0. Introduktion til Geografisk InformationsSystem (GIS) og Geodata


Opdateret 18-08-2017

Indhold:

  1. Indledning
  2. Geografisk InformationsSystem
    1. Geografisk objekter
    2. Information
    3. System
  3. Geografiske data (Geodata)
    1. Programmets overordnede opdeling af geodata
    2. Geodatas 'intelligens'
    3. Det topografiske tema
    4. Adressetemaet
    5. Vej- og stimidtetemaet
    6. Højdetemaet
    7. Matrikeltemaet
····································· Relateret programdokumentation ······································
  •  

1. Indledning

Med dette kapitel introduceres brugere til Ledningsregistreringsprogrammets overordnede formål, ved at sætte denne i sammenhæng med en generel præsentation af begreberne Geografisk InformationsSystem (GIS) (afsnit 2) og Geodata (afsnit 3).

2. Geografisk InformationsSystem

Dansk FjernvarmeForsyningers EDB-Selskab's tekniske programpakke til ledningsregistrering og hydraulisk/termisk beregning af fjernvarmenet er et geografisk informationssystem (forkortet GIS), der er målrettet fjernvarmebranchen, men som problemfrit kan anvendes til ledningsdokumentation af andre forsyningsformer.

GIS består i princippet af følgende tre komponenter:

  • Geografisk: En geografisk flade hvortil database-informationer kan relateres.
  • Information: Databaser indeholdende geo-relaterbare informationer.
  • System: Programapplikation, der udfører operationer på de tilgængelige data.

Grundlæggende udfører GIS til ledningsregistrering m.v. følgende programoperationer:

  • at lagre geografiske og egenskabsmæssige informationer om ledningsnettet,
  • at integrere med forbruger-, installations-, måler-, forbrugs- og ejendomsdata,
  • at relatere (sammenknytte) geografiske data med data fra databasen,
  • at analysere data gennem sammentællinger, sammenstillinger og avancerede beregninger,
  • at præsentere informationerne og resultaterne analogt (papirudskrifter og -udtegninger) og digitalt (på skærmen, via Internettet osv.),
  • at eksportere/udgive informationerne og resultaterne offline gennem dataudveksling (grafik-, tekstfil mv.) eller som online-tjenester (WEB-selvbetjening mv.).

I de følgende afsnit behandles nærmere:

  • Afsnit 2.1: Geografiske objekter,
  • Afsnit 2.2; Database-information og relation til grafik,
  • Afsnit 2.3; System-begrebet.

2.1 Geografisk objekter

I et Geografisk Informationssystem relateres informationerne til geografiske objekter; det vil sige objekter, hvis beliggenhed entydigt kan fastlægges i et lige så entydigt referencesystem. For således at kunne tale om et GIS skal objekterne altså være stedfæstelige til jordoverfladen.

Der kan grundlæggende skelnes mellem et raster- og et vektor-GIS;

  • i et raster-GIS er geografiske objekter (kort) repræsenteret i form af celler (pixels) der hver især indeholder værdier.
    Disse forskellige værdier omsættes oftest til forskellige farver.
  • I et vektor-GIS er geografiske objekter repræsenteret i form af et punkt, en linie, en strækning eller en flade.

I det følgende behandles udelukkende vektor-GIS.

Punktet: Punktet er det mindste og simpleste geometriske objekt, der findes. Et punkt kan være en simplificering af f.eks. et indmålt træ hvor til der så knyttes en (træ-)signatur. Et punkt kan også anvendes til at opbygge en mere kompleks geometri som en linie.

Linien: Mellem to punkter kan der trækkes en linie, der så kan have forskellige forløb; det kan være en ret (lige), en del af en cirkel (cirkelbue=arc), en ellipse, en klotoidebue m.v.

Strækningen: Samles flere på hinanden følgende linier, der indbyrdes er knyttet sammen i fælles punkter, danner disse linier en strækning.

Fladen: Strækninger, der ender i sit eget begyndelsespunkt og ikke krydser sig selv, definerer én lukket flade. Objekter som f.eks. bygninger, søer m.v. bør være defineret som flader. Sådanne flader bestående af et væsentlig antal knækpunkter kaldes også for polygoner/mangekanter (poly=mange, gon=kant) som den femkantede bygning Pentagon (=femkant).

Netværks-GIS er en betegnelse for et GIS, der er specialiseret til netværksregistrering og -analyser. Denne specialisering er velegnet til anvendelse på fjernvarmes distributionsnet, der er transport-orienteret ligesom trafik- og andre forsyningstyper.

2.2 Information

Det kendetegnende ved et Geografisk Informationssystem er mulighederne i at udnytte den direkte relation mellem geometri og databasernes informationer.

Geo-nøglen er betegnelsen for den specifikke 'nøgle', der entydigt sammenknytter givne data med de geografiske objekter i kortet.

I databaser med forbrugerinformationer, er forbrugernummeret ofte den entydige identifikation; dét der kaldes den primære nøgle. For at kunne anvende forbrugernummeret som geo-nøgle skulle vi således have et kort med de tilsvarende forbrugernumre. Dette har vi i de fleste tilfælde ikke, da forbrugernummeret er et lokalt administrativ identifikation oprettet af varmeværket selv.

I stedet gøres oftest anvendelse af en sekundær nøgle; postadressen. Den er ikke i samme grad entydig, men er til gengæld hurtigere og lettere at tilveje bringe fremfor selv at danne kortet.

Skitse over sammenhænge mellem ledningsgeometri/-model og de tilknyttede registre med tilhørende egenskabs-informationer.

2.3 System

Et geografisk InformationsSystem kan systembetragteligt opsplittes i elementerne/begreberne Hardware, Software, Data, Metoder og Mennesker.

Hardware dækker det fysiske udstyr, der lagrer, transporterer og behandler data.

Software dækker det eller de databaseprogrammer, der modtager, afsender og organiserer data samt programapplikationer, der behandler data.

Data dækker de geometriske og egenskabsmæssige informationer, der lægger til grund for GIS'ets anvendelse.

Metoder dækker de enkelt procedurer (måder) data indsamles, ajourføres, behandles, anvendes, analyseres osv.

Mennesker dækker den organisation af personer, der skal anvende til GIS'et. Herunder kommer i betragtning om disse personers mål og forventninger hertil samt deres kundskab/uddannelse i håndtering af GIS.

3. Geografiske data (Geodata)

Geodata eller Geografiske data er informationer, der kan stedfæstes geografisk; dette svarer til GIS i beskrivelsen ovenfor, hvor:

  • Den geografiske stedfæstelse foretages gennem entydige nøgler (geo-referencer) til punkter, linier, strækninger eller flader (arealer) i et kortværk (grundkort) [afsnit 2.1],
  • Informationsindholdet er de alfanumeriske (tekster) eller numeriske (tal) værdier, der knyttes hertil [afsnit 2.2].

3.1 Programmets overordnede opdeling af geodata

I DFF|EDBs tekniske programpakke til ledningsregistrering og hydraulisk/termisk beregning af fjernvarmenet arbejdes med følgende fire overordnede kategorier af geodata:

  • Grundkortdata, (de grønne bokse) er geografisk geometri og datainformation, der er udspecificeret gennem formatbeskrivelser.
  • Ledningsgeometri, (den lilla boks) er geografisk geometri relateret til forsyningsanlæg og -ledninger.
  • Datafelter (den blå boks) indeholder forskellig typer tekst- og værdiinformationer, der overføres til ledningsgrafikken som påskrifter.
  • Dimensionsgeometri (den orange boks) er en speciel type geometri.

Indenfor grundkortdata anvendes begreberne:

  • Grundkort anvendes ofte om den samlede leverance af kortværk, der modtages fra kortleverandøren; altså stort set alle andre oplysninger, end de Værket selv har skulle registrere!
  • Det topografiske tema indeholder geografiske informationer om udvalgte fysiske objekter på jordoverfladen. Det topografiske tema er nærmere beskrevet i dette kapitels afsnit 3.3.
  • Adressetemaet er et administrativt tema, der omfatter geo-relatering af hhv. gadenavne og husnumre. Adressetemaet er nærmere beskrevet i dette kapitels afsnit 3.4.
  • Vejmidtetemaet er ligeledes et administrativt tema, der omfatter geo-relatering af vejbanens centerlinie. Vejmidtetemaet er nærmere beskrevet i dette kapitels afsnit 3.5.
  • Højdeinformationer er dét topografiske tema, der omhandler landskabets/terrænets niveauforhold. Højdetemaet er nærmere beskrevet i dette kapitels afsnit 3.6.
  • Matrikelgrænser og matrikelnumre er - sammen med tingbogen - det juridiske grundlag for ejerforhold til fast ejendom i Danmark. Matrikeltemaet er nærmere beskrevet i dette kapitels afsnit 3.7.

3.2 Geodatas 'intelligens'

Introduceres begrebet 'geodatas intelligens' kan de forskellige typer af geodata opdeles i forskellige grader af intelligens - jo højere intelligens des større krav til kodningens og formateringens nøjagtighed:

  • DSFL-formatet
  • DSFL-formatet
  • DXF-formatet
Geodata med 'høj intelligens':
  • Adressetemaet:
    » Vejnavne som punktinformation
    » Vejmidter
    » Husnumre
  • Højdetemaet:
    » Kotepunkter
    » Højdekurver
  • Matrikeltemaet:
    » Matrikelgrænser
    » Matrikelnumre
Geodata med 'lav intelligens':
  • Topografisk tema herunder trafikinformation

Gennem programmet anvendes disse geodata aktivt i større eller mindre grad - de angivne temaer er nærmere beskrevet nedenfor.

3.3 Det topografiske tema

Det topografiske tema udarbejdes primært ud fra luftfotos, og vil således indeholde udvalgte synlige objekter på jordoverfladen; dette dækker objekter som dæksler, indmålte træer, bygninger, hegn, kantsten langs veje m.v.

Temaet kan i særlige tilfælde suppleres med jordbaserede opmålinger, men udføres ikke ofte, da dette fordyrer kortproduktet.

Trafikinformation er en undergruppe til det topografiske tema, der omfatter specifikke objekter specialiseret omkring transportsektoren (vej, jernbane, flyvepladser og havneanlæg).

Typiske fejlfortolkninger af specifikke objekter i det topografiske tema er:

  • bygninger, der set fra luften er registreret ved tagudhæng og ikke ved glat mur, samt
  • anvendelsesgrænser (hegn, dyrkningsgrænser osv.), der fejltolkes som matrikulære skel.

3.4 Adressetemaet

Adressetemaet er betegnelsen for:

  • husnumrenes og gadenavnenes placering samt
  • de tilhørende adressekoder (kommune- og vejkoder)

Denne stedfæstelse og kodefastsættelse af adresser anvendes gennem programmet:

  • internt til al adressering ifm. styklistens punktkode-adressering, knudepunkter, Hoved- og Stikledningsregisterets start- og slutpunktsadressering, ledningsstrækninger komponenter osv., og
  • som ekstern relation mellem grundkortets husnumre og adresseinformationerne i de tilknyttede forbrugeroplysninger.

Idet programmet anvender gadenavne og navnlig husnumre aktivt, bliver disse særlige geo-relaterede informationer lagret i særlige tabeller. Der er således særlige menupunkter ifm. tilføjelser, ændringer og sletning af disse datatyper.

Enhedsbetegnelser vil ikke forekomme i officielle kortværker og bør derfor også undgås oprettet manuelt af brugeren i grundkortet, da disse vil blive fjernet ved næste opdatering af adressetemaet.

Gennem de daglige ændringer i forbrugerdatabasen i form at nyoprettelse, flytning, adresseændring (redigering) og installationsnedlæggelse (sletning), kan der således opstå manglende relationer imellem andre datatyper som forbrugerdatabasens informationer, komponentregisterets adresseinformationer, forbrugertilslutninger m.v. Dette bør der således efterfølgende kontrolleres for med de hertil vedkommende kontrol- og reparationsfunktioner.

Der kan udføres en løbende ajourføring af grundkortets adressetema som følge af den almindelige byudvikling og eventuelle administrative ændringer udført af adressemyndigheden (kommunen) i de eksisterende adresser.

3.5 Vej- og stimidtetemaet

Vej- og stimidten betegner det administrative (ikke-synbare) tema, der er sammensat af følgende to elementer:

  • det grafiske element, der udarbejdes bl.a. på baggrund af identifikation af de synlige vej- og stiafgrænsninger (kantsten eller øvrig kørebaneafgrænsning).
  • det koderelaterede element, der tildeles hvert af de grafiske elementer.

Der findes pt. to forskellige officielle kodesystemer for vej- og stimidtetemaet:

  • CPR-vejkoden, der sammen med kommunekoden er entydigt identificerende. Det er CPR-vejkoden, der oftest anvendes; bl.a. i OIS.DK.
  • Det administrative vejnummer, der anvendes ved vejvæsnets vejadministration (vedligeholdelse, vintertjeneste m.v.).

3.6 Højdetemaet

Højdetemaet omfatter geografiske data, hvis formål er at fastlægge det pågældende terræns indbyrdes højdeforhold - disse geografiske data kan opdeles i kotepunkter og højdekurver.

Kotepunkter er enkeltpunkter med en tilhørende højdeangivelse. Afhængig af datafangstmetoden foreligger de enten systematiske i f.eks. et kvadratnet eller som 'følgeinformation' til de enkelte indmålte objekter. Kotepunkter kan anvendes til fastlæggelse af højdeniveaukurver.

Højdekurver er ofte blødt tilpassede niveaulinier, der hver angiver én relativ højde (kote) i forhold til det valgte højdereferencesystem - ofte i form af halvmeter kurver som f.eks. 49,5m-kurven. Højdekurver kaldes også vandstandslinier, da de vil være grænsen mellem land og vand hvis havoverfladen steg til kote-værdien.

3.7 Matrikeltemaet

Matrikeltemaet er betegnelsen for det juridisk kortværk, der sammen med tingbogen, fastlægger ejerforhold omkring fast ejendom i Danmark.

De 'korrekte' matrikeloplysninger er således et udtræk fra Kort og Matrikelstyrelsens matrikelkort på et givet tidspunkt. Heraf bør bemærkes følgende to ting;

  • for det første kan dataudvekslingens indholdsformat bære forskellige typer af matrikelinformation
  • for det andet er udtrækkets aktualitet - altså hvornår er udtrækket fra.

I Matrikelsystemet er kodesystematikken opbygget ved: