Produktspesifikasjon Samkopiering av laserdata

Transkript

1 Produktspesifikasjon Samkopi-Laser Versjon Produktspesifikasjon Samkopiering av laserdata. Statens kartverk 2013

2 1 Innledning, historikk og endringslogg Innledning Historikk Formål Referanser Endringslogg Oversikt over produktspesifikasjonen Unik identifisering av produktspesifikasjon Referansedato Ansvarlig organisasjon Språk Hovedtema Definisjoner og forklaringer Forkortelser Systematisering og kontroll av eksisterende og nyetablerte data Innsamling av datasett og metadata Tilrettelegging av datasett og metadata Merking av datasett Lagringsformat Tidskoding Koordinatsystem Høydesystem Sammenslåing av datasett Nøyaktighet Tetthet Egenkontroll av datasett Standardavvik på grid-nivå mot alle punkt Relativ nøyaktighet Punkttetthet på gridnivå mot alle punkt Punkttetthet på gridnivå mot terrengpunkt Høydeavvik mellom datasett Absolutt nøyaktighet Sammenligne datasett Leveranse delprodukt Homogeniserte punktskyer (LAS-format) Metadata og rapport Sammenslåing av datasettene til et felles datasett Godkjenning av datasett Forkasting eller korrigering av datasett Kartlegging av områder hvor nyeste datasett benyttes Terskelpolygoner Differanse Veg Potensiell Vegutbygging Innmarksbearbeidinger Innmark Hogstområder Skogsområder Hyppige endringer Begrenset terskelpolygon Utvidet terskelpolygon Kartlegging av områder hvor alle data benyttes Kartlegging av områder hvor beste kvalitet benyttes Godkjente bakkepunkt benyttes i ny automatisk bakkeklassifisering Kontroll av resultat Leveranse delprodukt Samkopiert punktsky (LAS-format) Metadata og rapport Statens kartverk 2013 Side 2 av 27

3 5 Oppsummering av metodikk Datavedlikehold Leveranseinformasjon Identifikasjon av leveranseformat Leveranseformat Alle punkter fra laserskanningen (LAS) Dekningsoversikter (SOSI) Tetthetsanalyse (SOSI) Punktetthetskart (TIFF/SOSI) Rapporter Katalogstruktur for leveranse Metadata Dekningsoversikter Tetthetsanalyse Bildefil som viser punkttetthet (terrengpunkter) Statens kartverk 2013 Side 3 av 27

4 1 Innledning, historikk og endringslogg 1.1 Innledning Denne spesifikasjonen er utarbeidet som del av et testprosjekt med samkopiering av laserdata på Hedmarken. Prosjektet ble utført av Blom Geomatics med Kartverket Hamar som oppdragsgiver. Spesifikasjonen beskriver en anbefalt metodikk for kvalitetssikring og sammenstilling av overlappende punktskyer, normalt etablert fra laserskanning. 1.2 Historikk Versjon Dato Utført av Grunnlag for endringen Versjon Blom Geomatics (Ivar Oveland) / Statens kartverk (Håkon Dåsnes) Første versjon. Utarbeidet som del av testprosjekt Samkopiering av laserdata Hedmarken. Prosjektet ble presentert på fagdag på Hamar Formål Denne spesifikasjonen skal være et virkemiddel for å kvalitetssikre etableringen av samkopierte laserdatasett, samt gi brukerne detaljkunnskap om metodikk for samkopiering og om innholdet i produktet. Spesifikasjonen består av to delprodukter som kan benyttes til å systematisere, kontrollere og samkopiere eksisterende og nyetablerte punktskyer. De aktuelle punktskyene vil normalt være innmålt av laserskanner montert på stativ, i bil, båt, helikopter eller fly. En kan også benytte metodikken på punktskyer fra bildematching / pikselkorrelering på digitale flybilder. Delprodukt 1: Systematisering og kontroll av eksisterende og nyetablerte data (jfr. kap 3) Dette produktet samler sammen og undersøker det som finnes av laserdata og metadata for eksisterende laser prosjekter i et område. Datasettene blir konvertert slik at de har likt lagringsformat, tidsformat, klasseinndeling, høydesystem og koordinatsystem. De forskjellige datasettene med tilhørende metadata kontrolleres. Dette gir en fullstendig oversikt over pålitelighet og nøyaktighet til hvert enkelt datasett. Erfaring har vist at selv det nyeste datasettet kan ha feil. I mange situasjoner er feilen av en slik karakter at den ikke kan oppdages uten at det eksisterer flere målinger. Dette gjelder særlig problemstillinger knyttet til penetrering av vegetasjon, men også problemer rundt klassifisering av punktskyen. Sammenligning av ulike datasett i henhold til denne spesifikasjonen er en effektiv metode for kvalitetssikring av nye og eksisterende laserskanninger. Leveransen fra dette delproduktet består av harmoniserte laser punktskyer for hvert enkelt prosjekt (LAS-format) med tilhørende metadata. Delprodukt 2: Sammenslåing av datasettene til et felles datasett (jfr. kap 4) «Sammenslåing av datasettene til et felles datasett» forutsetter at «Systematisering og kontroll av eksisterende og nyetablerte data» er utført. Ved å slå ulike datasett sammen til et felles datasett blir forvaltningen av laserdata forenklet. Metadatainformasjonen sammenfattes slik at forvalteren enkelt kan finne ut hva som eksisterer og med hvilken nøyaktighet. Leveransen fra dette delproduktet består av en klassifisert punktsky (LAS-format) med tilhørende metadata, hvor punkter klassifisert som bakke har vært gjenstand for en samkopiering. 1.4 Referanser - Statens kartverk: FKB-Laser versjon 2.0, februar Statens kartverk: SOSI-standarden versjon 4.0, januar Endringslogg Dette er første versjon av spesifikasjonen. Statens kartverk 2013 Side 4 av 27

5 2 Oversikt over produktspesifikasjonen 2.1 Unik identifisering av produktspesifikasjon Kortnavn Samkopi-Laser Fullstendig navn Produktspesifikasjon Samkopiering av laserdata Versjon Referansedato Ansvarlig organisasjon Statens kartverk i samarbeid med brukere og produsenter Adresse: Statens kartverk, Landdivisjonen Kartverksveien 21, 3507 Hønefoss Tlf E-post: post@kartverket.no 2.4 Språk Norsk, Tegnsett er ISO Hovedtema Høyde, digital terrengmodell (DTM), digital høydemodell (DHM). 2.6 Definisjoner og forklaringer Nedenfor er en samling av termer benyttet i dette dokument. Termer som er definert nedenfor, har angitt kilde slik: [SAMKOPI] Produktspesifikasjon Samkopi-Laser versjon 1.0, 2013 (denne spesifikasjonen) [LASER] Produktspesifikasjon FKB-Laser versjon 2.0, 2013 [KOG] Kart og geodata versjon 2.0, 2009 [FKB] Produktspesifikasjon for Felles KartdataBase (FKB) versjon 4.02, 2011/2013 [G] Kvalitetssikring av oppmåling, kartlegging og geodata (Geodatastandarden) versjon 1, 2001 [SOSI] SOSI-standard versjon 4.0 digital høydemodell (DHM) en digital representasjon av høydeverdier som varierer over en flate [LASER] MERKNAD MERKNAD En DHM er en samling av et stort antall høydepunkter på en flate. Punktene kan være organisert som et regelmessig rutenett eller i et mer uregelmessig mønster som beskriver flatens knekklinjer. Den siste metoden vil normalt gi den beste beskrivelsen av flaten. Alternativ engelsk betegnelse er Digital Elevation Model (DEM). Definisjonen er ikke i samsvar med gjeldende definisjoner i standarden Kart og geodata [KOG] digital terrengmodell (DTM) en DHM som beskriver terrengoverflaten [LASER] MERKNAD Definisjonen er ikke i samsvar med gjeldende definisjoner i standarden Kart og geodata [KOG] Statens kartverk 2013 Side 5 av 27

6 digital overflatemodell (DOM) en DHM som beskriver en nærmere spesifisert flate - for eksempel vegetasjon, takflater, og lignende. [LASER] Alternativ engelsk betegnelse er Digital Surface Model (DSM). MERKNAD Definisjonen er ikke i samsvar med gjeldende definisjoner i standarden Kart og geodata [KOG] dref modell differansemodell mellom ulike datasett [SAMKOPI] dz et punkts høyde over bakken [SAMKOPI] flybåren laserskanning måling av avstand mellom en lasersensor, i fly eller helikopter, og terrengoverflaten [KOG] MERKNAD Flybåren laserskanning kalles også laseraltimetri. Felles KartdataBase (FKB) en samling datasett som utgjør det digitale grunnkartet i et område [FKB] MERKNAD FKB består av strukturerte vektordata. Det er spesifisert FKB-standarder (FKB-A, FKB-B, FKB-C og FKB-D) som skal dekke behovet for felles kartdatabase i de ulike områdetypene definert i Geodatastandarden. Detaljinnhold og stedfestingsnøyaktighet til FKB varierer i de ulike standardene, med størst detaljering og stedfestingsnøyaktighet i A-standarden og minst i D. En del av datasettene i FKB er avledet, koblet eller er kopier av andre datasett. Datasettene i FKB er normalt leveransen i et Geovekst-prosjekt. kvalitet helheten av egenskaper en enhet har og som vedrører dens evne til å tilfredsstille uttalte og underforståtte behov [NS-ISO 8402 def. 2.1] MERKNAD I Geodatastandarden [G] er det definert seks kvalitetselementer: stedfestingsnøyaktighet egenskapsnøyaktighet logisk konsistens (kontroll av logiske regler/sammenhenger) fullstendighet datasettets historikk og tidligere bruk tilgjengelighet og leveringstid laserskanning fotavtrykk lasersensorens opptaksområde på overflaten [LASER] MERKNAD Alternativ engelsk betegnelse er footprint laserskanning punkttetthet antall laserpulser som treffer en flate pr. m 2 [LASER] teoretisk punkttetthet antall laserpulser (førstereturer) som treffer en flate pr. m 2 i områder uten overlapp mellom stripene [LASER] MERKNAD Dette er en teoretisk verdi som beregnes ut fra flyhøyde, flyhastighet, parametere i laserskanneren etc. I praksis vil punktettheten varierer innenfor et område pga. forskjeller i terrenghøyden, dødvinkler med mer. Statens kartverk 2013 Side 6 av 27

7 laserskanning skannevinkel laserstrålens vinkel i forhold til loddlinjen MERKNAD På grunn av turbulens vil ikke instrumentets 0-retning (alltid) treffe bakken med 90 graders vinkel. metadata informasjon som beskriver et datasett [G] MERKNAD Hvilke opplysninger som inngår i metadataene, kan variere avhengig av datasettets karakter. Vanlige opplysninger er innhold, kvalitet, tilstand, struktur, format, produsent og vedlikeholdsansvar. produktspesifikasjon detaljert beskrivelse av ett datasett eller en serie med datasett med tilleggsinformasjon som gjør det mulig å produsere, distribuere og bruke datasettet av andre (tredjepart) [SOSI] MERKNAD En dataproduktspesifikasjon kan lages for produksjon, salg, sluttbrukervirksomhet eller annet. 2.7 Forkortelser DHM DOM DTM FKB FLS Georef Geovekst LIDAR SOSI UML Digital høydemodell Digital overflatemodell Digital terrengmodell Felles KartdataBase Flybåren laserskanning Metadataregister for Geovekst-data Geodatasamarbeid mellom Kommunenes Sentralforbund, Energi Norge, Statens kartverk, Telenor, Vegdirektoratet og Landbruks- og matdepartementet Light Detection And Ranging, betegner et prinsipp for avstandsmålingen Samordnet Opplegg for Stedfestet Informasjon - et standardformat for digitale geodata (SOSIstandarden) Unified Modelling Language. Modelleringsspråk som brukes til å beskrive geografiske datamodeller Statens kartverk 2013 Side 7 av 27

8 3 Systematisering og kontroll av eksisterende og nyetablerte data Det anbefales å gjennomføre dette delproduktet i alle områder som er dekket av flere laserskanninger. Metoden gir en god kvalitetskontroll av hvert enkelt datasett og i tillegg et grunnlag for å avgjøre om det er hensiktsmessig å utføre en samkopiering eller ikke. Metodikken og leveransene fra dette delproduktet er beskrevet i de påfølgende underkapitler. 3.1 Innsamling av datasett og metadata I et samkopieringsprosjekt vil oppdragsgiver levere datasett med tilhørende informasjon om datasettene. Informasjon om datasettet vil i dette dokumentet kalles metadata. Relevante metadata er informasjon som belyser kvaliteter og egenskaper til datasettet. For gamle prosjekter kan det være utfordrende å skaffe tilveie tilstrekkelig metadata. Følgende informasjon er påkrevd (dersom tilgjengelig) for hvert enkelt datasett: Prosjektnavn Skannerfrekvens (speiles hastighet) Dekningsnummer FOV (Field of View) Leverandør Flyhastighet Dato første flygning Forventet nøyaktighet Dato siste flygning Oppgitt tetthet bakkepunkt Plattform (helikopter/fly/uav) Oppgitt tetthet alle punkt Lasersystem produsent Tidsinformasjon Lasersystem navn Koordinatsystem grunnriss med Lasersystem serienummer soneinformasjon Lagringsformat Høydesystem Antall flylinjer Benyttet høydereferansemodell Planlagt flyhøyde over bakken Antall kontrollflater Laser puls frekvens Oversikt over benyttede klasser i LAS formatet Informasjonen fylles inn i vedlegg 1, Metadata.xlsx 3.2 Tilrettelegging av datasett og metadata Datasett kan ofte være presentert på ulike måter. Dette gjelder særlig eldre datasett produsert etter ulike produktspesifikasjoner. For å sammenligne og samkopiere datasett er det viktig å samkjøre datasettene. De påfølgende underkapitlene gir en oversikt over datainnhold som må homogeniseres for hvert enkelt datasett Merking av datasett For å kunne skille datasettene fra hverandre er det viktig å merke datasettene. Hvert datasett skal tildeles en entydig identifikator. Det anbefalte lagringsformatet er LAS formatet v. 1.2 eller nyere. Produkter fra Terrasolid bruker datafeltet kalt «Point Source ID» til å lagre flylinjeinformasjonen. Datafeltet er «unsigned short» med 2 bytes størrelse. Gyldige verdier er Ved å benytte dette feltet er det meget enkelt å sjonglere med datasettene. Det anbefales derfor å bruke dette datafeltet som identifikator for datasettene. Videre anbefales de å benytte en logisk nummerering av datasettene. Følgende koding er anbefalt: YYYYi (YYYY= år, i= løpenummer for prosjektene det aktuelle året) Eksempel: I eksempelet betyr kodingen at prosjektet er det første som ble utført i Lagringsformat Alle datasett konverteres til gjeldende format beskrevet i FKB-Laser-v11_ eller nyere. Datasettene konverteres slik at klasseinndelingen følger samme standard. Statens kartverk 2013 Side 8 av 27

9 Klasse i LAS formatet Forklaring 1 Ikke klassifisert 2 Bakke 7 Støy punkter 9 Vann 10 Bru Figur 1 Klasseinndeling fra FKB-Laser-v11_ Tidskoding Med tid menes det tidspunktet som lasersystemet sender ut eller mottar en laserpuls. Oftest vil en puls som gir flere returer få samme tid. Tidspunktet skal angis i GPS standard tid. I denne tidsangivelsen er 0 satt til 6. januar For å gjøre tallmengden mindre er det vanlig å trekke fra sekunder. Tidsangivelsen lagres i feltet for tid i LASformatet. Dette gir en entydig beskrivelse av tiden. Hver laserpuls vil få en unik tidskoding. Unntaket er tilfeller hvor det er benyttet ulike lasersystemer til samme tid eller hvor en har benyttet lasersystemer med flere lasermålere. Ved konvertering fra GPS tid (antall sekunder ut i GPS uken) til GPS standard tid skal den virkelige datoen for datafangst benyttes. Dersom det er samlet inn data på 2 forskjellige dager skal forskjellige datoer benyttes ved konvertering til GPS standard tid. Konvertering fra GPS tid til GPS standard tid skal utføres stripe for stripe. Dersom en har GPS tid, men ikke dato brukes den GPS uken som best representerer prosjektet. Dersom all tidsinformasjon mangler brukes den datoen som best representerer prosjektet samt klokkeslettet 00:00: Koordinatsystem Alle datasett transformeres til gjeldende koordinatsystem, følger FKB-Laser-v11_ eller nyere Høydesystem Datasettene skal konverteres til ett felles høydesystem. Det gjeldende høydesystemet blir gitt av oppdragsgiver. Dersom de forskjellige datasettene har benyttet ulike høydereferansemodeller skal signifikante forskjeller korrigeres. Den nyeste høydereferansemodellen for det gjeldende høydesystemet skal da benyttes som referanse. Samtlige datasett knyttes opp mot denne modellen Sammenslåing av datasett I det videre arbeidet med datasettene skal det utføres en rekke analyser og sammenligninger av de forskjellige datasettene. For å lette dette arbeidet anbefales det å kopiere alle datasett inn til et felles prosjekt. Dette kan først gjøres når datasettene er homogenisert og merket som beskrevet over Nøyaktighet Vi kan dele nøyaktighet i to typer, relativ nøyaktighet og absolutt nøyaktighet. Relativ nøyaktighet gir et uttrykk for homogeniteten og støynivået til datasettet. Den absolutte nøyaktigheten ser på det totale bildet og sier noe om hvor godt datasettet passer med det gitte høydesystemet. Den relative og den absolutte nøyaktigheten skal evalueres for alle datasettene. Den relative nøyaktigheten kan evalueres på ulike måter. En kan benytte landmålte kontrollflater og se på det estimerte standardavviket innenfor hver enkelt flate. En annen metode er å benytte standardavvik på grid nivå mot terrengpunkter. Dette forutsetter at analysen utføres på en hard, veldefinert horisontal flate. Grid størrelsen skal være 10x10 meter. Den absolutte nøyaktigheten evalueres ved bruk av kontrollflater eller andre landmålte objekter på harde veldefinerte flater. Statens kartverk 2013 Side 9 av 27

10 3.2.8 Tetthet Verdien angis i punkt/m 2. Tettheten beregnes innenfor et rutenett med størrelse på 10x10 meter. Denne størrelsen er hensiktsmessig fordi den fanger opp variasjonene innad i en stripe. Tettheten beregnes for bakkepunktene og for alle punkt. Datasettet inndeles i 10x10 meters ruter. Deretter sorteres rutene etter tetthet. De 5% av rutene med lavest tetthet samles i en del mens de resterende 95% rutene med høyest tetthet samles i en annen del. Terskelverdien mellom de to delene defineres som datasettets tetthet. Verdien angis i punkt/m Egenkontroll av datasett Metadata gir viktig informasjon om datasettet. Ved hjelp av egenkontroll av datasettet kontrolleres metadataene. Hensikten er å få oversikt over kvaliteten til hvert enkelt datasett og avdekke eventuelle svakheter som er relevant for samkopieringen. Det er definert to metoder for å analysere datasettene: 1. Analyse på punktnivå 2. Analyse på gridnivå Analysene utføres separat på hvert enkelt datasett. Metodene har forskjellige egenskaper i de forskjellige analyseverktøyene. Følgende analyser er hensiktsmessig å utføre: Standardavvik på grid-nivå mot alle punkt Relativ nøyaktighet Følgende analyser må utføres: Punkttetthet på gridnivå mot alle punkt Punkttetthet på gridnivå mot terrengpunkt Høydeavvik mellom datasettene (punktnivå) Absolutt nøyaktighet (punktnivå) De påfølgende underkapitlene gir en rask beskrivelse av de forskjellige analysene Standardavvik på grid-nivå mot alle punkt Standardavvik på grid-nivå mot alle punkt beregnes ved å benytte høydeverdien til alle punkt innenfor et område på 10x10 meter. Deretter beregnes standardavvik for høydeverdiene. Dette gjentas for samtlige 10x10 meters ruter i datasettet. Metoden kan benyttes til analyse av vegetasjon samt til å finne hogstområder. Figur 2 Visualisering av hvordan forskjellige arealtyper kommer frem i resultatet fra beregningen av standardavvik mot alle punkt. Statens kartverk 2013 Side 10 av 27

11 3.3.2 Relativ nøyaktighet Vi kan dele nøyaktighet i 2 typer, relativ nøyaktighet og absolutt nøyaktighet. Med relativ nøyaktighet menes datasettets homogenitet, samt en støykomponent til selve lasermålingene. For å få en indikasjon på den relative nøyaktigheten, kan en sammenligne høydenivået mellom to skannelinjer i overlappsonen. Dette kan gjøres ved å utarbeide et RMS plott. Da estimeres en RMS-verdi for områdene med overlappende striper. Høydeverdien innenfor et sub-område fra forskjellige striper benyttes til å estimere en RMSverdi. Resultatet blir et RMS plott. Dersom datasettets relative nøyaktighet er bra, vil RMS verdien gi en lav verdi. Ved å lete etter systematiske mønster i RMS-plottet kan en avdekke unøyaktigheter i GNSS løsningen, systemkalibrering, eller unøyaktigheter i eventuell stripevis justering av datasettet. En begrensing i RMS plottet er at en kun får informasjon i områdene med overlappende striper. Noen prosjekter leveres i dag med RMS plott. For å lage et RMS plott på et eksisterende datasett trengs flylinjeinformasjon. Det må utføres en ny automatisk bakkeklassifisering som klassifiserer bakken separat per flylinje. Deretter brukes z verdien fra de forskjellige stripene til å beregne en RMS verdi. Dette gjør at metoden er noe tidkrevende. For å utføre analysen trengs flylinjeinformasjon eller entydig tidskoding på punktnivå. En annen metode er å beregne standardavvik på grid-nivå mot bakkepunktene. Dette gir en indikasjon på støynivået i datasettet, men må brukes med forsiktigheten, fordi verdien er korrelert med terrengets helning. Standardavvik på grid nivå mot bakkepunkt er raskt å utarbeide. Det kan til en vis grad brukes til å kontrollere drift i GNSS løsningen, unøyaktigheter i systemkalibreringen, samt unøyaktigheter i den stripevise justeringen av datasettet. Metoden er noe begrenset siden standardavviket er korrelert med arealtype og helning. Figur 3 Til venstre vises RMS plottet, til høyre vises standardavvik plottet. Hvit ring viser et område med noe lysere blåfarge som indikerer at nøyaktigheten til punktskyen er noe svakere i dette område. Årsaken kan være drift i GNSS løsningen Punkttetthet på gridnivå mot alle punkt Punktetthet på gridnivå mot alle punkt beregnes som en standard tetthetsanalyse beskrevet i FKB-Laser-v11_ eller nyere. Punktetthet gir viktig informasjon. Punktetthet og nøyaktighet har tradisjonelt vært ganske korrelert. Dette er tilfelle siden prosjekter med høy tetthet ofte er utført med en lav flyhøyde. Tradisjonelt gir lav flyhøyde høy nøyaktighet. Dette betyr at punktetthet kan være en indikator på nøyaktighet. I de senere årene har utviklingen av instrumentene ført til at det nå er mulig å samle inn punktskyer med høy tetthet fra store høyder. I slike situasjoner vil nøyaktighet og tetthet bli mindre korrelert Punkttetthet på gridnivå mot terrengpunkt Punktetthet på gridnivå mot alle punkt beregnes som en standard tetthetsanalyse beskrevet i FKB-Laser-v11_ eller nyere. Antall punkt i bakkemodellen gir informasjon om detaljeringsgraden til bakkemodellen. Det kan i teorien være mulig å benytte denne informasjonen til å identifisere områder hvor bakkemodellen har svakheter. Dette kan være forårsaket av: Statens kartverk 2013 Side 11 av 27

12 Svak penetrering av vegetasjon Svak klassifisering Momenter relatert til laserinstrumentet Punktetthet på grid nivå vil ikke kunne avsløre tilfellene der laseren ikke har penetrert høye kornåkrer eller lignende tett undervegetasjon Høydeavvik mellom datasett En viktig kontroll av datasettene er å undersøke om det eksisterer høydeavvik mellom de forskjellige datasettene. Det er mulig å utføre en manuell analyse for å avdekke eventuelle høydeavvik. Da må horisontale veldefinerte flater som er stabile over tid identifiseres. Egnede steder kan være gårdsplasser, lite trafikkerte veier, parkeringsplasser og lignende. Områdene undersøkes manuelt ved å tegne vertikale profiler og analysere det generelle høydenivået mellom datasettene. Den beste metoden for å identifisere eventuelle høydeavvik mellom datasettene er å benytte landmålte kontrollflater. Det er da viktig at kontrollflatene befinner seg på områder som over tid har liten forandring i høyde. Kontrollflatene kan være nye landmålte kontrollflater, men de originale eksisterende kontrollflatene kan også benyttes. Andre kilder til kontrollpunkter kan være Statens vegvesen, kommune og fastmerkeregisteret Absolutt nøyaktighet Den absolutte nøyaktigheten ser på det totale bildet og sier noe om hvor godt datasettet passer med det gitte høydesystemet. Den absolutte nøyaktigheten angir hvor nøyaktig datasettet er og er viktig for bestemmelsen av terskelnivået som blir benyttet for å identifisere reelle terrengforandringer. Den absolutte nøyaktigheten til hvert enkelt datasett bestemmes etter en skjønnsmessig vurdering basert på forventet nøyaktighet, avvik mot landmålte kontrollflater og antatt relativ nøyaktighet. 3.4 Sammenligne datasett En hovedoppgave ved samkopiering av lasererdata er å sammenligne datasettene. For å gjøre dette trenger en et referansedatasett. Dette datasettet bør være heldekkende og av relativt god kvalitet. Når en sammenligner datasett får vi et produkt som i denne oppgaven kalles dref modell. Denne modellen beskriver høydeavviket mellom et gitt datasett og et referansedatasett. Analysen skal være på punktnivå og gi en detaljert oversikt over hvor godt datasettene passer sammen. Det er kun punkter som er klassifisert som bakkepunkter som skal benyttes i analysen. Resultatet av analysen gir den vertikale avstanden mellom et gitt bakkepunkt og en triangulert modell av bakkepunktene til referansedatasettet. Når en sammenligner datasett vil en oppdage forskjeller. Årsakene til forskjellene kan være mange og i enkelte tilfeller komplekse. De ulike scenarioer deles inn i følgende hovedgrupper: 1. Instrumentavhengighet 2. Flyplan og valgte instrumentparametere 3. Vekstsesongavhengighet 4. Naturlige terrengforandringer 5. Menneskeskapte terrengforandringer 6. Unøyaktig klassifisering av bakkepunktene Statens kartverk 2013 Side 12 av 27

13 3.5 Leveranse delprodukt Homogeniserte punktskyer (LAS-format) Dette delproduktet innholder homogeniserte punktskyer, som et resultat av samkjøringen av datasett beskrevet i kapittel 3.2. Alle datasett som inngår i samkjøringen leveres i homogenisert form på LAS-format. Det henvises til kapittel 7 Leveranseinfomasjon for nærmere beskrivelse av filnavn, -formater og struktur Metadata og rapport Metadataene skal gi en full oversikt over de laserdata som eksisterer, hvor pålitelige de er og hvilken nøyaktighet de har. Første del av metadatainformasjonen er beskrevet i kapittel 3.1 og skal fylles inn i vedlegg 1, Metadata.xlsx. Etter at datasettene er kontrollert og homogenisert er følgende informasjon påkrevd for hvert enkelt datasett: Datasett merking Harmonisert lagringsformat Harmonisert klasseinndeling Konvertert tidsformat Harmonisert koordinatsystem med soneinformasjon Harmonisert høydesystem Høydereferansemodell Beregnet tetthet, bakke Beregnet tetthet, alle punkt Antall kontrollflater benyttet pr datasett Høydeoffset benyttet i en eventuell høydejustering Høydeavvik mot kontrollflater, middelverdi (etter eventuell høydejustering) Høydeavvik mot kontrollflater, standardavvik (etter eventuell høydejustering) Antatt relativ nøyaktighet, jfr. kapittel Absolutt nøyaktighet, jfr. kapittel Informasjonen fylles inn i vedlegg 1, Metadata.xlsx Rapport fra delprodukt 1 skal leveres på pdf-format. Rapporten skal kommentere resultatet av «Systematisering og kontroll av eksisterende og nyetablerte data», med henvisning til vedlegg 1 Metadata.xlsx. Spesielle funn knyttet til kvalitet for det enkelte prosjekt skal kommenteres spesielt, for eks. systematiske avvik, svak stripeutjevning, posisjonsløsning og penetrering av vegetasjon. Rapporten skal gi en anbefaling om det er hensiktsmessig å utføre en samkopiering av datasettene eller ikke. Statens kartverk 2013 Side 13 av 27

14 4 Sammenslåing av datasettene til et felles datasett For å samkopiere ulike datasett forutsettes det at «Systematisering og kontroll av eksisterende og nyetablerte data» er utført. 4.1 Godkjenning av datasett For å bestemme hvilke datasett som skal benyttes i samkopieringen er det viktig å ha klare handlingsregler og tydelige retningslinjer for hva som skal prioriteres. Følgende momenter er viktigst i prioritert rekkefølge: 1. Tidsriktig 2. Nøyaktighet 3. Tetthet 4. Visuelt inntrykk Disse 4 retningslinjene ligger til grunn for samkopieringen. For å merke de dataene som er godkjent kan en benytte ulike metoder. 2 eksempler: 1. Generere polygoner som angir godkjente data 2. Kode laserdataene direkte på las formatet ved å bruke ledige datafelt. 4.2 Forkasting eller korrigering av datasett Kontroll av datasettene gir en vurdering av kvaliteten til hvert enkelt datasett. Der store avvik oppdages kan en utføre to handlinger: Forkaste datasettet delvis eller i sin helhet. Datasett med stort areal med signifikante avvik bør forkastes. Momenter som forsvarer en forkasting av datasettet kan skyldes massiv utbygging innenfor områdeavgrensingen. Dette er vanlig for laserskanninger som er utført for å støtte prosjekteringsarbeidet ved en utbygging. Andre momenter er svak stripeutjevning eller posisjonsløsning. Svak penetrering av vegetasjon blir generelt sett automatisk håndtert i sammenslåingsprosessen. Dette betyr at svak penetrering ikke automatisk fører til forkasting. Korrigere datasettet Dersom en oppdager avvik i datasettet kan dette i enkelte tilfeller korrigeres. Det anbefales kun å korrigere konstante høydeavvik. Det kan også vurderes å korrigere feilklassifiseringer. Et problem er at slik korrigering kan ta uforsvarlig mye tid. Andre typer feilkilder vil i de fleste tilfellene være for tidkrevende å utføre. De kan også være for komplekse å utføre i forhold til den informasjonen som normalt foreligger. Alle forkastinger og korrigeringer skal begrunnes og dokumenteres. 4.3 Kartlegging av områder hvor nyeste datasett benyttes Områder hvor kun det nyeste datasettet skal benyttes, kartlegges ved å sammenligne datasettene og kombinere dette med informasjon fra andre kilder. For å komme frem til det endelige resultatet utføres en rekke analyser. De forskjellige analysene er presentert i skjemaet nedenfor og siden mer detaljert i de følgende underkapitlene. Det endelige resultatet heter utvidet terskelpolygon. Dette resultatet angir områder hvor kun det nyeste datasett skal benyttes. Statens kartverk 2013 Side 14 av 27

15 Analyser / resultater Data kilde Beskrivelse Terskelpolygoner Differanse Veg dref fra DTM Historiske og nye FKB data Potensiell Differanse Veg, Vegutbygging terskelpolygoner dref i kombinasjon med Innmarksbearbeidinger AR5 Innmark AR5 og Innmarksbearbeidinger Resultatet benyttes til utvelgelse av datasett prj X prj X + Ref Ref Arealer hvor prosjektet avviker fra referansedatasettet Sammenligne historiske vegdata med nye data Finne differanse veg som er i tilknytning til terskelpolygoner, frittstående veg utelates Kartlegge områder i innmark hvor terrenget er forandret Bruke AR5 til å angi innmarksområder /jordbruksområder. Områder hvor innmarken er forbedret utelates. - x - Hogstområder Skogsområder Hyppige endringer dz fra DSM Hogstområder og AR5 FKB Finne arealer hvor skogen er fjernet Finne area hvor skogen er uforandret. Fjerner Hogstområder fra AR5 - x - Områder i FKB hvor arealbruken sannsynliggjør hyppige endringer Begrenset terskelpolygon Utvidet terskelpolygon Figur 4 Terskelpolygoner, Skogsområder og Innmark Begrenset terskelpolygon, Potensiell Vegutbygging, Hogstområder, Innmarksbearbeidinger og Hyppige endringer Fjerner skogsområder og innmark fra terskelpolygonet De angitte arealene slås sammen (union) - - x Skjematisk fremstilling av prosessen med fremskaffelse av Utvidet terskelpolygon Terskelpolygoner Ved å sammenligne datasettene får mann oversikt over forskjellene mellom datasettene. Resultatet gir en rekke dref modeller. Antall dref modeller blir antall datasett 1. Hensikten med undersøkelsen er å finne områder hvor det forekommer signifikant forskjeller fra referanse datasettet. For å velge ut de punktene som signifikant indikerer en forskjell fra referansen må det velges en terskel. Denne terskelen bestemmer hvor stor høydeavstand hvert enkelt punkt må ha for å klassifiseres som et signifikant avvik. Dette terskelnivået vil være avhengig av referansens nøyaktighet og datasettets nøyaktighet. For å finne det samlede standardavviket brukes feilforplantningsloven: : Referansemodellens antatte standardavvik : Det aktuelle datasettets antatte standardavvik : Samlet standardavvik, standardavviket til avstanden mellom referansen og det aktuelle datasettet. Det antatte standardavviket finnes ved å vurdere datasettets absolutte nøyaktighet, relative nøyaktighet, standardavvik på grid nivå mot bakkepunkt og den forventede kvaliteten fra de opprinnelige metadataene. Dersom vi antar at feilen er normalfordelt og vi velger et 3 sigma nivå vil 99.7% av observasjonene over dette nivå skyldes et reelt avvik. : Terskelverdi Statens kartverk 2013 Side 15 av 27

16 Terskelverdien angir det nivået hvor avvikene skyldes reelle forandringer og ikke tilfeldige feil. Terskelpolygonene benyttes i det videre arbeidet med å finne områder hvor det potensielt kan være forandringer i terrenget Differanse Veg Ved å benytte eksisterende kartinformasjon fra FKB-Veg kan en få god hjelp til å finne potensielle områder hvor det er utbedret, bygget eller fjernet vegrelaterte objekter. Med «Differanse Veg» menes forskjellen mellom ny og gammel veg. Ved å sammenligne historiske vegdata opp mot nye vegdata vil en finne områder med potensielle terrengforandringer. FKB data Objekttype Anvendelse Veg Veg (FLATE) Den symmetriske differansen GangSykkelveg (FLATE) mellom historiske veg og veg Trafikkøy (FLATE) angir områder det er Historisk Veg Veg (FLATE) potensielle terrengforandringer. Kun GangSykkelveg (FLATE) nyeste datasett skal benyttes Trafikkøy (FLATE) Figur 5 Oversikt over aktuelle FKB-Veg objekttyper for identifisering av vegendringer Ved å sammenligne forskjellige kartkonstruksjoner av vegbanen finner en mange ulikheter. Ikke alle skyldes reelle endringer i vegsituasjonen. Noen skyldes ulik nøyaktighet i registreringen eller forskjellig tolkning av vegbanen, for eks som følge av endringer i registreringsinstruks. For å minske virkningen av ikke reelle terrengforandringer bør disse fjernes fra utvalget. En metode for å fjerne slike områder er å benytte følgende kriterier: Minste tillatte areal: 200 m 2 Minste tillatte forholdstall (areal/omkrets): 0.3 Forandring i vegdata sannsynliggjør områder hvor det er utført forandringer i terrenget. Analysen resulterer i polygoner som benyttes til å velge ut aktuelle områder fra terskelverdipolygonene Potensiell Vegutbygging Potensiell vegutbygging tar utgangspunkt i resultatet fra «DifferanseVeg». Dette er et resultat som i enkelte områder har feilaktige treff. For å utelate slike områder er det innført et kriterium: For at et polygon skal bli klassifisert som «PotensiellVegutbygging» må det helt eller delvis overlappe minst ett «terskelpolygon». De som oppfyller dette blir «PotensiellVegutbygging». Frittliggende polygoner av typen «DifferanseVeg» som ikke er i tilknytning til et terskelpolygon forkastes. Det antas dermed at frittliggende polygoner av typen «DifferanseVeg» ikke er områder med reelle terrengforandringer, men skyldes ulikheter i nøyaktighet eller registreringsinstruks i de forskjellige kartkonstruksjonene. Det er viktig å være bevisst på at polygonene som angir potensiell vegutbygging kan ha en form og utbredelse som gjør det utvidede terskelpolygonet mer komplisert enn strengt tatt nødvendig. Virkningen av dette bør minimeres. Dersom polygonene lager større problemer enn nytte bør det vurderes å utelate «PotensiellVegutbygging» fra det videre arbeidet Innmarksbearbeidinger Et innmarksareal kan bearbeides på mange måter. Enkelte av inngrepene forandrer terrengnivået til innmarken. Arealene kan: Tilføres masse Dette er veldig vanskelig å oppdage i laserdataene. Scenariet kan forveksles med dårlig penetrering av vegetasjon. Få fjernet masse Dette scenariet fikses automatisk i den automatiske bakkeklassifiseringen i slutten av sammenstillingsprosessen. Statens kartverk 2013 Side 16 av 27

17 Få flyttet masse internt på åkeren Kan identifiseres. Det er mulig å identifisere områder hvor det er flyttet vesentlige masser internt på åkeren. For området hvor en flytter masse fra vil dref vise en positiv verdi og der massene er flyttet til vil dref gi en negativ verdi. For å sikre at det dreier seg om vesentlig masseforflytning er nivået satt til 1 meter. Dersom dref verdiene er både høyere enn 1 meter og lavere enn 1 meter innenfor innmarkspolygonet er det sannsynlig at vi har et tilfelle der masse er flyttet internt på åkeren. Resultatet benyttes til å angi områder hvor kun det nyeste datasettet skal benyttes. Fremgangsmåten er som følger: 1. Benytte AR5 til å maske ut innmark 2. Innenfor hvert AR5 polygon undersøkes mengden dref verdier. En kan jobbe på pikselnivå eller grid nivå. 3. Beregner arealer med dref verdi lavere enn -1 meter 4. Beregner arealer med dref verdi høyere enn 1 meter 5. Velger ut AR5 polygoner som har mer enn 250 m 2 over 1 meter samt mer enn 250 m 2 som er under -1 meter. Der det nyeste datasettet har problemer med penetrasjon av vegetasjonen bør polygonene som angir innmarksbearbeidinger generes manuelt. 6. Innenfor disse områdene skal nyeste datasett benyttes Resultatet av analysen er polygoner som angir områder hvor det er utført innmarksbearbeidinger. Disse polygonene benyttes til å velge ut arealer hvor kun det nyeste datasettet skal brukes Innmark Enkelte innmarksområder er bearbeidet, (jfr kap ). Innenfor slike områder skal kun det nyeste datasettet benyttes. For uforandrede innmarksområder ønsker en å benytte alle datasettene. Dette sikrer best mulig penetrering av vegetasjonen og en mest mulig riktig terrengmodell. Når en kartlegger innmark ønsker en å finne innmark som er uforandret innenfor den aktuelle tidsperioden. Vanlig bruk av åkeren anses ikke som en forandring. Når en kartlegger innmark er det hensiktsmessig å benytte eksisterende informasjon. Fra Norsk institutt for skog og landskap har vi arealressurskart i målestokk 1:5000 (AR5). Dersom informasjon en relativt oppdatert kan informasjon benyttes. Figur 6 Verdier for egenskapstypen ArealType Følgende arealtype defineres som innmark: 21, 22, 23, 60, 70 Områder definert som «Innmarksbearbeiding» må ekskluderes fra «Innmark». Jfr. kap Innmarksbearbeiding Statens kartverk 2013 Side 17 av 27

18 Resultatet av analysen er Innmarkspolygon som benyttes til å begrense terskelpolygonene. Dette betyr at terskelpolygoner som er innenfor innmark skal forkastes. Områdene som er definert som innmark angir de områdene hvor alle datasett skal benyttes Hogstområder For å finne hogstområder må en først kartlegge skogen i alle datasett. Deretter må resultatene sammenlignes med det nyeste datasettet. For å kartlegge skogen kan en analysere avstanden mellom «ikke bakke» punktene og en triangulert modell av bakkepunktene. Resultatet kalles dz modell. For å oppnå et mer nøyaktig resultat kan en benytte FKB data og utelate arealer med objekttypene bygg og veg. Fremgangsmåten kan summeres opp slik: Lage en dz modell for hvert datasett. Bruke FKB data og utelate arealer med objekttype bygg og veg Finne differansene mellom dz modellen fra referanse prosjektet og de øvrige dz modellene. Terskelverdi for stabil skog: «dzref- dzprjxx = -1 til 100» Terskelverdi for ustabil skog eller hogstområde: «dzref- dzprjxx = -3 til -100». Verdien betyr at skogen må være minst 3 meter lavere for å kunne kalles et hogstområde. Verdien er satt for å sikre at en ikke får feilaktige hogstområder. Det er viktig å ta høyde for at hvert enkelt laserinstrument har forskjellig returpunkt i trekronen. Laserpulsens returpunkt er også påvirket av mengden løv på treet. Ved å legge terskelverdien til -3 meter tar en høyde for slike fenomener. Minste areal skogsområde 2000 m 2 Minste areal av type hogstområde innenfor et skogsområde 200m 2 Minste areal av andre objekttyper enn skogsområder innenfor skogsområde 200m 2 Metoden forutsetter at referansemodellen er det nyeste datasettet. Resultatet gir polygoner over områder hvor vegetasjonen er fjernet. Årsaken til at vegetasjonen er fjernet kan være vanlig drift av skog, men det kan også være en potensiell utbygging. Dersom hogstområde skyldes kun uttak av tømmer skal alle data benyttes. Det antas dermed at der ikke er vesentlige terrengendringer. Unntakene vil da være spor etter hogstmaskiner og anleggelse av skogsvei. Der forandringen skyldes utbygning skal kun det nyeste datasettet benyttes. Potensielle hogstområder kontrolleres manuelt for å skille områder med vanlig skogsdrift fra områder med utbygning Skogsområder Dersom AR5 er relativt oppdatert kan arealtype nummer 30 (skog) benyttes. Alternativt kan en benytte resultatet som angir «stabil skog» beskrevet i kapittel «Kartlegge Hogstområder». For begge metodene skal hogstområder ekskluderes. Minste polygonstørrelse i AR5 er 2000 m 2. Dette gjør at mindre vegetasjonsområder ikke kommer med i utvalget dersom en kun benytter AR5. Det er ønskelig med best mulig penetrering av vegetasjon også for mindre vegetasjonsområder. For å oppnå dette er det ønskelig med å benytte alle datasett hvor en har mindre vegetasjonsområder som er stabile. Dette kan løses ved å supplere AR5 polygonene med egen kartlegging av skogen fra det nyeste datasettet. Minste tillatte skogsområde 100 m 2 Resultatet av analysen er polygoner over skogsområder som benyttes til å begrense terskelpolygonet. Dette betyr at terskelpolygoner som er innenfor skogsområder ikke skal angi områder hvor kun det nyeste datasettet skal benyttes. Skogsområder benyttes til å angi områder hvor alle datasett skal benyttes. Statens kartverk 2013 Side 18 av 27

19 4.3.8 Hyppige endringer For å finne områder som ofte forandrer terrenget kan vi bruke eksisterende FKB data. Følgende objekttyper beskriver arealer med hyppige endringer: FKB data Arealbruk: Objekter med hyppige endringer Figur 7 Objekttype Grustak Steinbrudd Leirtak Anleggsområde Tømmervelte Steintipp Fyllplass Aktuelle objekttyper fra FKB-Arealbruk for identifisering av områder med hyppige endringer Resultatet av analysen er polygoner over områder med potensielt hyppige endringer, hvor kun nyeste datasett skal benyttes. Minste tillatte polygon er 100 m Begrenset terskelpolygon «Begrenset terskelpolygon» er et avledet produkt av «Skogsområder», «Innmark» og «Terskelpolygoner. Alle «terskelpolygoner» som er innenfor «Skogsområder» og «Innmark» ekskluderes. Resultatet kalles «Begrenset terskelpolygon» Utvidet terskelpolygon Den siste operasjonen i arbeidet med å finne områder hvor kun det nyeste datasettet skal benyttes, slår sammen aktuelle polygoner fra analysene beskrevet over. Resultat av denne operasjonen kalles «Utvidet terskelpolygon». Det lages ved å slå sammen «Begrenset terskelpolygon», «Potensiell Veg», «Hogstområder», «Innmarksbearbeidinger» og «Raske endringer». Utvidet terskelpolygon bør kontrolleres for å avdekke om det registrerte avviket skyldes feil i referansedatasettet. Dersom dette er tilfelle skal polygonet som beskriver det aktuelle område fjernes fra «Utvidet terskelpolygon». Det vil for enkelte prosjekter forekomme mange terskelpolygoner, graden av kontroll bør derfor avtales med oppdragsgiver. De utvidede terskelpolygonene kan enkelt redigeres ved å fjerne polygoner hvor alle datasett skal benyttes og legge til polygoner hvor kun det nyeste datasettet skal benyttes. Med denne metoden blir metadata dokumentasjon godt ivaretatt. En kan også gjøre endringer senere i prosessen, men det er viktig at alt skal dokumenteres. Dette gjelder også eventuelle justeringer som utføres direkte i punktskyen. Områdene som dekkes av utvidet terskelpolygon arver kvaliteten til det nyeste datasettet. Minste tillatte polygon er 100 m Kartlegging av områder hvor alle data benyttes I områder med vegetasjon er ofte penetrering den største feilkilden i den digitale terrengmodellen (DTM). Laserpulsen har ikke evnet å trenge gjennom vegetasjonen. I slike tilfeller vil terrengmodellen kunne ligge over den reelle bakken. Svak penetrering gir ofte en feil på meter nivå. Ut fra dette antas det at den største feilkilden i vegeterte områder skyldes svak penetrering. Konsekvensen av dette er at alle datasett bør benyttes i stabile vegeterte områder. Dette vil sikre en best mulig penetrering av vegetasjonen og dermed en best mulig gjengivelse av bakkenivået. Områder hvor alle data kan benyttes er skogsområder, innmarksområder og innsjøer. Minste tillatte polygon er 100 m 2. Statens kartverk 2013 Side 19 av 27

20 Analyser / resultater Data kilde Beskrivelse Resultatet benyttes til utvelgelse prj X prj X + Ref Ref Skogsområder Hogstområder og AR5 Finne areal hvor skogen er uforandret. Fjerner Hogstområder hvor det har skjedd utbygging fra AR5 - x - Innmark AR5 og Innmarksbearbeidinger Bruke AR5 til å angi innmarksområder. Områder hvor innmarken er forbedret utelates. - x - Figur 8 Innsjø I områder med vann hvor det ikke er vesentlige FKB data terrengendringer kan alle datasett benyttes - x - Identifisering av skog-, innmark- og vannområder uten vesentlige terrengendringer. Områdene arver kvaliteten til datasettet med dårligst kvalitet 4.5 Kartlegging av områder hvor beste kvalitet benyttes Områder hvor kun data med den beste tilgjengelige kvaliteten skal benyttes er områder som ikke dekkes av: Områder hvor kun det nyeste datasettet skal benyttes Områder hvor alle datasett skal benyttes Områder som er forkastet Dataene deles inn i kvalitetsgrupper, hvor kvalitetsgruppe A omfatter datasettet med høyest nøyaktighet. I områder hvor datasettene inndeles i kvalitetsgrupper skal den beste kvalitetsgruppen benyttes. Kvalitetsgruppene skal ikke blandes, dette sikrer en terrengmodell med høyest mulig nøyaktighet. Det skal etterstrebes å holde polygonstørrelsen større enn 100 m 2. Eksempel: Innenfor områder som dekkes av kvalitetsgruppe A, B og C ekskluderes kvalitetsgruppe B og C Innenfor områder som dekkes av kvalitetsgruppe B og C, ekskluderes kvalitetsgruppe C Innenfor områder som dekkes av kvalitetsgruppe C ekskluderes ingen grupper De ulike datasettene arver nøyaktigheten til sin kvalitetsgruppe. 4.6 Godkjente bakkepunkt benyttes i ny automatisk bakkeklassifisering Godkjente bakkepunkt blir definert som datasettenes originale bakkepunkter. Punktene må i tillegg ligger innenfor de polygonene som er beskrevet i kapitlene «Kartlegging av områder hvor nyeste datasett benyttes», «Kartlegging av områder hvor alle data benyttes» og «Kartlegging av områder hvor beste kvalitet benyttes». Godkjente bakkepunkt klassifiseres til en felle klasse i LAS-formatet. Deretter kjøres en automatisk bakkeklassifisering. Parameterne i den automatiske bakkeklassifiseringen skal være inkluderende slik at kanter på fjellskrenter og lignende blir en del av resultatet av bakkeklassifiseringen. Metoden forutsetter at de punktene som ligger lavest i terrenget er riktige. Punkter som ligger høyere i terrenget vil automatisk bli ekskludert. Resultatet fra denne kjøringen blir den nye samkopierte bakkemodellen. Punktene som ikke blir klassifisert som bakkepunkt plasseres i klasse 1 «ikke klassifisert» i LAS-formatet. Statens kartverk 2013 Side 20 av 27

21 4.7 Kontroll av resultat I kontrollfasen er det viktig å luke ut signifikante feil i det samkopierte datasettet. Situasjoner som kan forekomme kan sammenfattes i 4 scenarioer: Scenario Situasjon Handling 1 Eldre riktige bakkepunkt ligger lavest i terrenget Automatisk tatt hånd om 2 Eldre bakkepunkt som ligger lavere er feil Eldre bakkepunkt må ekskluderes før ny automatisk bakkeklassifisering 3 Eldre bakkepunkt som ligger høyere er riktige Nyere bakkepunkt må ekskluderes før ny automatisk bakkeklassifisering 4 Eldre bakkepunkt som ligger høyere er feil Automatisk tatt hånd om Figur 9 Mulige feilkilder i det samkopierte datasettet I kontrollen av det samkopierte datasettet er det viktig å holde fokus på situasjonene beskrevet som scenario 2 og 3. I tillegg må en ha fokus på unntaket fra scenario 1 hvor utvidet terskelpolygonet feilaktig har favorisert det nyeste datasettet. Et annet tema som må kontrolleres er sømlinjene i den komplekse inndelingen av datasettene. Så lenge en benytter terskelpolygoner er en relativt trygg. Da er maksimalt høydeskift mellom sonene gitt med terskelverdien. Problemene kan bli av en annen karakter der grensene blir hentet fra andre kilder som FKB og AR5 data. For å kontrollere det samkopierte datasettet benyttes ortofoto. Det mest ideelle er å ha et ortofoto fra hvert år det er utført laserskanning. Det nest beste er å ha ett ortofoto fra første datainnsamling og ett ortofoto fra siste datainnsamling. Ved å sammenligne ortofotoene er det enkelt å identifisere områder hvor det er utført reelle terrengforandringer. Figur 10 Ortofoto fra 2005 Ortofoto fra 2010 ( I figuren over kan en se at veien forbi gården er forandret og at innkjørselen er endret. For å rette opp eventuelle feil kan en gå et skritt tilbake i prosessen. Ved å benytte seg av resultatet fra kontrollen kan en generere nye polygoner for temaene «Kartlegging av områder hvor nyeste datasett benyttes», «Kartlegging av områder hvor alle data benyttes», «Kartlegging av områder hvor datasettene inndeles i kvalitetsgrupper» samt «forkastning av datasett». Denne metoden krever at ny bakkeklassifisering kjøres til slutt. Fremgangsmåten er noe krevende, men den sikrer at metadataene blir ivaretatt på en god måte. Det er også mulig å utføre korrigeringer direkte på punktskyen. Det er da viktig å ha et bevist forhold til de forskjellige kvalitetsgruppene. Dersom ulike kvalitetsgrupper blandes arver punktene kvaliteten til den kvalitetsgruppen med lavest kvalitet. Denne informasjonen må formidles på en god måte gjennom metadataene. Statens kartverk 2013 Side 21 av 27

22 4.8 Leveranse delprodukt Samkopiert punktsky (LAS-format) Dette delproduktet innholder en samkopiert punktsky på LAS-format. Det er kun terrengpunktene (klasse 2) som skal samkopieres. Øvrige klasser i LAS-formatet skal kun bestå av data fra det nyeste datasettet. Det henvises til kapittel 7 Leveranseinfomasjon for nærmere beskrivelse av filnavn, -formater og -struktur Metadata og rapport Etter at dataene er sammenstilt er det viktig å generere ny metadata for datasettet. Hensikten er å forenkle forvaltningen av datasettene og sammenfatte metadata på en slik måte at de er enkle å forholde seg til. Følgende metadata skal fylles inn i vedlegg 1, Metadata.xlsx Kvalitetsgruppe (tildeles for hvert enkelt datasett) Referansedato (en representativ datafangstdato for hvert enkelt datasett) Resultat fra forkasting eller korrigering av datasett Samlet standardavvik for høydeoffset Beregnet terskelnivå, 3 sigma Det skal leveres følgende tetthetsanalyser av det samkopierte datasettet: Tetthetsanalyse av bakkepunkt på SOSI format, i henhold til spesifikasjonen i FKB-Laser Punktetthetskart av bakkepunkt på TIFF format, i henhold til spesifikasjonen i FKB-Laser Det skal genereres dekningsoversikter på SOSI-format som vil bli benyttet i mottakskontrollen av det samkopierte datasettet. Følgende dekningsoversikter skal genereres: Dekningsområdetype Forkastet Nyeste Alle Kvalitet Vann Beskrivelse Oversikt over datasett som er delvis eller helt forkastet Oversikt over områder hvor kun nyeste datasett benyttes Oversikt over områder hvor alle datasett benyttes Oversikt over områder hvor datasett med best kvalitet benyttes Oversikt over områder med vann hvor alle datasett benyttes Korrigert Oversikt over områder som er manuelt korrrigert, jfr. kapittel 4.7 Samkopi Figur 11 Komplett dekningsoversikt for det samkopierte datasettet. Dekningsoversikter Den komplette dekningsoversikten for det samkopierte datasettet benyttes i den videre forvaltningen. Det stilles følgende krav til innhold og struktur: a. Forventet nøyaktighet angis for hvert enkelt polyon (.FLATE) med egenskapen..informasjon STD AVVIK <verdi>, hvor verdien hentes fra vedlegg 1 Metadata.xlsx Absolutt nøyaktighet. b. Dato for datafangst angis for hvert enkelt polygon (.FLATE) med egenskapen..datafangstdato. Dersom polygonet inneholder flere datasett skal datafangstdato for hvert datasett oppgis. Verdiene hentes fra vedlegg 1 Metadata.xlsx Referansedato. c. Dato for verifisering av punktskyene for hvert enkelt polygon (.FLATE) angis med egenskapen..verifiseringsdato. Verdien vil være datafangstdatoen for det nyeste datasettet som dekker området. d. Minste tillatte polygonstørrelse er 100 m 2. Mindre polygoner skal slås sammen med naboen med lengst felles delingslinje. Området dekket av det lille polygonet arver dermed alle egenskaper til naboen. e. Nabopolygoner med like egenskaper skal slås sammen til et polygon. Statens kartverk 2013 Side 22 av 27

23 f. Polygoner kan ha uhensiktsmessige former. Utstikkende armer som dekker et ubetydelig areal skal fjernes. Figur 12 Illustrasjonen viser en utstikker før og etter den er fjernet fra dekningsoversikten Det henvises til kapittel 7 Leveranseinfomasjon for nærmere beskrivelse av filnavn, -formater og -struktur. 5 Oppsummering av metodikk De forskjellige deloppgavene i en samkopiering av laserdata kan sammenfattes i følgende flytskjema: Figur 12 Flytdiagram samkopiering av laserdata Statens kartverk 2013 Side 23 av 27

24 6 Datavedlikehold De originale laserdataene (LAS-format) som inngår i et samkopieringsprosjekt skal lagres i sin opprinnelige form. På et eget lag i forvaltningsløsningen lagres det samkopierte datasettet. Laserdataene ajourføres periodisk ved hjelp av ny laserskanning. Ajourføringen skjer ved behov og er ofte avhengig av områdetypen. Byområder og utbyggingsområder ajourføres oftere enn spredt bebygde områder. Etter ajourføring vil en ny laserskanning dekke hele eller deler av området for det samkopierte datasettet. Det anbefales da å gjennomføre en kontroll av det nye prosjektet med det samkopierte datasettet som referanse, jfr. delprodukt 1. Det vil være tre mulige utfall av denne analysen: 1. Det utføres en ny samkopiering, hvor den nye laserskanningen inngår sammen med de eksisterende samkopierte datasettene. 2. Den nye laserskanningen erstatter samkopien, fordi kvaliteten er vesentlig bedre enn eksisterende data. 3. Den nye laserskanningen forkastes i forhold til samkopien, fordi kvaliteten er vesentlig dårligere enn eksisterende data. Dette kan være tilfelle dersom den nye laserskanningen er utført for spesielle formål, for eksempel med mye lavere punkttetthet enn eksisterende data, på snø eller tett vegetasjon. Data fra alle prosjekter skal uansett forvaltes og tas vare på for fremtiden. 7 Leveranseinformasjon 7.1 Identifikasjon av leveranseformat LAS, SOSI, TIFF og PDF Leveranseformat Alle punkter fra laserskanningen (LAS) Formatnavn: LAS ( Formatversjon: 1.2 Filstruktur: DTM standard DTM 10 DTM 20 DTM 50 Filstruktur Standard kartbladinndeling 1:1000 i EUREF89 lokal sone Standard kartbladinndeling 1:2000 i EUREF89 lokal sone Standard kartbladinndeling 1:5000 i EUREF89 lokal sone Filene skal navnes på denne måten: <kartbladindeks>.las Eksempel: las Dekningsoversikter (SOSI) Formatnavn: SOSI Formatversjon: 4.0 Statens kartverk 2013 Side 24 av 27

25 Filstruktur: Dataene leveres i en sømløs prosjektfil i EUREF89 lokal UTM-sone. Filene skal navnes på denne måten: < Prosjektnavn>_Avgrensning_<Dekningsområdetype>.sos Eksempler på navning, jfr. tabell 11: Hedmarken_Avgrensning_Forkastet.sos Hedmarken_Avgrensning_Nyeste.sos Hedmarken_Avgrensning_Alle.sos Hedmarken_Avgrensning_Kvalitet.sos Hedmarken_Avgrensning_Vann.sos Hedmarken_Avgrensning_Korrigert.sos Hedmarken_Avgrensning_Samkopi.sos Tetthetsanalyse (SOSI) Formatnavn: SOSI Formatversjon: 4.0 Filstruktur: Dataene leveres i en sømløs prosjektfil i EUREF89 lokal UTM-sone. Filene skal navnes på denne måten: <Prosjektnavn_>Tetthetsanalyse.sos Eksempel: Hedmarken_ Tetthetsanalyse.sos Punktetthetskart (TIFF/SOSI) Gjelder punktetthetskart for terrengpunkt. Bildefil Formatnavn: TIFF Formatversjon: 4.0 Georeferansefil: Formatnavn: SOSI Formatversjon: 4.0 Filstruktur: Dataene leveres i en prosjektfil i EUREF89 lokal UTM-sone for hvert prosjektområde. Hvis et prosjekt består av flere delområder som ikke er sammenhengende, skal det leveres en fil for hvert enkelt delområde. Statens kartverk 2013 Side 25 av 27

26 Filene skal navnes på denne måten: <Prosjektnavn>_Punkttetthet-terreng.tif <Prosjektnavn>_Punkttetthet-terreng.sos Eksempel: Hedmarken_Punkttetthet-terreng.tif Hedmarken_Punkttetthet-terreng.sos Rapporter Alle rapporter skal leveres på PDF-format. 7.2 Katalogstruktur for leveranse Rapport Prosjektnavn LAS-data Dekningsoversikter Tetthetsanalyse og kart Figur 13 Katalogstruktur for leveranse av data fra samkopieringsprosjekt 8 Metadata For samkopieringsprosjekter skal det etableres og leveres følgende typer metadata: Dekningsoversikter Tetthetsanalyse og punktetthetskart o SOSI-fil med punktetthetsverdi (terrengpunkt) pr. 10x10 m rute o Bildefil som viser Punkttetthetskart (terrengpunkt) 8.1 Dekningsoversikter SOSI-filer som inneholder avgrensingspolygoner med resultat fra de ulike analysene i samkopieringsprosjektet. Under er eksempel på innhold i den komplette dekningsoversikten som følger med det samkopierte datasettet:.flate 1:..OBJTYPE LaserDekningsområde..INFORMASJON STD AVVIK DATAFANGSTDATO DATAFANGSTDATO VERIFISERINGSDATO KURVE 1:..OBJTYPE LaserDekningsområdeAvgrensning Statens kartverk 2013 Side 26 av 27

27 8.2 Tetthetsanalyse Det skal etableres og leveres en dokumentasjon av oppnådd punkttetthet i form av en tetthetsanalyse av antall terrengpunkt (klasse 2) innenfor ruter på 10*10 meter. Tetthetsanalysen skal leveres som et sett med senterkoordinater for hvert 10*10 meters område med verdi for oppnådd punkttetthet på bakken innenfor området. Resultatet leveres som en SOSI-SVERM der punkt pr. m 2 er kodet som høydeverdi under..nøh. Eksempel:.SVERM 1..OBJTYPE PunktTetthet..NØH X Y 0.81 X Y 0.64 X Y 0.73 osv. 8.3 Bildefil som viser punkttetthet (terrengpunkter) For hvert prosjektområde skal det leveres en georeferert (sosi-fil) bildefil på tiff-format som viser punktettheten (terrengpunkt) i laserdataene. Bildefilene skal ha en oppløsning på 10*10 meter Punktettheten i laserdataene skal synliggjøres med farger i henhold til tabellen under. Fargeverdier Farge Punkttetthet R G B Lyseblå > 10 punkt Blått 5-10 punkt Grønt 2-5 punkt Gult 1-2 punkt Orange punkt Rødt punkt Magenta < 0.2 punkt Svart 0 punkt Figur 14 Eksempel på punkttetthetskart for terrengpunkter for et delområde av et prosjekt. Statens kartverk 2013 Side 27 av 27