Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

1 1.9.2005 Gis forelesning 2 GIS for mineralutvinning.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "1 1.9.2005 Gis forelesning 2 GIS for mineralutvinning."— Utskrift av presentasjonen:

1 Gis forelesning 2 GIS for mineralutvinning

2 Gis forelesning 2 – Definisjon av GIS til bruk i mineralutvinning Geomatikk – Kartfremstilling - GIS – Basiskart Kart i Norge Referanserammer – Tematiske kart og modeller Innsamling av geodata – Typer geodata i mineralutvinning – Datafangst og dataoverføring Lagring av geodata – Metadata, modeller av virkeligheten, Prosedyrer for behandling av geodata Evaluering av geodata – Datakvalitet / verifisering – Romlig analyse (form og variasjon) Presentasjon av geodata – Visuelle variable – Oppsummering Innhold i faget

3 Gis forelesning 2 – Definisjon av GIS til bruk i mineralutvinning Geomatikk – Kartfremstilling - GIS – Basiskart Kart i Norge Referanserammer – Tematiske kart og modeller Innsamling av geodata – Typer geodata i mineralutvinning – Datafangst og dataoverføring Lagring av geodata – Metadata, modeller av virkeligheten, Prosedyrer for behandling av geodata Evaluering av geodata – Datakvalitet / verifisering – Romlig analyse (form og variasjon) Presentasjon av geodata – Visuelle variable – Oppsummering Innhold i faget

4 Gis forelesning 2 Norske høydereferanser Norsk normalnull Nord-norsk normalnull Men: Dybder – lavvann - Gitt i forhold til lavvann Seilingshøyder (frihøyder) - Gitt i forhold til høyvann Høydereferanse

5 Gis forelesning 2 Geoidehøyden kan beregnes på bagrunn av en geoidemodell ved bl.a en interpolasjon. h Topografi H N Ellipsoide Geoide P h = H + N N = Geoidehøyde h =Ellipsoidisk høyde (fra GPS) H = Høyde over Geoiden (~Ortometrisk høyde) Høydereferanse

6 Gis forelesning 2 Temakart - Mineralutvinning –Innsamling –Lagring –Evaluering –Presentasjon

7 Gis forelesning 2 – Definisjon av GIS til bruk i mineralutvinning Geomatikk – Kartfremstilling - GIS – Basiskart Kart i Norge Referanserammer – Tematiske kart og modeller Innsamling av geodata – Typer geodata i mineralutvinning – Datafangst og dataoverføring Lagring av geodata – Metadata, modeller av virkeligheten, Prosedyrer for behandling av geodata Evaluering av geodata – Datakvalitet / verifisering – Romlig analyse (form og variasjon) Presentasjon av geodata – Visuelle variable – Oppsummering Innhold i faget

8 Gis forelesning 2 Datainnsamling Datafangst DirekteIndirekte Dataoverføring

9 Gis forelesning 2 Innsamling av geodata - datafangst Direkte måling - GPS - Totalstasjon (TPS) Indirekte måling - Fotogrammetri - Fly - Terrestrisk - Satellittfjernmåling - Laser mapping - Batymetri – (dybdemåling i vann)

10 Gis forelesning 2 - Vanlig kodemåling - Differensiel kode - Differensiel faseglattet kode - Differensiel fase Datafangst – GPS

11 Gis forelesning 2 Avstand måles til hver satellitt med hjelp av en tidsvarierende kode Normale GPS mottagare benytter ”billige” klokker. De er mye mindre nøyaktige enn de som er om bord i satellittene.  Feil på mottagerklokken gir feil i signalets gangtid  Feil i posisjon Datafangst – GPS - Kodemåling

12 Gis forelesning 2 4 avstander for å løse ut lengde, bredde, høyde & tid Nøyaktighet m Datafangst – GPS - Kodemåling m uten SA effekten m med SA-effekten

13 Gis forelesning 2 Koden Når bare Koden benyttes Referansen står over en kjent koordinat  Regne ut korreksjoner på satellittobservasjonene (klokkene). Sende korreksjonsdata fra base til rover. (Evnt. etterprosessere) Nøyaktigheten blir 2m - 5m Baslinje vektor B A Datafangst – GPS - Differensiel kodemåling (DGPS) Rover Base

14 Gis forelesning 2 Med Faseglatting: - Faseglatting krever en mottager som kan observere fasen også. - Faseobservasjonen blir brukt til å forbedre kodeløsningen. Nøyaktighet: - Etterprosessering eller sanntid: 30 cm Datafangst – GPS - Differensiel kodemåling med faseglatting

15 Gis forelesning 2 Fase og kode Både Fase og kode benyttes  nøyaktigheten 5 mm + 1ppm Kan nå nøyaktighet ned i 3 mm ppm Forutsetter at heltallet (antall hele bølger/faser) kan løses ut (FIX-løsning). Baslinje vektor B A Datafangst – GPS - Differensiel fasemåling

16 Gis forelesning 2 Datafangst – GPS - Nøyaktighet Vanlig håndholdt GPS (vanlig kodemåling) < 21m i 95% av tiden (2-21 m) –Med korreksjonsdata (Differensiell kode) EGNOS 5m FM Dark/PocketVRS 1-2m

17 Gis forelesning 2 Vanlig håndholdt GPS (vanlig kodemåling) < 21m i 95% av tiden (2-21 m) –Med korreksjonsdata (Differensiell kode) EGNOS 5m FM Dark/PocketVRS 1-2m GPS med faseglatting –Med korreksjonsdata 0.8 – 0.3 m Datafangst – GPS - Nøyaktighet

18 Gis forelesning 2 Vanlig håndholdt GPS (vanlig kodemåling) < 21m i 95% av tiden (2-21 m) –Med korreksjonsdata (Differensiell kode) EGNOS 5m FM Dark/PocketVRS 1-2m GPS med faseglatting –Med korreksjonsdata 0.8 – 0.3 m GPS - fasemåling –Med korreksjonsdata 0.05m i 95% av tiden Datafangst – GPS - Nøyaktighet NB! Dette er usikkerheten i horisontalplanet I vertikalplanet er den 1.5 – 2 ganger større.

19 Gis forelesning 2 Teodolitt - Vinkel måling Må ha en avstandsmåler i tillegg - Settes gjerne på toppen av teodolitten  Laser og kikkert ikke samme akse Datafangst – Teodolitt + laser

20 Gis forelesning 2 Totalstasjon Integrert -Teodolitt -Laser avstandsmåler -Lagringsenhet (digital målebok) Datafangst – TPS ( total positioning station ) TDM5005 Lite ”fotavtrykk” dvs avstanden måles til et konsentrert område på flaten det måles til.

21 Gis forelesning 2 Totalstasjon Gruvemåling Datafangst – TPS ( total positioning station )

22 Gis forelesning 2 Datafangst – TPS ( total positioning station ) Totalstasjon Gruvemåling

23 Gis forelesning 2

24 Gis forelesning 2

25 Gis forelesning 2 Motorisert totalstasjon - Teodolitt - Laser avstandsmåler - Lagringsenhet (digital målebok) Kan fjernstyres fra prismet - Søker og låser prismet Datafangst – TPS ( total positioning station ) TDA5005

26 Gis forelesning 2 Datafangst – TPS ( total positioning station ) - Nøyaktighet og rekkevidde Reflekterende flater eller reflekterende tape - Avstandsnøyaktighet ± 0.5 mm - Rekkevidde: m CCR (Corner cube reflectors) - Avstandsnøyaktighet ± 0.2 mm - Rekkevidde: m - Vinkelmåling: 0.15 mgon - Punktnøyaktighet: ≤ 0.3 mm

27 Gis forelesning 2 Datafangst – TPS ( total positioning station ) - Nøyaktighet og rekkevidde 360º Surveying Prisms (GZR121) - Avstandsnøyaktighet ± 0.5 mm + 2 ppm - Rekkevidde: m Surveying Prisms (GPH1P) - Avstandsnøyaktighet ± 0.5 mm + 2 ppm - Rekkevidde: m - Vinkelmåling: 0.15 mgon - Punktnøyaktighet: ≤ 0.3 mm

28 Gis forelesning 2 Datafangst – Laser mapping - Indirekte metode (fra fly/helikopter) Integrering av - Pulslaser (LIDAR) ; sender ut laserpuls og måler gangtid  avstand - Inertial reference systems (INS) ; Orden på flyets orientering - Global positioning satellite system (GPS) ; Orden på flyets posisjon  Etter-prosessering : INS +GPS  XYZ koordinatene til hver reflekterte laserpuls Nøyaktighet: Høyde: (Absolutt 15 cm, relativ 5 cm) ; XY data ~ 10 cm – 1m Svært rask metode: Flere 1000 punkt/s  10 millioner punkt/time Kommersielt tilgjengelig først de siste 5 år Aktive sensorer (laser ut) i motsetning til foto.  mindre væravhengig, kan ”se” gjennom trær, god selv om lav kontrast/relieff, og kan benyttes om natta. Kan kombineres med for eksempel digital kamera  drapere bilder over terrengmodeller

29 Gis forelesning 2 Datafangst – Laser mapping - Indirekte metode (fra fly/helikopter)

30 Gis forelesning 2 Datainnsamling Datafangst DirekteIndirekte Dataoverføring

31 Gis forelesning 2 Dataoverføring Overføring - Av digital informasjon - Datafiler fra et format til et annet - Rasterisering (vektor til raster) - Vektorisering (raster til vektor) - Av analog informasjon (til digital form) - Attributt informasjon (feltbøker, notater etc.) - Skanning av kart - Digitalisering av kart Prosess - Overføring posisjonsdata - Overføring attributt data - Verifisering av data (datakvalitet) og editering - Knytte sammen posisjonsdata og attributt data (kan gjøres under dataoverføringen)

32 Gis forelesning 2 Dataoverføring Digitalisering - Samkjøre digitaliseringsbordets koordinatsystem med kartets koordinatsystem kjente punkter må defineres på kartet og digitaliseringsbordet Aktivt område: 1524 mm x 3505 mm Nøyaktighet: ± mm Aktivt område: 305 x 457 mm

33 Gis forelesning 2 Dataoverføring Skanning - Informasjon fra analog form til digital raster form - Prisnipp: - Ulik lysintensitet som reflekteres fra papiret som skannes - CCD (Charge Couples Devices) Halvledere som oversetter fra fotonintensitet i lyset til elektronintensitet som kan lagres som en digital verdi Planskanner: A4 (216x297 mm) Planskanner: A3 (297 x 420 mm) Maks dokumentstørrelse: 1067 mm

34 Gis forelesning 2 Innsamling i et GIS – forenkling av virkeligheten Formål: Beskrive virkeligheten, ved å samle inn data om den.  Gjør forenklinger, ofte konsentrert om bestemte tema. Går fra virkelighet til modell uansett hvor detaljert vi prøvetar.  All informasjon som ligger i et CAD/GIS er modeller eller utdrag av virkeligheten Modellene kan være gode eller dårlige representasjoner av virkeligheten

35 Gis forelesning 2 Stegene fra virkelighet til analog eller digital representasjon av den Virkeligheten Syn på vikeligheten (konseptuell modell) Abstraksjon av virkeligheten (analog modell) Innsamling i et GIS – forenkling av virkeligheten

36 Gis forelesning 2 Gestalt fenomener Innsamling i et GIS – forenkling av virkeligheten

37 Gis forelesning 2 Stegene fra virkelighet til analog eller digital representasjon av den Virkeligheten Syn på vikeligheten (konseptuell modell) Abstraksjon av virkeligheten (analog modell) Formalisering av den analoge modellen (romlig data modell) Representasjon av den romlige data modellen i datamaskinen (database modell) Representasjon av database modellen i en fil struktur i maskinens minne (fysisk data modell) - Metoder for data håndtering (data manipulasjon modellen) - Metoder for presentasjon av de romlige dataene (grafisk modell) Innsamling i et GIS – forenkling av virkeligheten

38 Gis forelesning 2 Modell i et CAD/ GIS Virkelighet Innsamling i et GIS – forenkling av virkeligheten

39 Gis forelesning 2 To hovedmåter å representere form og posisjon for geodata på (konseptuell modell) Separate enheter (Eks. Hus, veier, gruveganger) - Separate, klart atskilte objekter - definere og gjenkjenne - beskrive attributter - definere grensene og posisjonen Kontinuerlige felt (Eks. Temperatur, terrenghøyder, forurensing, mineralisering, bilde) - Parametere som varierer innen et område - Ofte antas å variere jevnt og kontinuerlig Forståelse av romlige prosesser, kvalitetsvariasjoner  kontinuerlig felt Offentlig administrasjon & planlegging  Enheter Innsamling i et GIS – forenkling av virkeligheten

40 Gis forelesning 2 Separate enheter (objekter) - Benytter en av de tre grunnleggende geometriske datatypene - Punkter - Linjer - Arealer (polygoner)  Vektor data modell Ofte anbefalt når formen er konstant, mens attributtene varierer - for eksempel eiere av hus. (Vanligst i vanlige GIS systemer) Skala avhengig - en by (punkt til areal) - en vei (en til to linjer) Innsamling i et GIS – forenkling av virkeligheten

41 Gis forelesning 2 Tesselasjon av trekanter Teselasjon av kvadrater Tesselasjon av heksagoner Representasjon av form og posisjon for geodata Kontinuerlige felt - Variasjonene gjerne for komplekse til å bli representert av en matematisk funksjon - Må gjerne dele (diskretisere) feltet opp i mindre enheter (tesselasjoner), der hver enhet tilordnes parameterverdier. Ofte anbefalt når formen varierer, mens attributtene varierer - for eksempel utstrekningen av et vann. (Vanligst i vanlige GIS systemer) Innsamling i et GIS – forenkling av virkeligheten

42 Gis forelesning 2 Representasjon av form og posisjon for geodata Kontinuerlige felt  TIN (Triangular irregular network) - Oppdeling i irregulære tringulære polygon (arealer)  Raster data modell - Oppdeling i kvadratiske celler (pixler) eller kubiske celler (voxler) Innsamling i et GIS – forenkling av virkeligheten

43 Gis forelesning 2 Geologisk eksempel Innsamling i et GIS – forenkling av virkeligheten

44 Gis forelesning 2 Geologisk eksempel Innsamling i et GIS – forenkling av virkeligheten

45 Gis forelesning 2 Datatyper for representasjon av attributter for geodata Boolske (boolean) verdier - Sann eller usann, 0 eller 1 Nominelle (nominal) verdier - Klassifisering i atskilte kategorier av samme rang rød, grønn eller brun ; marmor, dioritt eller gneis Ordinale (ordinal) verdier - Klassifisering i atskilte kategorier etter rang (ordenstall, rangering) Mohs hardhetsskala Skalare (Scalar) verdier (heltall (integer) eller reelle (Real)) - Intervall skala (konstant intervall, men tilfeldig valgt nullpunkt) - Forholdstalls skala (konstant intervall, og absolutt nullpunkt) Topologiske - Heltall, beskriver relasjonene mellom de forskjellige objektene Innsamling i et GIS – forenkling av virkeligheten

46 Gis forelesning 2 Ulike datatyper tillater ulike former for analyse / regneoperasjoner Boolske (boolean) verdier - Logiske operasjoner (som, =, AND, OR) Nominelle (nominal) verdier - Logiske operasjoner, klassifikasjon og identifikasjon Ordinale (ordinal) verdier - Logiske operasjoner, klassifikasjon og rangering Skalare (Scalar) verdier -Alle logiske og numeriske operasjoner Innsamling i et GIS – forenkling av virkeligheten

47 Gis forelesning 2 Grunnleggende prosedyrer for manipulasjon av geodata i et GIS - Data må være knyttet til en enhet representert av punkter, linjer, polygoner eller pixler (voxler) - Disse enhetene betraktes gjerne som internt homogene - Disse enhetene er definert ved, og kan skilles fra hverandre ved sin - geografiske posisjon - attributter (egenskaper) - sammenheng med de andre enhetene (topologi) - Boolsk algebra kan benyttes for å utføre logiske operasjoner på enhetene, ut i fra deres posisjon, attributter og topologi. - Nye enheter kan lages ved snitt og union av eksisterende enheter - Nye attributter kan lages ved logiske og/eller matematiske operasjoner fra eksisterende attributter, geografisk posisjon eller topologi. - Enheter med bestemte felles sett av attributter er ofte gruppert sammen i egne lag (layers, data planes, overlays) Innsamling i et GIS – forenkling av virkeligheten

48 Gis forelesning 2 Lagring av geodata i et GIS Kapasitet - Før var datakapasitet et tema. Velge ut de viktigste dataene - Nå er fysisk minne på datamaskiner billig Viktigere med strukturering, fordi det blir for mye data. Tilgjengelighet/bevaring - Dataene er lettere tilgjengelig og har mulighet til å bli bedre bevart når de lagres digitalt. Standardisering - Nødvendig med standardisering av digitale data, siden alle dataene fra for eksempel flere innsamlingsperioder skal sammen i det samme systemet.

49 Gis forelesning 2 Lagring av geodata i et GIS - standardisering Standardisering - Nødvendig med standardisering av digitale data, siden alle dataene fra for eksempel flere innsamlingsperioder, gjerne samlet av ulike personer skal sammen i det samme systemet. SOSI (Samordnet opplegg for stedfestet informasjon) - Nasjonal standard for lagring og utveksling av digitale geodata - Inneholder datadefinisjoner av geografisk informasjon, herunder standardiserte beskrivelser av geometri og topologi, datakvalitet, koordinatsystemer, metadata i form av informasjon om eier, opplesning på data, områdeavgrensning osv. - Første gang utgitt i 1987, revideres og utvikles kontinuerlig - Skal nå konvergeres mot internasjonale standarder på området - Europeisk standard: CEN/TC Internasjonal standard: ISO/TC 211  SOSI bli en nasjonal standard (NS)

50 Gis forelesning 2 Lagring av geodata i et GIS - standardisering SOSI ArbeidsgruppeTittelArbeidsoppgaver - stikkordsmessig Gruppe 1Teknikker og modellerReferansemodell, terminologi, databeskrivelsesteknikker, overføringsformat, geometri og topologi, spørrespråk,oppdatering, kvalitet, kataloginformasjon, referansesystemer Gruppe 3HøydeFastmerker, høydeinformasjon Gruppe 4Kyst og vannKyst og sjø, innsjøer og vassdrag, oljeforvaltning og fiskeriforvaltning Gruppe 5KommunalinformasjonEiendomsdata, administrativ inndeling, adresser,bygginformasjon, annen situasjonsbeskrivelse (herunder bygningstyper) Gruppe 6NaturressursdataMarkslag, vegetasjon, geologi, reindrift, etc. Gruppe 7aSamferdselAdressepunkt, vegnett, vegsituasjon, jernbane, lufthavner og lufttrafikk, ledningsnett (energi, tele, vann og avløp, kabelnett) Gruppe 7bLedningsdataLedningsnett (energi, tele, vann og avløp, kabelnett) Gruppe 8NavnStedsnavn Gruppe 9PlanPlandata

51 Gis forelesning 2 PTEMA 4022 VernNatPkt LTEMA 6103 ? LTEMA 3310 Isbrekant 2213 FTEMAStein 2213 LTEMASteinOmriss TTEMANavneEnhet TTEMASkriveMåte TTEMASSRForekomst 3000 LTEMAMarkslagGrenseVann 3000 FTEMAVannflateGenerell 3001 FTEMAHavFlate 3001 LTEMAKystKontur 3002 FTEMALandAreal 3003 FTEMATørrfall 3003 LTEMATørrfallsGrense 3009 LTEMAKystSperre 3010 LTEMASperrelinjeHavInnsjø Lagring av geodata i et GIS - standardisering

52 Gis forelesning 2 Lagring av geodata i et GIS - standardisering Metadata - Digital lagring av geodata muliggjør registrering av metadata

53 Gis forelesning 2 Hva er metadata ? - Data om dataene (informasjon om dataene) Feks –Tittel –Dato –Opphav - Digitalisert? Innmålt? Frihånd? –Nøyaktighet –Koordinatsystem UTM? Lokalt? Regionalt? Globalt? –Geodetisk datum - ED50, WGS84, EUREF89 –Vinkelmålinger i gon eller grader? Lagring av geodata i et GIS - Metadata

54 Gis forelesning 2 Lagring av geodata i et GIS - programvare Klassiske GIS programmer, som ArcGis (tradisjonelt 2D) - Gode til å ta vare på geografisk informasjon, attributter og topologi, siden knyttet opp mot en database. - Ofte ikke så bra på å modifisere eller lage nye geografiske objekter. CAD programmer, som Microstation (2D og 3D) - Gode til å ta vare på / lagre geografisk informasjon - Ikke god til å ta vare på attributtverider og metadata, hvis programmet ikke er knyttet opp til en database. - Bra til å modifisere den geografiske informasjonen (endre objekter) Bransje programmer, som Gems og Surpac (3D) - 3D planleggings og beslutningsstøtte systemer for mineralindustrien - Knyttet opp mot database - Best av disse på å lage lukkede volumer

55 Gis forelesning 2 Lagring av geodata i et GIS - ArcGIS - Dataramme (Layer) - Geo objekt datasett (Feature dataset) (Mappe for prosjektdata) - Geo objekt klasser (Feature classes) - Bruker vektor og raster data (Analyse bare på raster data) - Data som tegnefiler eller som en geodatabase (all info i databasen) - Tilknyttet databaser (Må koble posisjonsdata med attributter) - Lett å gjøre spørringer og analyser - God på metadata

56 Gis forelesning 2 Lagring av geodata i et GIS - ArcGis

57 Gis forelesning 2 Lagring av geodata i et GIS - ArcGis

58 Gis forelesning 2 Lagring av geodata i et GIS - ArcGis

59 Gis forelesning 2 Lagring av geodata i et GIS - Microstation - Tegnefilen (dgn) er ordnet i lag (levels) Kan defineres med en bestemt farge, tykkelse og linjetype - Lagene er gjennomsiktig og kan skrus av og på - Mulighet til å legge ulike objekter på de ulike lagene - Kan da skru av og på type objekter alt etter behov - Ingen standard kobling til database, men kan tilknyttes for eksempel Access.

60 Gis forelesning 2 Lagring av geodata i et GIS - Microstation

61 Gis forelesning 2 Lagring av geodata i et GIS - Gems - En database - Ordnet i geometriske element typer punkt, linjer, polygoner, borehull og TIN - Mulighet til å se flere objekter sammen - Kan da skru av og på type objekter alt etter behov - Alle data lagret i en database

62 Gis forelesning 2 Lagring av geodata i et GIS - Gems

63 Gis forelesning 2 Lagring av geodata i et GIS - databaseløsninger Flat struktur (Opprinnelig database struktur) - All informasjon i en lang tekstfil (tab delimited file) Lname, FName, Age, Salary|Smith, John, 35, $280|Doe, Jane, 28, $325|Brown, Scott, 41, $265|Howard, Shemp, 48, $359|Taylor, Tom, 22, $250 Relasjonsdatabaser (Standard database løsning, for eksempel Microsoft Access) - Utviklet av E.F. Codd (IBM) i Informasjonen lagres i tabeller, relatert til hverandre med nøkkelfelt Slik knyttes posisjonsdata opp mot attributtdata. - Benytter programmeringsspråk SQL (structured query language), for eksempel for å utføre spørringer i databasen Objekt-orienterte databaser (Nisjemarked) - Objekt-orientert programmering utviklet i 1960-årene av Dahl & Nygaard (Simula) - Data definert som en serie unike objekter som organiseres i grupper (objekt klasser) etter en gitt naturlig struktur - O-O databaser: Lettere å håndtere, bedre på komplekse data og er raskere.

64 Gis forelesning 2 Lagring av geodata i et GIS - databaseløsninger  Hybrider mellom relasjonsdatabaser og objekt-orienterte databaser

65 Gis forelesning 2 Mineralisering Posisjon: - Topp hull - Avviksmålinger Attributter - Geologi - Analyser Data knyttet til borehull

66 Gis forelesning 2 Mineralforekomster – Modellering av form Avviksmålinger

67 Gis forelesning 2 Innhold i faget – Definisjon av GIS til bruk i mineralutvinning Geomatikk – Kartfremstilling - GIS – Basiskart Kart i Norge Referanserammer – Tematiske kart og modeller Innsamling av geodata – Typer geodata i mineralutvinning – Datafangst og dataoverføring Lagring av geodata – Metadata, modeller av virkeligheten, Prosedyrer for behandling av geodata Evaluering (analyse) av geodata – Datakvalitet / verifisering – Innledende data analyse / Romlig analyse Presentasjon av geodata – Visuelle variable – Oppsummering


Laste ned ppt "1 1.9.2005 Gis forelesning 2 GIS for mineralutvinning."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google