Accuracy assessment for NDH DEM

Abstract

Kartverket utfører for tiden Norges største kartleggingsprosjekt noensinne. Prosjektet kalles Nasjonal Detaljert Høydemodell (NDH) og utføres ved å dele opp Norge i mindre områder, hvert med et eget NDH-prosjekt. Prosjektene lager en 3D-punktsky av området ved bruk av optisk fjernmålingsteknikk fra fly (ALS). Disse punktskyene blir deretter brukt til å lage Digitale Terreng Modeller (DTM) med oppløsninger på 1, 10 og 50 meter og blir lagt til den Nationale Høyde Modellen (NHM).

Målet med denne masteroppgaven er å beregne det forventede nøyaktighetstapet som oppstår når man går fra punktsky til NHM DTM1. Målet ble nådd ved å gå gjennom tre ulike faser. Først ble relevant litteratur og teori studert for å oppnå tilstrekkelig kompetanse for å utføre en slik studie. Deretter ble prosessen Kartverket bruker for å generere NHM DTM-er kartlagt. Til slutt ble det foretatt en sammenligning av NHM DTM1 og punktskyene for å undersøke hvilke faktorer som påvirker nøyaktigheten.

Resultatene viste stor forskjell i nøyaktighetstapet i de forskjellige NDH-prosjektene, fra noen centimeter opp til en meter. På grunn av dette var det ikke aktuelt å lage en generell modell for nøyaktighetstapet. Under analysen ble det funnet uventede mønstre i NHM DTM1-datasettene. Disse mønstrene ble ikke funnet i NDH DTM-ene. Dette førte til konklusjonen at mønstrene blir introdusert i genereringsfasen av NHM DTM1. Dette funnet gjør resultatene fra denne oppgaven mindre troverdige fordi de er avledet fra datasett med systematiske feil.

Kartverket is currently performing Norway’s biggest mapping project ever. The project is called the National Detailed Height Model (NDH) and is done by dividing Norway into smaller areas, each with its own NDH project. The projects consist of creating a 3D point cloud of the area using Airborne Laser Scanning (ALS). These point clouds are then used to create Digital Terrain Models (DTM) with resolutions of 1, 10, and 50 meters and are added to the National Height Model (NHM).

This thesis aimed to calculate the expected accuracy loss when going from the point clouds to the NHM DTM1s. Three steps were done to be able to reach this objective. First, relevant literature and theory were studied to gain the knowledge required to perform the study. Second, an understanding of the workflow Kartverket currently has implemented to generate the NHM DTMs was achieved. Finally, a comparison of the NHM DTM1 and the point clouds were conducted, investigating which factors influence the accuracy.

The results showed a great difference in the accuracy loss in the different NDH projects, ranging from a few centimeters up to a meter. Because of this, making a general model of the accuracy loss is not applicable. During the analysis, unexpected patterns were found in the NHM DTM1 datasets. These patterns were not found in NDH DTMs, and therefore it was concluded that the patterns were introduced in the generation of the NHM DTM1. This finding makes the results from this thesis less credible because they are derived from an erroneous dataset.