GIS - Geografiska informationssystem

GIS
Geografiska informationssystem

GIS, geografiska informationssystem, används för att analysera och visa information som är kopplad till en plats. Här får du grunderna och ser hur ortofoton, höjdmodeller och punktmoln från drönare blir lager i GIS.

Vad är GIS?

Ett GIS består av program, data och arbetssätt för att samla in, lagra, analysera och visa information som har ett läge. Det kan vara en fastighetsgräns, en vattenledning, en byggnad eller höjden på marken. Sådan information kallas geodata, geografisk data eller geografisk information. Orden betyder i stort sett samma sak.

Skillnaden mot en vanlig karta är att varje objekt har både ett läge och egenskaper, så kallade attribut, som du kan söka i, räkna på och kombinera med andra lager. Ett ledningsnät kan till exempel ha material, dimension och anläggningsår för varje ledning.

Vektor, raster och punktmoln

Datatyp

Vad det är

Exempel

Vanliga format

Vektor

Punkter, linjer och ytor med attribut

Brunnar, vägar, fastigheter

GeoPackage (.gpkg), shapefile (.shp), GeoJSON

Raster

Ett rutnät där varje cell har ett värde

Ortofoton, höjdmodeller, satellitbilder

GeoTIFF (.tif)

Punktmoln

Miljontals punkter med koordinater, ofta med färg och klass

Laserskanning, fotogrammetri

LAS och LAZ (komprimerad LAS)

GeoPackage är en öppen standard från OGC och sparar hela lagret i en fil. Shapefile är äldre men fortfarande vanlig. Den består av flera filer som måste följa med varandra (.shp, .shx, .dbf och .prj för koordinatsystemet), varje fil får vara högst 2 GB och fältnamnen högst tio tecken. GeoJSON används mest i webbkartor och har enligt standarden koordinater i WGS 84.

Koordinatsystem i Sverige

Alla lager i ett GIS måste ha ett angivet koordinatsystem, annars hamnar de fel mot varandra. Sveriges nationella referenssystem är SWEREF 99 i plan och RH 2000 i höjd, enligt Lantmäteriet. För kartor över hela landet används projektionen SWEREF 99 TM (EPSG:3006). Kommuner arbetar ofta i en lokal projektionszon, till exempel SWEREF 99 18 00 (EPSG:3011). Höjder anges i RH 2000 (EPSG:5613). Äldre data kan ligga i RT 90 och behöver då transformeras.

Så väljer du systemen i fält: SWEREF 99 och RH 2000 i Emlid Flow.

Program

Två vanliga GIS-program är QGIS, som är gratis och har öppen källkod, och ArcGIS Pro från Esri. Båda kan läsa in ortofoton, höjdmodeller och punktmoln från drönare.

Insamling, lagring, analys och presentation

1. Insamling

Data till ett GIS kommer från många håll: inmätning i fält med GNSS-mottagare eller totalstation, flyg- och satellitbilder, laserskanning, drönare, register och digitaliserade äldre kartor. Myndigheter tillhandahåller mycket geodata, och en del av Lantmäteriets data är öppna och avgiftsfria.

Drönaren passar när du behöver aktuella data med hög upplösning över ett begränsat område. Bilderna bearbetas i ett fotogrammetriprogram, till exempel DJI Terra eller Agisoft Metashape, till ortofoto, höjdmodell och punktmoln. Mer om drönare i mätarbetet: Drönare för mätning.

2. Lagring

Mindre projekt sparas ofta i filer: GeoPackage för vektordata, GeoTIFF för raster och LAS eller LAZ för punktmoln. När flera ska arbeta i samma data, eller mängden blir stor, läggs den i en databas med stöd för geometrier, till exempel PostgreSQL med PostGIS eller en geodatabas i ArcGIS.

Topologi beskriver hur objekten hänger ihop: vilka ytor som gränsar mot varandra och var ledningar möts i noder. Med topologiregler kan du kontrollera att fastighetsytor inte har glipor eller överlapp, och göra analyser som bygger på sambanden.

Spara också metadata: vem som samlade in datan, när, i vilket koordinatsystem och med vilken noggrannhet.

3. Analys

Några vanliga GIS-analyser:

  • Buffert: en zon runt ett objekt, till exempel alla byggnader inom 50 meter från ett vattendrag.

  • Överlagring: lager kombineras, till exempel vilka fastigheter som berörs av ett naturreservat.

  • Nätverksanalys: kortaste eller snabbaste vägen längs väg- eller ledningsnätet, och hur långt räddningstjänsten når inom en viss tid.

  • Siktanalys: vad som syns från en punkt, till exempel ett planerat vindkraftverk.

  • Terränganalys: lutning, avrinning och höjdkurvor ur en höjdmodell.

  • Volym och förändring: skillnaden mellan två höjdmodeller, till exempel hur mycket material som tagits ut ur en täkt.

Till höjd- och volymanalyser passar drönardata bra, eftersom området kan flygas igen när det behövs: Volymberäkning med drönare i DJI Terra.

4. Presentation

Resultatet visas som tryckta kartor eller PDF, som webbkartor och karttjänster som andra kan öppna i sina egna program, som 3D-vyer eller som tabeller och rapporter. En karta som ska lämnas vidare behöver koordinatsystem, skala, teckenförklaring och källa.

Innehåller kartan flygbilder eller ortofoton från drönare kan spridningstillstånd behövas innan du publicerar den: När behöver man söka spridningstillstånd?

Vanliga frågor om GIS

Vad står GIS för?

GIS står för geografiska informationssystem, i singular geografiskt informationssystem, på engelska geographic information system. Förkortningen används både om programmen, som QGIS och ArcGIS Pro, och om hela arbetssättet.

Hur fungerar GIS?

Data läggs i lager, ett för varje slags objekt: fastigheter, vägar, ledningar, ortofoto, höjdmodell. Alla lager har ett koordinatsystem och kan därför läggas ovanpå varandra. Sedan kan du ställa frågor som berör flera lager, till exempel vilka ledningar som korsar en planerad väg eller vilka fastigheter som ligger i ett område som kan översvämmas.

Vad används GIS till?

Kommuner använder GIS för detaljplaner, bygglov och ledningsnät, skogsbolag för skogsbruksplaner och räddningstjänsten för att hitta fram. Energi- och telebolag håller reda på var kablar och stolpar finns. Länsstyrelser och myndigheter använder GIS i miljöbedömningar, se Naturvårdsverkets vägledning. Med drönare används GIS också för volymer i täkter, uppföljning av byggen och inmätning av objekt.

Hur skiljer sig GIS från GPS?

GPS är det amerikanska satellitsystemet för positionering. Tillsammans med Galileo, GLONASS och BeiDou kallas systemen GNSS. En GNSS-mottagare ger en position, och GIS är där positionerna lagras, kombineras med annan data och analyseras. Med RTK blir positionen noggrann på centimeternivå, som med en Emlid Reach eller en drönare med RTK.

Vilka filformat används i GIS?

För vektordata är GeoPackage (.gpkg), shapefile (.shp) och GeoJSON vanligast, och i ArcGIS också Esris filgeodatabas (.gdb). Raster som ortofoton och höjdmodeller sparas oftast som GeoTIFF, och punktmoln som LAS eller den komprimerade varianten LAZ. Det är också formaten som program som DJI Terra exporterar till, så drönardata går att läsa in direkt.

Var kan jag lära mig GIS?

Vill du plugga GIS finns utbildningar på högskola, universitet och yrkeshögskola. Geoforum Sverige samlar dem på VäljGeodata.se och under utbildningsvägar inom geodata. Vill du börja själv är QGIS gratis och har en övningsmanual på engelska.

Vad är fjärranalys?

Fjärranalys är att samla in information om marken på avstånd, utan att vara på platsen: med satellit, flygplan eller drönare. Det kan vara vanliga bilder, laserskanning eller bilder i flera våglängder, till exempel för att se hur grödor växer: Multispektral kartläggning med DJI Mavic 3M. Resultatet läses in i GIS som raster eller punktmoln.

Får jag dela flygbilder och kartor från drönaren?

Enligt Lantmäteriet räknas det som spridning att göra flygbilder, ortofoton, 3D-modeller och punktmoln tillgängliga för andra, även att lägga dem i en molntjänst. Gäller inget undantag behöver du spridningstillstånd innan du delar: När behöver man söka spridningstillstånd?

Drönardata i GIS

En drönare med kamera eller laserskanner ger egna underlag över ett avgränsat område: en täkt, ett bygge, en ledningsgata eller ett skifte. Bilderna tas från låg höjd, så detaljerna blir finare än i flyg- och satellitbilder, och du bestämmer själv när området flygs. Resultatet läser du in i GIS som vanliga lager.

Resultat

Vad det är

Format

Används i GIS till

Ortofoto

En skalriktig bild av området i rätt koordinatsystem

GeoTIFF

Bakgrund, digitalisering av objekt, jämförelser över tid

Ytmodell (DSM)

Höjden på allt som syns: mark, tak och trädtoppar

GeoTIFF

Höjder, siktanalys, volymer

Terrängmodell (DTM)

Markytans höjd utan byggnader och vegetation

GeoTIFF

Höjdkurvor, lutning, avrinning

Punktmoln

Punkter med koordinater, från bilder eller laser

LAS eller LAZ

Mätning, klassning, nya höjdmodeller

3D-modell

En modell med bildernas färger

OBJ, B3DM, I3S

Visning i 3D-vyer

Ortofoto och ytmodell räknas fram ur överlappande bilder med fotogrammetri: Fotogrammetri med drönare. Bilder visar bara ytan. Behöver du marken under träd och buskar ger laserskanning bättre resultat, eftersom en del av pulserna når marken genom luckor i vegetationen: LiDAR med drönare.

Rätt läge mot andra lager

För att drönardata ska stämma med till exempel fastighetskartan och ledningsnätet måste resultatet ha samma koordinatsystem och höjdsystem, oftast SWEREF 99 TM eller en lokal zon och RH 2000. Med RTK eller PPK får varje bild en position med centimeternoggrannhet: RTK eller PPK med drönare. Korrektionerna kommer från Swepos eller en egen basstation: Swepos och NTRIP.

Markstöd och kontrollpunkter mäts in med en GNSS-mottagare och visar att resultatet ligger rätt: Markstöd (GCP) för drönarkartläggning.

Drönarens bildpositioner från RTK har höjd över ellipsoiden, inte över havet. För höjder i RH 2000 behöver bearbetningsprogrammet Lantmäteriets geoidmodell SWEN17_RH2000. Kontrollera höjdsystemet innan du lämnar över data till ett GIS.

Utrustningen

  • Program som gör ortofoton, höjdmodeller och punktmoln av bilderna: Pix4Dmatic, Metashape och DJI Terra jämförda.

Kartläggningsdrönare för professionell GIS
DJI Matrice 4E

Kartläggningsdrönare för professionell GIS

Zenmuse l2 LiDAR DJI Matrice 350 RTK
Prisvärd GNSS-mottagare med centimeternoggrannhet
Emlid Reach RS4

Prisvärd GNSS-mottagare med centimeternoggrannhet

Emlid Reach mätteknik
Prisvärda GNSS-stationer från Emlid
GNSS-stationer

Prisvärda GNSS-stationer från Emlid

Emlid RS2+
Agisoft - Professionell fotogrammetrimjukvara
Fotogrammetri

Agisoft - Professionell fotogrammetrimjukvara

Agisoft mjukvara för mätning

Läs mer om GIS och geodata

Myndigheter och branschen

Lära sig GIS

FöretagsrådgivningTelefontid vardagar 9 till 16Telefontid vardagar 9 till 16: 031-712 80 32
RingBoka möteBoka ett möteSkriv till oss