Transformation av geodetiska höjdnät med flygburen laserskanning : En inledande genomförbarhetsstudie

När kraven på mätosäkerhet är hög vid geodetiska mätningar behövs geodetiska referenssystem realiserade av geodetiska nät av hög kvalitet. Etableringen och transformation till överordnade referenssystem i höjd av dessa nät genomförs idag ofta med terrestra metoder som avvägning, vilket är ett noggrant men tidskrävande arbete. Det finns flera försök att använda sig av andra metoder såsom GNSS, men en möjlighet skulle även vara att använda punktmoln från flygburen laserskanning. Detta arbetes syfte är att undersöka om punktmoln kan användas till transformation av ett geodetiskt höjdnät i Sandvikens kommun. Nätet består av cirka 500 fixpunkter och har 2010 transformerats till RH2000 av Lantmäteriet. Det använda punktmolnet har producerats av Lantmäteriet och har en medelavvikelse om 0,05 m på plana hårdgjorda ytor. Detta är relativt högt då vanligen osäkerheter på millimeternivå önskas vid transformationer. Men eftersom medeltal kan reducera slumpmässiga avvikelser i enskilda mätningar kan en transformation bestående av ett medelhöjdskift möjligen ge ett tillfredsställande resultat. Medelhöjdskiftet är då ett medeltal av flera höjdskift beräknade på olika ställen i punktmolnet. Genom att avväga höjdskillnaden mellan fixpunkterna i nätet och punkter på markytan som med olika metoder höjdbestäms utifrån punktmolnet har höjder för fixpunkterna enligt punktmolnet erhållits. Dessa har jämförts med RH2000 höjder enligt Lantmäteriets transformation för att beräkna en avvikelse, samt med de äldre lokala höjderna för att beräkna ett höjdskift. Genom att beräkna medelvärde och dess osäkerhet för höjdskiftet över hela nätet har en uppfattning om metodens lämplighet erhållits. Höjdskiften låg överlag inom några millimeter från det som Lantmäteriet beräknat, med 3 mm osäkerhet för den överlag bästa metoden. Även om höjdskiftets och därmed transformationens osäkerhet delvis blev något hög jämfört med avvägning så kan punktmoln ändå vara ett lämpligt alternativ. Speciellt i mera avlägsna områden utan bra anknytningar till det överordnade nätet kan det vara intressant. Det finns dock många parametrar som ännu inte utforskats, bland annat vissa eventuella systematiska avvikelser.When the requirements on accuracy and precision are high for geodetic measurements you need geodetic reference systems realized with geodetic control networks of high quality. Today, establishment and transformation to higher order reference systems for height usually uses terrestrial methods like levelling. While highly accurate these result in time consuming work. There have been a couple attempts at using other methods for this task, for example GNSS, but another possibility might be usage of point clouds from airborne laser scanning. As a starting point for further studies this study attempts to use point clouds to transform a geodetic height network in Sandviken municipality, Sweden. The network consists of around 500 benchmarks and has been transformed to the national reference system for height, RH2000, by the Swedish national geodetic survey (Lantmäteriet) in 2010. The point cloud used is also produced by Lantmäteriet and is said to have a mean error of 0,05 m. This is relatively high since the requirements usually are in the millimeter range when determining transformation parameters, but if the transformation only consist of a single height shift calculated as a mean from several height shifts derived from the point cloud any random errors in the point cloud should be reduced. By measuring the height difference between benchmarks and points on the ground, that through different methods are given heights according to the point cloud, heights of the benchmarks have been determined according according to the point cloud. These can be compared to heights in RH2000 according to the transformation performed by Lantmäteriet to see their deviation from the assumed true value. Further comparisons against the older local heights of the benchmarks give a height shift that can be used as a simple transformation. By calculating a mean and uncertainty an estimation of the suitability of the method can be achieved. The all height shifts deviated a few millimeters from the result Lantmäteriet got, with uncertainties around 3 mm for the overall best method. Even if the uncertainty of the shift and therefore the transformation ended up somewhat high compared to what Lantmäteriet achieved it is still believed that point clouds may be or become a viable alternative. Especially in more remote regions without good connections to the higher order network. There are many parameters that have not yet been explored though, as well as some potential systematic errors that should be further investigated