referensstationer för GPS
I det här läget kan vi beskriva platser i Sverige med hjälp av latitud och longitud men hur ska vi gå tillväga för att överföra Sveriges form till ett platt papper eller en platt bildskärm?
Kartprojektioner För att erhålla plana koordinater i ett referenssystem. Latitud φ och longitud λ omvandlas till N och E (x,y). Den buktiga referensytan (ellipsoiden) kan inte avbildas i ett plan utan att deformeras. N Referensyta Avbildning Projektionsplan Koordinater i planet E
Vilken typ av deformation av verkligheten passar bäst för vår karta?
Projektionstyper normal transversal snedaxlig konisk azimutal cylindrisk
Projektionstyper normal transversal snedaxlig konisk
Exempel Konisk Normal
Projektionstyper normal transversal snedaxlig azimutal
Exempel Azimultal Normal
Projektionstyper normal transversal snedaxlig cylindrisk
Exempel Cylindrisk Normal
Projektionsfel Med hänsyn till typen av deformation delar man in projektionerna i olika kategorier: Vinkelriktig (konform) Ytriktig Längdriktig längs t.ex. en meridian eller en parallell
Hur gör vi när vi avbildar Sverige för svenska tillämpningar?
Transversal Mercator Kallas också Gauss-Krüger eller Gauss (konforma) projektion Transversal cylindrisk projektion Konform (vinkelriktig) Definieras via medelmeridian, skalfaktor, x-tillägg och y-tillägg Används i Sverige till både SWEREF 99 och det äldre RT 90 Passar bra för kartor över långsträckta områden i nord-sydlig riktning
Skalfel (Transversal Mercator) Om k 0 =1 tangerar cylindern längs en medelmeridian som avbildas rätlinjigt och längdriktigt. Ju längre från medelmeridianen man kommer desto större bli projektionsfelet.
Skalfel (Transversal Mercator) Förstoring i mm/km 1200 1000 800 k 0 =1 k 0 =0,9996 600 400 200 0-200 -400-600 Avstånd från medelmeridian i km
Att ange plana koordinater Plana koordinater i en kartprojektion x,y eller N,E
Kartprojektion för SWEREF 99 - SWEREF 99 TM medelmeridian: λ 0 = 15 O skalreduktionsfaktor: k 0 =0,9996 E-tillägg (x-tillägg): 500 000 m N-avdrag (y-avdrag): 0 m
SWEREF 99 - zonindelning Zone 14º 15' Zone 15º 45' Zone 17º 15' Zone 18º 45' Zone 20º 15' Zone 21º 45' Zone 23º 15' 12 zoner: SWEREF 99 dd mm Medelmeridianer: 12º 00' 13º 30' 15º 00' 16º 30' 18º 00' 14º 15' 15º 45' 17º 15' 18º 45' 20º 15' 21º 45' 23º 15' Zone 18º 00' Skalreduktionsfaktor: k 0 = 1 E-tillägg: 150 000 m N-avdrag: 0 m Zone 18º 45' Zone 12º 00' Zone 13º 30' Zone 15º 00' Zone 16º 30'
Kan jag skilja på RT90, Sweref99TM och Sweref 99 lokala zoner? Ja, det räcker att titta på koordinaterna för att veta
Koordinatexempel RT 90 2.5 gon V 0:-15 x = 6544629.356 y = 1602922.236 Vi skiljer RT90 2,5 gon V från Sweref99TM genom att titta på y- kordinaten och E-koordinaten. RT90 koordinaten har sju siffor och är ca 1- miljon större än Sweref99 TM koordinaten. På liknande sätt kan vi skilja Sweref 99 TM från lokala zoner. E-koordinaten för Sweref99TM är ca 500 000 större än den lokala koordinaten. N = E = N = E = SWEREF 99 TM 6544162.282 649108.409 SWEREF 99 18 00 6543952.568 126820.728
Vad händer om jag läser in data med RT90 koordinater till en karta där jag har övriga data i koordinatsystemet Sweref99 TM?
Transformera data
Transformationsverktyg De flesta GIS-programvaror har funktioner för att transformera geodata mellan olika koordinatsystem. Om det är viktigt med hög noggrannhet på koordinaterna vid transformationen ska Lantmäteriets program Gtrans användas. Detta finns att få via Lantmäteriet men Gtrans finns också inbyggt i vissa programvaror som t ex FME.
Transformera vektordata För att inte få problem med vektordata efter transformationen mellan koordinatsystem finns det några saker att tänka på.
Kontrollera felaktiga geometrier före och efter transformation Kontrollera om data innehåller felaktiga geometrier som t ex spikar och knutar både före och efter transformation. Det finns verktyg för att både kontrollera och rätta dessa typer av fel. Spikar (spikes) Knutar (self intersections)
Kontrollera gemensamma brytpunkter vid transformation av ytor Vid transformation av geodata innehållande ytor där ytorna ligger intill varandra och delar samma gränser är det viktigt att de gemensamma gränserna har samma antal brytpunkter. Annars kan glapp och överlapp uppstå.
Transformera rasterdata Rasterdata, t ex ortofoton är ofta uppdelade i många bildfiler där varje bildfil är en kvadratisk eller rektangulär bild.
Transformera rasterdata När rasterdata ska transformeras kan man inte transformera bild för bild för då får man problem om transformationen vrider bilden något:
Transformera rasterdata Det kommer att bli problem att lägga samman bilderna till en större helhet:
Transformera rasterdata Istället får man lägga samman många bilder till en bild som transformeras och sedan klipps upp i mindre bilder igen.
Tur att vi inte behöver räkna för hand!
Tack för idag!