Rijksdriehoeksstelsel sub-mm nauwkeurig ondersteund
Blog

Rijksdriehoeksstelsel sub-mm nauwkeurig ondersteund

By Patrick de Groot on

Coördinaatsystemen zijn al vele jaren een bron van problemen in onze branche. Om de een of andere reden gaat het nog al eens fout. En als het mis gaat, dan is de schade meteen ook enorm! De impact is groot, en de liefde voor het onderwerp beperkt… Ik moet ook zeggen: ik ben ook niet spontaan verliefd geworden op coördinaatsystemen. Alleen sta ik al 20 jaar mensen bij met problemen die samenhangen met coördinaatsystemen, en dan met name het Rijksdriehoekstelsel. Dat heeft er voor gezorgd dat ik er ondertussen op zijn zachtst gezegd een mening over heb. En ik ben ondertussen ook wel het een en ander te weten gekomen.

Precisie bij remote sensing, GIS en landmeten

Binnen de GIS, de remote sensing en de fotogrammetrie zijn coördinaatsystemen altijd een beetje een ondergeschoven kindje geweest. Natuurlijk: dingen liggen op een plek, dat is helder. Maar ach, als het zo’n beetje klopt -laten we zeggen: binnen de 2-10 meter nauwkeurig- dan is het al vrij snel goed genoeg. Heel anders is dat er aan toe gegaan in de geodetische en landmeetkundige wereld. Waar gesproken wordt over precisie, idealisatie en betrouwbaarheid! Waar je harde topografie toch graag in centimeters uitdrukt, en sommige grondslagpunten zelfs in millimeters. Daar is dat een heel ander verhaal! De landmeetkundige wereld heeft –over het algemeen- al vele jaren goede oplossingen voor coördinaatsystemen.

Maar die werelden zijn steeds meer in elkaar aan het schuiven. Dat is al een paar jaar gaande, en dat gaat ook nog wel even door. Luchtfoto’s leveren ons pixels op die steeds gebruikelijker steeds meer 7,5 of 5 centimeter benaderen. En op die pixels winnen we GIS databases in. We voeren remote sensing uit voor mutatiesignalering en andere zaken. We stereokarteren op die foto’s, en dat is weinig anders dan een extra landmeetkundige meettechniek naarst de andere. En we verwachten daar ook geometrie uit, die zich qua kwaliteit kan meten andere landmeetkundige technieken. We kennen een waarde toe aan de positie van die pixel, die tegel van 7,5×7,5 cm van het terrein. Maar dat impliceert, dat we het ook in het GIS/remote sensing/fotogrammetrie domein steeds meer over beproefde begrippen als precisie, idealisatie en betrouwbaarheid moeten hebben! En dat impliceert ook voor softwareleveranciers als wij, dat we steeds meer onze geometrische fundamenten op orde moeten hebben.

En laat dat het goede nieuws zijn: dat hebben we ook heel aardig! We zijn al een aantal jaren bezig om dat iedere keer op een beter plan te trekken. Als je waarde toe wilt kunnen kennen aan de positie van een pixel, dan moeten we er voor zorgen dat coördinaten niet intern worden afgerond op bijvoorbeeld 25 cm. Of dat er door de beeldcompressie van de beelden een shift in de data ontstaat. Of dat alles een halve pixel verschuift, omdat we door elkaar hebben gehaald of we de linkerbovenhoek van een pixel als nulpunt zien, of het centrum van die pixel. Dat soort dingen is allemaal al vele jaren opgelost. Maar er bleef in dat geheel nog een dingetje open staan, en daar wilde ik graag van af. En dat was een nauwkeurige ondersteuning van het Rijksdriehoeksstelsel, en van ons Normaal Amsterdams Peil…

RD ondersteuning?

ECHTE RD ondersteuning… Dat zie je niet veel…. OK, in de geodetische wereld wel. Maar in de GIS wereld? Ik ken niet alle pakketten van buiten, dus met zekerheid kan ik het niet zeggen, maar ik kan in ieder geval zeggen dat ik geen enkel GIS pakket ken, commercieel of open source, dat RD helemaal tot op de laatste millimeter ondersteunt. OK: elk pakket heeft een RD optie in de software. Maar meestal wordt daarmee ‘Pseudo RD’ bedoeld onder de motorkap. En er zit een verschil tussen PseudoRD en RD. Dat verschil is niet constant, het verschilt door Nederland heen. Maar het verschil kan oplopen tot 25 cm. Van oudsher nooit een probleem. Maar ja, als je waarde toekent aan de positie van die pixel… Of als je bij de BGT voor sommige objecttypes een precisie moet halen van 30cm om te voldoen aan de standaarden… Dan is dat plotseling enorm belangrijk!

Ennuh… Zijn we eigenlijk wel zo INSPIRE compliant, als we helemaal niet fatsoenlijk kunnen converteren naar het Europese systeem ETRS89? Denk daar maar eens over…

Hoe is het nu?

Er was altijd al een methode om RD echt goed te ondersteunen, maar daar hingen twee belangrijke problemen aan vast. De ene was, dat de Nederlandse rekenmethode op cruciale punten afweek af van hoe ze dat in de rest van de wereld doen. De methode was beschreven, en dus kon het geprogrammeerd worden, maar afwijkend van de rest. En daarmee was het voor softwareleveranciers die niet enkel de Nederlandse markt bedienden een groot probleem het RD stelsel helemaal juist te implementeren. Het is slecht te onderhouden code, die zich niks aantrekt van geldende standaarden. Dat is een nachtmerrie voor software bedrijven.

En er was nog een tweede probleem: de transformatie was gebaseerd op behoorlijk ingewikkelde ‘Overhauser Splines’. En die zijn enorm rekenintensief. De ‘CPU-cost’ voor zo’n berekening is groot. En dat geeft niks als je één coördinaat moet transformeren (en in de landmeetkundige wereld is dat meestal het geval), maar als je er een paar duizend of een paar miljoen hebt, en je moet voor elk coördinaat enorme berekeningen uitvoeren, dan kun je je voorstellen wat dat doet met je stoere webservice. Die wordt onwerkbaar traag.

Pragmatische oplossing

Gelukkig is er een oplossing. In goed overleg hebben we daarom wat discussies gevoerd met het Kadaster, om te kijken of we niet hetzelfde kunnen bereiken als bij de officiële weg, maar dan wat pragmatischer. En dat lijkt gelukt te zijn. Het is nog steeds een pragmatische aanpak, met enkele beperkingen vanwege het pragmatisme. Maar het eindresultaat is wel, dat we op terreinhoogte en –laten we zeggen- een goeie honderd meter daarboven en daaronder, alles tot minder dan een millimeter nauwkeurig kunnen transformeren. En dat wél conform de de-facto coördinaatstandaarden in de GIS industrie. En dat wel in realtime met behoud van performance. En dat is niet slecht! Met nauwkeurigheden tot op fracties van millimeters kunnen we weer een paar jaar vooruit zou ik denken!

In alle Hexagon Geospatial software wordt deze oplossing momenteel uitgerold, telkens bij een service pack of update. Stereo Analyst for ArcGIS 11.7 en ERDAS IMAGINE 2014.1 zijn al up to date. De rest volgt nog. En u hoeft mij er niet op te vertrouwen, u kunt het zelf testen: we hebben in ERDAS IMAGINE de Coordinate Calculator (op het Manage Data Tab). Geef daarin RD als input coördinaatsysteem in, en ETRS89 als uitvoer coördinaatsysteem. Haal wat voorbeeld coördinaten van de website van het Kadaster. Voer ze in en kijk naar de resultaten. U zult zien: die zijn spot-on!

Zo, weer een probleem afgestreept van de lijst. Tijd voor de volgende uitdaging!Coordinate systems have been a pain in the, ehm, neck, in our world. For some reason or another, things tend to go wrong. And if things go wrong, then the damage tends to be enormous! The impact is huge, the love for the topic is very limited… And I must say: I didn’t spontaneously fall in love myself with the topic of coordinate systems. I just happen to have been supporting people for the last 20 years with problems regarding coordinate systems, and Rijksdriehoeksstelsel in particular. That caused me to have an opinion, to say the least. And meanwhile, I also found out a thing or two.