HMK
– handbok i mät- och kartfrågor
Höjddata
2013 års arbetsdokument
Innehållsförteckning
1
Inledning ............................................................. 5
2
Om höjddata........................................................ 6
2.1
Vektordata............................................................................... 6
2.1.1 Punktmoln............................................................................... 6
2.1.2 Punkthöjder ............................................................................ 7
2.1.3 Brytlinjer .................................................................................. 8
2.1.4 Höjdkurvor ............................................................................. 9
2.2
TIN ......................................................................................... 11
2.3
Raster ..................................................................................... 12
2.3.1 Upplösning och interpolering ............................................ 14
2.3.2 Att tänka på kring rasterdata ............................................. 15
3
Höjdmodeller ..................................................... 16
3.1
Markmodell .......................................................................... 16
3.2
Ytmodell ................................................................................ 17
3.3
Andra höjdmodeller ............................................................ 18
3.3.1 Modell för ortorektifiering.................................................. 18
3.3.2 Objekthöjdsmodell ............................................................... 18
3.3.3 Differensmodell .................................................................... 19
4
Insamlingstekniker ........................................... 21
4.1
Luftburen laserskanning ..................................................... 21
4.2
Luftburen fotografering ...................................................... 21
4.3
Luftburen radar .................................................................... 21
4.4
Fordonsburen insamling ..................................................... 21
4.5
Geodetisk mätning ............................................................... 22
4.6
Digitalisering ........................................................................ 22
5
Ajourhållning ..................................................... 23
6
Kvalitetskontroll ................................................ 24
7
Produkter .......................................................... 25
7.1
Terränganalys ....................................................................... 25
7.2
Övriga produkter ................................................................. 25
8
Visualisering...................................................... 27
2 (33)
9
Lagring .............................................................. 28
9.1
Antal decimaler .................................................................... 28
9.2
Filformat ................................................................................ 28
9.2.1 Vektordata............................................................................. 28
9.2.2 TIN ......................................................................................... 29
9.2.3 Raster ..................................................................................... 30
9.3
Datakomprimering .............................................................. 30
9.4
Geografisk uppdelning ....................................................... 30
10 Metadata ........................................................... 33
3 (33)
1
Inledning
Detta dokument behandlar höjddata i allmänhet, med tonvikt på
data som utgör grunden för framställning av en topografisk höjdmodell. Djupdata eller modeller av bottenytan behandlas ej.
5 (33)
2
Om höjddata
Med höjddata avses här alla typer av geodata med uppgifter om
topografiska höjdförhållanden. Ofta är det markytans höjd som är
av intresse, men även höjden på olika objekt ovan markytan är en
vanlig typ av höjddata.
Höjddata kan struktureras på olika sätt beroende på insamlingsteknik och användningsområde.
2.1
Vektordata
Vektordata består av punkter, linjer eller polygoner med känd position både i plan och höjd. Höjdvärden kan antingen lagras som
tredimensionella koordinater på geometrierna, eller som attribut till
geometrier med endast plana koordinater. Det senare kan vara
lämpligt för exempelvis höjdkurvor, som har samma höjd i varje
brytpunkt.
2.1.1
Punktmoln
Rekommendation
Om ett markklassat punktmoln glesas ut till nyckelpunkter bör
övriga punkter bevaras.
Ett punktmoln består av en mycket stor mängd (miljontals) punkter
med tredimensionella koordinater. På grund av den stora datamängden behövs en effektiv indexering för att få god prestanda vid
bearbetning av ett punktmoln. För många tillämpningar behöver
punkterna också klassas, vilket innebär att de förses med ett attribut som talar om vilken typ av objekt som har träffats (se Figur 1).
Figur 1. Klassificerat punktmoln från luftburen laserskanning.
6 (33)
För att minska datamängden i ett punktmoln är det vanligt att det
glesas ut med någon lämplig metod. Punktmoln som representerar
markytan glesas vanligen ut till så kallade ”nyckelpunkter” (model
key-points). Detta innebär att punkter på naturliga brytlinjer som
släntkrön bevaras, medan punkter på släta ytor som vägbanor reduceras. Övriga punkter bör dock bevaras, antingen som en fristående datamängd eller som en separat klass.
2.1.2
Punkthöjder
Punkthöjder används främst för kartografisk representation av
höjdförhållanden och består av en begränsad mängd utvalda punkter på platser av speciellt intresse. Punkterna placeras exempelvis
på höjder och i sänkor, längs vägmitt, eller på specifika objekt ovan
markytan.
När man tar fram en punkthöjd från ett punktmoln kan man antingen välja ut ett faktiskt höjdvärde nära den önskade positionen,
som då förflyttas, eller interpolera fram ett nytt höjdvärde. Att använda faktiska höjder ger normalt en lägre lägesosäkerhet, men att
interpolera fram nya höjder kan minska genomslaget av eventuella
grova fel.
Punkthöjder är ett bra komplement till höjdkurvor, och ett yttäckande system av punkthöjder kan också vara ett sätt att indirekt
redovisa kurvors höjd. Ett tätare system kan även användas för nybyggnadskartor och andra kartprodukter som kräver mer detaljerad höjdredovisning än vad höjdkurvor kan ge. Textsättning av
punkthöjder är vanligtvis enklare än för höjdkurvor.
13.6
14.4
8
7A
15.0
7B
16.5
18.0
18.1
20.6
17.5
Figur 2. Kommunal primärkarta med punkthöjder både nära vägmitt och ute i
terrängen.
7 (33)
2.1.3
Brytlinjer
Information
Brytlinjer kan komplettera glesare höjddata och ge en höjdmodell som mer troget representerar den modellerade ytan. Om
de behövs eller ej beror på vilka krav som ställs på att skarpa
kanter troget återges i modellen.
Naturliga ytor som markytan är generellt sett släta. De har ofta en
viss textur eller ojämnhet, men skarpa kanter är ovanliga och ofta
skapade av människan. För att återge skarpa kanter i en höjdmodell
behövs en mycket hög punkttäthet och ett alternativ är att i stället
representera kanterna med brytlinjer.
Exempel på objekt som kan behöva brytlinjer för att troget återges i
en höjdmodell är diken, vägkanter, broar och stödmurar. Eftersom
det ofta handlar om stora datamängder är det vanligt att objekten
mäts in med fotogrammetriska metoder, men till viss del kan de
också tolkas direkt ur ett punktmoln. Det viktiga är att objekten
mäts in med en osäkerhet som i både plan och höjd är likvärdig
med eller lägre än den önskade lägesosäkerheten i slutprodukten.
Vid skapande av ett TIN kan brytlinjerna integreras med nätverket,
vilket förhindrar triangelbildning över brytlinjerna. På så sätt bevaras de skarpa kanterna i höjdmodellen.
8 (33)
2.1.4
Höjdkurvor
Rekommendation
Höjdkurvors ekvidistans bör vara minst 3 gånger större än den
underliggande höjdmodellens mätosäkerhet i höjd.
Ett lämpligt sätt att beskriva graden av generalisering av höjdkurvor är att ange en målskala där kurvorna ska vara kartografiskt tilltalande.
Höjdkurvor används främst för kartografisk representation av höjdförhållanden och skapas normalt genom interpolering från en
höjdmodell i TIN- eller rasterformat.
Vad som är en passande ekvidistans för höjdkurvor styrs främst av
den ursprungliga datamängdens lägesosäkerhet och täthet. Men
även användningsområdet och den modellerade ytans karaktär påverkar valet. Lämplig ekvidistans för kurvor från laserdata finns i
dokument Laserdata, luftburen insamling tabell 1.
För att åstadkomma kartografiskt tilltalande kurvor är det ibland
nödvändigt att utjämna den underliggande höjdmodellen innan
framställning av höjdkurvor, något som samtidigt minskar detaljeringsgraden. Vanligtvis behövs också en viss generalisering av kurvorna, så att de får en mjukare form. Det kan exempelvis vara aktuellt att avlägsna mycket små polygoner, samt att tillämpa algoritmer för linjeförenkling och linjeutjämning.
9 (33)
Figur 3. Höjdkurvor beräknade från en markmodell baserad på luftburen laserskanning. I detta fall är markytan (en plöjd åker) nära horisontell och småkuperad, och kurvbilden har blivit alldeles för detaljerad. Här är det troligen
nödvändigt med en viss utjämning av markmodellen.
Eftersom höjdkurvor i första hand är en kartografisk produkt är
textsättning av kurvorna ett viktigt moment. Kurvornas höjd, lagrade som koordinater eller attribut, bör sättas ut så tätt att man i
varje trolig vy i målskalan utan svårighet kan avläsa ytans höjd.
Tolkningen underlättas om exempelvis kurvan för var tionde meter
ges ett tydligare manér.
10 (33)
Figur 4. Höjdkurvor över ett område där höjddata har samlats in med geodetisk mätning.
2.2
TIN
Rekommendation
Triangelbildning över områden som saknar mätningar bör förhindras.
TIN (Triangulated Irregular Network) är en datastruktur som vanligtvis skapas genom Delaunay-triangulering av nyckelpunkter (noder). En fördel med TIN-strukturen är att den troget kan representera en yta med relativt få noder. En annan fördel är att datastrukturen gör det relativt enkelt att kombinera olika typer av höjddata.
Nackdelen är att eventuella grova fel får stort genomslag.
Triangelbildning över områden som saknar mätningar bör förhindras, till exempel genom att begränsa längden för trianglarnas sidor
eller genom att använda brytlinjer. Det kan krävas manuell justering för att få en optimal triangulering.
Ett TIN skapas vanligen internt av respektive programvara. Strukturen används ofta som mellansteg när man med hjälp av interpole-
11 (33)
ring vill gå från diskreta punkter (ofta ett punktmoln) till exempelvis höjdkurvor eller en höjdmodell i rasterformat. Vid projektering
kan ett TIN ibland spela en mer central roll, och när en optimal triangulering är bestämd används den sedan som referens vid exempelvis planering och volymbestämning.
Figur 5. TIN konstruerat från geodetiska mätningar. Notera att större områden som saknar mätningar har utelämnats.
2.3
Raster
Höjddata i rasterformat (även grid eller rutnät) har en regelbunden
struktur med höjdvärden i ett rätvinkligt rutnät med homogent avstånd. Varje värde representerar den genom interpolering beräknade höjden på den aktuella positionen. Geodata i rasterformat kan
visualiseras antingen som diskreta punkter, eller som en kontinuerlig modell genom ytterligare interpolering.
Geodata i rasterformat kan lagras effektivt eftersom plana koordinater endast behöver anges för en insättningspunkt. När även upplösningen är känd behöver sedan endast höjdvärdet anges för respektive position, vilket gör att datamängden minskar till ungefär
en tredjedel.
12 (33)
Figur 6. Exempel på höjddata i textbaserat rasterformat (ASCII Grid). I filhuvudet anges insättningspunkt och upplösning som georeferens. Därefter behöver endast höjdvärdet anges för respektive position.
Rasterstrukturen gör det också enkelt att tillämpa olika metoder för
datakomprimering. Vanliga icke förstörande komprimeringsalgoritmer som LZW (Lempel-Ziv-Welch) kan ofta halvera datamängden,
speciellt om antalet decimaler reduceras (ofta räcker två decimaler
för en höjdmodell).
Tack vare den enkla datastrukturen kan geodata i rasterformat analyseras och visualiseras enkelt och effektivt, och detta är den
främsta orsaken till dess popularitet.
13 (33)
Figur 7. Raster interpolerat från geodetiska mätningar. Färgskalan representerar olika höjder, där blå är lägst. Notera att värdet för pixlar i ej mätta områden är ”inga data”, men att en viss extrapolering har tillåtits. För visualisering
används här närmaste granne-interpolering.
2.3.1
Upplösning och interpolering
Rekommendation
Lämplig upplösning för höjddata i rasterformat styrs främst av
den ursprungliga datamängdens punktavstånd. Normalt bör
upplösningen motsvara det genomsnittliga punktavståndet.
Lämplig upplösning för raster från laserdata finns i dokument Laserdata, luftburen insamling tabell 1.
Framställning av höjddata i rasterformat kräver alltid interpolering,
vilket medför att höjdinformationen blir en approximation av den
ursprungliga datamängden. Störst blir skillnaden vid låga upplösningar och i kraftigt kuperad terräng.
Det finns många metoder för interpolering som är lämpliga för
höjddata, och alla har olika styrkor och svagheter. En metod som
fungerar bra i de flesta sammanhang är linjär interpolering i TIN.
Styrkan med denna metod är att brytlinjer troget bevaras, men
14 (33)
svagheten är att grova fel får stort genomslag och måste elimineras
före interpolering.
<På sikt generella råd kring val av interpoleringsmetod.>
2.3.2
Att tänka på kring rasterdata
Rekommendation
Metadata som upplyser om den ursprungliga datamängdens
punktavstånd eller punkttäthet är ett viktigt komplement till
höjddata i rasterformat och bör därför finnas.
För att bibehålla högsta möjliga kvalitet hos höjddata i rasterformat bör man utgå från den ursprungliga datamängden vid
förändring av upplösning eller transformation mellan olika
koordinatsystem.
Den homogena upplösningen hos höjddata i rasterformat kan orsaka att onödigt täta höjdvärden lagras på plana ytor. Samtidigt
bibehålls den höga upplösningen även i områden med glest underlag, något som användaren bör uppmärksammas på genom någon typ av metadata.
Ett alternativ är att markera områden som saknar mätningar som
ogiltiga. Detta kan göras genom att sätta berörda höjdvärden till ett
avvikande värde, som i filhuvud eller på annat sätt definieras som
”inga data” (no data). En fördel med det är att man undviker eventuella motsättningar mot andra höjddata med högre kvalitet.
Ett problem med höjddata i rasterformat är att förändring av upplösningen (så kallad omsampling), liksom transformation mellan
olika koordinatsystem, kräver interpolering. Det kan i sin tur försämra kvaliteten. I många fall är dock denna försämring marginell
och knappt märkbar.
15 (33)
3
Höjdmodeller
Rekommendation
Oavsett om höjdmodellen är i form av ett TIN eller ett raster
bör eventuella ogiltiga områden (som saknar mätningar) hanteras.
Information
En höjdmodell består av en sammanhållen mängd höjddata
som representerar en viss yta, exempelvis markytan.
De flesta höjdmodeller redovisar höjder i ett visst höjdsystem,
vanligen RH 2000. Men det finns även relativa höjdmodeller
som redovisar höjdskillnader, exempelvis vegetationshöjd.
En höjdmodell är kontinuerlig, så att man för varje plan position
inom täckningsområdet kan beräkna höjden. Därför krävs också en
definierad interpoleringsmetod, som sammanbinder diskreta höjddata till en kontinuerlig yta.
Ett vanligt sätt är att sammanbinda punkter och brytlinjer till ett
TIN, där höjden mellan noderna vanligtvis beräknas med linjär interpolering utifrån respektive triangels hörnpunkter.
Ett annat sätt är att utifrån samma TIN, eller med annan lämplig
interpoleringsmetod, omvandla diskreta höjddata till en höjdmodell i rasterformat. Men även till denna bör egentligen en lämplig
interpoleringsmetod definieras, som talar om hur höjden för positioner mellan angivna höjdvärden beräknas.
Oavsett om höjdmodellen är i form av ett TIN eller ett raster bör
eventuella ogiltiga områden (som saknar mätningar) hanteras. I ett
TIN kan man förhindra triangelbildning över sådana områden (se
Figur 5). Till ett raster kan man antingen bifoga polygoner som omringar områdena, eller definiera ogiltiga värden som ”inga data” (se
avsnitt 2.3.2).
3.1
Markmodell
I detta dokument används höjdmodell som en övergripande term,
medan markmodell avser en modell av markytans höjd. Ett i många
fall likvärdigt begrepp är terrängmodell.
Markmodellen utelämnar alltså objekt ovan markytan, som vegetation och byggnader. Vilka detaljer som ingår i markytan är inte helt
entydigt, och det kan ibland behöva specificeras. Detaljer som
stenmurar eller diken kan ställa särskilda krav på både insamling
16 (33)
och bearbetning av data, och kan därmed även innebära högre
kostnader om de ska inkluderas.
Figur 8. Markmodell baserad på luftburen laserskanning med både färgskala,
terrängskuggning och höjdkurvor. Notera att kurvorna till höger har för hög
detaljeringsgrad.
3.2
Ytmodell
Rekommendation
Temporära objekt som fordon bör om möjligt uteslutas ur en
ytmodell.
En ytmodell inkluderar även objekt ovan markytan, och redovisar
alltså höjder ovanpå eventuell vegetation och byggnader.
Figur 9. Ytmodell baserad på luftburen laserskanning med färgskala och terrängskuggning.
17 (33)
3.3
Andra höjdmodeller
3.3.1
Modell för ortorektifiering
En höjdmodell för ortorektifiering är vanligen en markmodell som
inkluderar broar och andra upphöjda objekt som bär vägar och
järnvägar, som annars deformeras i det färdiga ortofotot. För korrekt redovisning av broar är brytlinjer ofta en nödvändighet, men i
vissa fall kan det räcka med speciellt anpassade interpoleringsalgoritmer för att framställa en funktionell höjdmodell.
För att skapa ett så kallat sant ortofoto måste höjdmodellen också
inkludera byggnader och eventuellt även vegetation. För mer information om höjdmodeller för ortorektifiering se dokument Ortofoto, avsnitt Rektifieringsmodell. <Ortofotodokumentet är ännu
inte publicerat>
3.3.2
Objekthöjdsmodell
En objekthöjdsmodell redovisar höjden för objekt ovan mark, främst
vegetation och byggnader. I princip skapas modellen genom att
markmodellen subtraheras från ytmodellen och därför kallas den
ibland för normaliserad ytmodell. Modellen redovisar alltså inte höjder i ett höjdsystem, utan höjdskillnader relativt markytan.
Figur 10. Objekthöjdsmodell överlagrad med terrängskuggning. Den gröna
färgen blir mörkare med ökad objekthöjd, och övergår slutligen i rött. Grå områden har öppen mark.
18 (33)
3.3.3
Differensmodell
En differensmodell redovisar höjdskillnader mellan två höjdmodeller, och används för bland annat volymberäkningar och redovisning av motsättningar mellan olika höjdmodeller över samma
område.
Figur 11. Differensmodell beräknad genom subtraktion av en markmodell från
en annan. I blå och röda områden skiljer sig modellerna åt.
19 (33)
4
Insamlingstekniker
Vid insamling av höjddata är målet ofta att bygga upp en höjdmodell. Vilken insamlingsteknik som väljs beror till stor del på områdets storlek, men också på kvalitetskraven.
<På sikt bör insamlingstekniker kopplas till standardnivåer för
höjdmodeller.>
4.1
Luftburen laserskanning
Luftburen laserskanning är den i dag vanligaste tekniken för insamling av höjdinformation över stora ytor. Tekniken är effektiv
och förmår avbilda markytan även under måttligt tät vegetation.
För mer information se dokument Laserdata, luftburen insamling.
4.2
Luftburen fotografering
Innan laserskanningen utvecklades var luftburen fotografering den
vanligaste tekniken för insamling av höjdinformation över stora
ytor. Med fotogrammetriska metoder kan punkthöjder och brytlinjer mätas in manuellt, och i dag finns även potential för att skapa
punktmoln med hög kvalitet genom automatisk bildmatchning. För
mer information se dokument Laserdata, luftburen insamling.
För att en höjd ska kunna mätas fotogrammetriskt måste samma
punkt vara väl synlig i minst två flygbilder. Det gör att endast öppen mark kan karteras med denna teknik. I stadsmiljö krävs av
samma anledning stor övertäckning mellan flygbilder.
4.3
Luftburen radar
Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR eller IfSAR) är en
teknik som gör det möjligt att mycket snabbt samla in höjddata
över stora områden. Fördelen med radar är att tekniken kan användas från mycket hög höjd och även genom ett molntäcke.
Luftburen radar fungerar dock bäst i öppen terräng, och har problem
i både skog och stadsmiljö. Lägesosäkerheten är också betydligt
högre än för luftburen laserskanning, och standardosäkerheten i
höjd ligger vanligen runt 1 meter.
4.4
Fordonsburen insamling
Fordonsburen laserskanning med mobila system kan användas för
att samla in höjddata bland annat i stadsmiljö. Eftersom insamlingsavståndet är mindre kan en mycket hög detaljeringsgrad uppnås. Det gör det möjligt att exempelvis kartera kantsten och andra
detaljer som kan vara viktiga exempelvis vid detaljerad översväm-
21 (33)
ningskartering. För mer information om tekniken se dokument laserdata, fordonsburen insamling.
4.5
Geodetisk mätning
För små områden kan ibland geodetisk mätning vara den mest effektiva metoden för insamling av höjddata. Mätningen utförs vanligen med GNSS-teknik, totalstation eller terrester (stationär) laserskanner.
Vid mätning för en markmodell är fördelen med GNSS och totalstation att den som utför mätningen direkt kan mäta in punkter och
linjer där markytan bryter. Vad som utgör markyta eller ej avgörs
alltså redan ute i fält, och någon efterföljande klassificering behövs
inte. Geodetisk mätning ger alltså förutsättningar för insamling av
höjddata med mycket hög kvalitet.
Samtidigt måste den som utför mätningen kunna tolka terrängen
och hitta nyckelpunkterna. Det kan vara svårt att i fält överblicka
området och avgöra var mätningar bör göras. Ett alternativ är att
med terrester laserskanning samla in ett punktmoln och i efterhand
välja ut lämpliga punkter med manuella eller automatiska metoder.
4.6
Digitalisering
Digitalisering av äldre analogt material används endast i undantagsfall och beskrivs inte vidare här.
22 (33)
5
Ajourhållning
Liksom övriga geodata måste höjddata uppdateras i takt med förändringar i topografin. Det leder ofta till att en från början homogen datamängd med tiden kommer att bestå av data med olika ursprung. Det är då mycket viktigt med spårbarhet, så att varje del av
datamängden kan kopplas till metadata som beskriver dess ursprung och kvalitet (se avsnitt 10).
23 (33)
6
Kvalitetskontroll
Rekommendation
För en höjdmodell baserad på laserdata kan till viss del metodik från dokument Laserdata, luftburen insamling avsnitt Lägesosäkerhet tillämpas för kontroll av lägesosäkerhet.
Övrig testning bör utföras med stöd av SIS-TS 21145:2007 –
Statistisk provning av digital markmodell.
Kvaliteten på en färdig höjdmodell beror till stor del på mätosäkerheten för den insamlingsteknik som valts. Men även klassificering
av punktmoln, liksom interpolering, har stor inverkan på resultatet.
Andra vanliga felkällor är hantering av referenssystem, geoidmodeller och transformationer.
24 (33)
7
Produkter
Rekommendation
Vid leverans av produkter från en höjdmodell kan bör det tydligt framgå vilken metodik och beräkningsmetod som använts
för att ta fram respektive produkt.
7.1
Terränganalys
Grunden för många analyser på en markmodell är en beräkning av
respektive delytas normalvektor, det vill säga av markytans lutning
och lutningsriktning. Beräkningen kan utföras på olika sätt, delvis
beroende på typ av markmodell (TIN eller raster). Resultatet är i
båda fallen oftast en ny modell i rasterformat.
Figur 12. En markmodells lutning i gråskala.
Exempel på andra vanliga analyser på en markmodell är beräkning
av krökning och textur, som båda ger ytterligare information om
markytans karaktär.
7.2
Övriga produkter
Många geodataprodukter baseras helt eller delvis på en höjdmodell. Några vanliga exempel är stabilitetskartering, avrinnings- och
översvämningskartering, siktanalyser, samt utbredning av buller,
25 (33)
luftföroreningar eller radiovågor. I de flesta fall krävs kompletterande data.
Figur 13. Siktanalys där de skära områdena är synliga från en utsiktspunkt
nära bildens mitt.
26 (33)
8
Visualisering
En höjdmodell kan visualiseras på många olika sätt, där målet är att
tydliggöra ytans karaktär. En vanlig metod är att representera ytans
höjdvariationer med en lämplig färgskala. En annan intuitiv metod
är terrängskuggning, där ytans höjdvariationer representeras av
dess reflektans i förhållande till en fiktiv ljuskälla. Det är också vanligt med en kombination av dessa metoder (se Figur 9 för ett exempel).
För en mer exakt visualisering med möjlighet till detaljerad tolkning är punkthöjder och höjdkurvor effektiva (se Figur 2 för ett exempel).
27 (33)
9
Lagring
9.1
Antal decimaler
Rekommendation
Antal decimaler vid lagring av höjddata bör motsvara mätosäkerheten.
Höjder anges normalt som decimaltal i enheten meter. Onödigt
många decimaler kan öka datamängden och två är tillräckligt för de
flesta markmodeller. Höjdmodeller för noggrann projektering kan
ibland ha en mätosäkerhet på millimeternivå och då krävs följaktligen tre decimaler.
9.2
Filformat
Rekommendation
Man bör eftersträva att använda öppna eller väl dokumenterade filformat så att utbyte mellan olika system underlättas.
Det kan ibland vara en fördel att använda textbaserade filformat
som kan inspekteras med valfri texteditor, till skillnad från binära
format där datainnehållet endast kan läsas maskinellt.
Höjddata kan även lagras i en databas, vilket kan vara att föredra
om data ska bearbetas av många användare. För att få prestanda i
hanteringen av de ofta stora datamängderna krävs då en effektiv
indexering.
Det förekommer en mängd olika filformat för lagring av höjddata,
och valet av format beror i första hand på datastrukturen.
9.2.1
Vektordata
Det finns många filformat som är lämpliga för lagring av höjddata i
vektorformat (punkter, linjer eller ytor). Några vanligt förekommande är Shape, TAB eller MIF/MID, samt XML-baserade format
som KML och olika varianter av GML.
Även filformat avsedda för CAD (Computer-Aided Design), exempelvis DWG/DXF och DGN kan användas, men har ofta en mer
komplex struktur för både geometri och attribut.
Ett lämpligt filformat för alla typer av punktmoln är LASer File
Fomat (LAS), version 1.2 eller senare. Detta format är främst avsett
28 (33)
för laserdata, men kan användas även för punktmoln skapade med
annan teknik.
9.2.2
TIN
TIN är en datastruktur som ofta skapas internt av respektive programvara, vanligtvis genom Delaunay-triangulering. Något vanligt
förekommande filformat finns inte, utan det är noderna i nätverket
som utbyts, alternativt de sammanbindande linjerna eller själva trianglarna. Både noder, linjer och trianglar lagras som vektordata.
Triangulering av en uppsättning noder kan ge olika resultat beroende på vilken metodik som används, och ibland behöver också
resultatet justeras manuellt. Därför kan det vara en fördel att lagra
linjer eller trianglar, vilket garanterar en identisk yta oavsett programvara.
29 (33)
9.2.3
Raster
Det finns många filformat som är lämpliga för lagring av höjddata i
rasterformat. Två vanligt förekommande är TIFF (Tagged Image File
Format) och ASCII Grid. Det som krävs av formatet är dels att det
kan lagra höjdvärden som flyttal, dels att det inte använder förstörande komprimering. Annars vanliga rasterformat som GIF och
JPEG kan därför inte användas.
Vissa filformat för rasterdata har inbyggd georeferens där insättningspunkt och upplösning anges i filhuvudet. Andra format, exempelvis vanlig TIFF, kräver en kompletterande fil med denna information. Ett vanligt filformat för detta är world file, som är en textfil med information om bland annat insättningspunkt och upplösning.
9.3
Datakomprimering
Krav
Förstörande komprimering ska inte användas vid lagring av
höjddata i rasterformat med inbyggd komprimering.
Många filformat lämpliga för höjddata kan komprimeras kraftigt
med vanligt förekommande algoritmer. Nackdelen med komprimerade data är den längre tid som krävs för åtkomsten, något som
måste vägas mot den kortare överföringstiden om filerna distribueras.
Vissa rasterformat, exempelvis TIFF, har inbyggd komprimering
som kan utnyttjas. Icke förstörande algoritmer som LZW (LempelZiv-Welch) kan med fördel tillämpas, medan förstörande algoritmer
som JPEG inte ska användas.
9.4
Geografisk uppdelning
Krav
Vid leverans av höjddata med geografisk uppdelning ska en
indexfil alltid bifogas, där datafilernas utbredning redovisas
som polygoner med filnamnet som attribut.
Rekommendation
30 (33)
Det rekommenderas att använda en geografisk uppdelning enligt Lantmäteriets indexsystem för SWEREF 99.
Höjddata bör levereras i hanterbara filstorlekar och därför krävs
normalt någon form av geografisk uppdelning, vanligen i form av
ett rutsystem. En logisk namngivning av filerna bör tillämpas,
gärna där koordinaterna för något hörn av respektive ruta ingår.
En geografisk uppdelning enligt Lantmäteriets indexsystem för
SWEREF 99 kan tillämpas både för SWEREF 99 TM och för lokala
projektionszoner. För lämplig indelning i indexrutor av höjddata
baserat på laserdata se dokument Laserdata, luftburen insamling
tabell 1.
31 (33)
10
Metadata
Krav
Varje del av en datamängd ska ha en koppling till metadata
som beskriver dess ursprung och kvalitet.
Aktualitet och förväntad lägesosäkerhet ska anges.
För vektordata används med fördel metadata på objektnivå, så att
ursprung och kvalitet för varje individuell punkt, linje eller polygon
kan spåras. Även ett TIN kan hanteras på samma sätt.
För rasterdata är situationen mer komplicerad, och spårbarheten
blir ofta begränsad. I den mån det är möjligt bör dock områden med
likartat ursprung och kvalitet avgränsas, till exempel genom kompletterande polygoner med koppling till metadata.
33 (33)
