Kwaliteitsanalyse
Basisregistratie Grootschalige
Topografie (BGT)
Een landelijke en automatische bepaling van de geometrische
kwaliteit van deze basisregistratie.
De Basisregistratie Grootschalige
Topografie (BGT) kent zijn
ontstaansgeschiedenis uit
de combinatie van meerdere
bronbestanden. Tijdens dit
proces zijn er afwijkingen die
zich historisch gezien in deze
datasets bevonden overgenomen.
Om inzicht te krijgen in de
geometrische kwaliteit van de BGT
heeft het SVB-BGT aan Geodelta
gevraagd of het mogelijk is om
een landelijke, automatische
analyse uit te voeren om hier een
antwoord op te kunnen geven. Dit
artikel presenteert de bevindingen
van dit onderzoek.
4 Geo-Info I 2021-1
Werkwijze automatische vergelijking
AHN en BGT
2021-1 1 Geo-Info
5
Door Sjoerd Staats
Tijdens de samenstelling van de BGT is er
vooral veel aandacht geweest voor volledig
heid en uniformiteit. De geometrische kwali
teit van de BGT werd een directe afgeleide van
de kwaliteit van de gebruikte bronbestanden;
de Grootschalige Basiskaart van Nederland
(GBKN) en verschillende gemeentelijke bestan
den voor Beheer Openbare Ruimte. Bij veel
bronhouders heeft dit proces geleid tot een
prachtig eindproduct waarvan de geome
trische kwaliteit veel beter is dan was vereist
voor de BGT. Echter zijn er ook gebieden waar
de geometrie in absolute zin niet op de juiste
plek ligt omdat fouten die reeds in de bronbe
standen aanwezig waren overgenomen zijn
in de uiteindelijke BGT. Het is op dit moment
onbekend hoeveel gebieden een verschuiving
kennen en hoe groot de afwijkingen zijn.
Naarmate inwinmethoden steeds groot
schaliger worden ingezet, komt een dergelijk
inpassingsprobleem steeds nadrukkelijker
naar voren. Bovendien kunnen systematische
afwijkingen leiden tot problemen wanneer de
BGT wordt ingezet als bron voor bijvoorbeeld
de Omgevingswet, waarbij er al dan niet
terecht een juridische zeggingskracht aan de
BGT-topografie kan worden toegedicht.
Het Rijksdriehoeksstelsel in
combinatie met de GBKN/BGT
In Nederland wordt gebruikgemaakt van het
Rijksdriehoeksstelsel, ofwel het RD-stelsel,
als referentiestelsel voor het vastleggen van
geometrie. Traditioneel werden spitsen van
kerktorens gebruikt om dit coördinaatstelsel te
realiseren in de werkelijkheid. Door publicatie
van de RD-coördinaten van deze kerktorens,
kwam het abstracte en daarmee onzichtbare
RD beschikbaar voor landmeters. Vanuit deze
punten werd een dichter netwerk van grond-
slagpunten aangelegd, zodat landmeters altijd
een referentiepunt in de buurt konden vinden
om de metingen aan te koppelen.
Als gevolg van deze getrapte aanpak konden
fouten zich opstapelen, waardoor er verschui
vingen ontstonden ten opzichte van het Rijks
driehoeksstelsel. Omdat deze verschuiving
niet merkbaar is ten opzichte van de lokale
referentiepunten was dat geen probleem. De
metingen werden vastgelegd op een kaart
die uitsluitend op zichzelf gebruikt werd. De
Handleiding Technische Werkzaamheden van
het Kadaster (HTW) uit 1996, die nog altijd
ten grondslag ligt aan de BGT-specificaties,
codificeert deze denkwijze ook. Het beschrijft
dat bij kaartvervaardiging een relatieve nauw
keurigheid te verkiezen is boven een absolute
nauwkeurigheid. Voor de te behalen precisie
wordt gesproken over een 'grafische precisie'.
Aldus werden nieuwe terrestrische metingen,
luchtfoto's en digitaliseringen ten tijde van de
GBKN ingepast in de omgeving. Het gevolg is
dat de huidige BGT doorgaans een vrij aardige
relatieve precisie heeft, maar een zeer wis
selend beeld geeft voor de absolute precisie.
Voorbeeld van historisch verschoven
data: Gemeente Velsen
In de gemeente Velsen is bekend dat de BGT
een minder goede absolute precisie heeft.
Deze afwijkingen lopen op tot 40 cm in het
oosten van de gemeente, waardoor de inzet
van moderne meetmethoden, zoals GNSS
(Global Navigation Satellite System), zeer
moeizaam zijn. Fotogrammetrische toepas
singen zijn alleen mogelijk als de gekarteerde
objecten naderhand worden verschoven. De
oorzaak van deze verschuiving ligt naar alle
waarschijnlijkheid in historische afwijkingen in
het gemeentelijke geodetische grondslagnet.
In 2007 is er in de gemeente Velsen een
grondslagonderzoek uitgevoerd naar de
oorsprong en omvang van dit probleem. De
gemeentelijke grondslag is hierbij opnieuw
berekend op basis van GNSS-metingen. In een
nader onderzoek, uitgevoerd in 2019, is op een
groot aantal locaties de positionele ligging
van panden opnieuw bepaald door deze in
te meten vanuit Cyclomedia-panoramafoto's
met onderliggende puntenwolk. Ook dit
Figuur i. Voorbeelden van het AHN: Schiphol (gekleurd naar intensiteit) en een gemiddeld straatbeeld (gekleurd naar hoogte).
onderzoek bevestigde de verschuivingen.
Verder kon worden aangetoond dat grote
besparingen op de bijhouding van de BGT
behaald kunnen worden als deze absoluut
goed gepositioneerd is in het RD-stelsel.
Landelijke analyse: referentiedata
Op basis van de bevindingen in Velsen en
het verzoek van het SVB-BGT heeft Geo
delta onderzocht of er manieren zijn om de
absolute ligging van de BGT te controleren.
Een automatische analyse vereist een refe
rentiedataset met een geometrische kwaliteit
die aanzienlijk beter is dan het vereiste voor
de BGT. Conform de BGT-specificaties is de
vereiste geometrische kwaliteit van de plaats-
bepalingspunten in de BGT 20 centimeter of
beter. Deze waarde is gespecificeerd als een
standaardafwijking, wat in de praktijk wil zeg
gen dat maximaal 68% van de metingen een
fout mag hebben van 20 centimeter of kleiner.
De meest geschikte kandidaat voor een
dergelijke dataset is op dit moment het Actueel
Hoogtemodel Nederland (AHN), zie Figuur 1.
Het AHN is landelijk beschikbaar waardoor de
analyse overal kan worden uitgevoerd. Daar
naast specificeren de eisen van deze dataset
een foutmarge van 5 tot 8 centimeter. Het AHN
wordt bovendien onderworpen aan een onaf
hankelijke kwaliteitscontrole waarin getoetst
wordt of deze eindtermen behaald zijn.
De geometrische kwaliteit van het AHN wordt
uitgedrukt in een hoogtecomponent en een
planimetrische component. De hoogtecom
ponent vereist dat punten een maximale
systematische en maximale stochastische
fout kennen van 5 cm. Voor de vergelijking
met de BGT is echter alleen de planimetrische
component relevant. Het AHN4, dat in de loop
van dit jaar beschikbaar komt, stelt voor de
planimetrie een eis van maximaal 8 cm syste
matische fout en maximaal 5 cm stochastische
fout. Het AHN3 kent geen eisen op dit vlak. In
afwachting van het AHN4 is de onderhavige
analyse vast uitgevoerd op het AHN3, onder
de aanname dat deze een vergelijkbare
geometrische kwaliteit in planimetrie kent als
het AHN4.
De methode vergelijkt de hoekpunten van
BGT-pandgeometrieën met gereconstrueerde
hoekpunten van panden uit de puntenwolk
van het AHN. Hierbij worden duizenden tot
miljoenen punten per object (pand of geag
gregeerd, versimpeld huizenblok) geselec
teerd vanuit het AHN voor de analyse. Binnen
ieder object worden automatisch afzonderlijke
vlakken gezocht. Omdat deze vlakken door
de AHN-punten worden geschat, wordt de
stochastische component van het AHN in
de praktijk weggemiddeld. Enkel de syste
matische foutcomponent resteert dan nog.
Deze foutcomponent kan als uniform worden
beschouwd binnen een gebied van 50 m x
50 m door het gebruik van GNSS binnen de
inwinmethodiek.
Een set aan punten binnen dit object wordt
als (wiskundig) vlak gedefinieerd als aan vooraf
bepaalde criteria wordt voldaan die volgen uit
de specificaties van de referentiedataset. Zo
kunnen de AHN-punten per object worden
gegroepeerd om individuele muur- en dak-
vlakken te reconstrueren. Door deze vlakken
met elkaar te vergelijken en selecties hierop
uit te voeren kunnen de hoekpunten worden
gereconstrueerd. Per hoekpunt wordt op basis
van twee aanliggende verticale vlakken, dit
zijn hoogstwaarschijnlijk muurvlakken, een
coördinaat berekend. Voor het berekenen van
dit coördinaat wordt de gemiddelde maaiveld
hoogte gebruikt om op de snijlijn tussen deze
vlakken het hoekpunt te berekenen.
Figuur 2 illustreert de gereconstrueerde hoek
punten van een pand. De witte hoekpunten
zijn berekend op basis van alle geselecteerde
AHN-punten van dit object en de blauwe
hoekpunten zijn berekend op basis van alléén
pandgeclassificeerde AHN-punten. Hier is
zichtbaar dat eventuele vegetatie naast het
pand de bepaling van het hoekpunt kan
verstoren.
Statistische en geografische resultaten
De vergelijking met het AHN is uitgevoerd op
de BGT van Gemeente Velsen, Gemeente Aals
meer en de wijk Ypenburg van Gemeente Den
Haag. Ook van Gemeente Aalsmeer is bekend
dat er nog onbekende verschuivingen zijn in
de BGT. Van nieuwbouwwijk Ypenburg in Den
Haag is juist de aanname dat deze goed ligt.
