Perspektiv 12

Tidsskrift for Geografisk Information

Oktober 2007

12

Perspektiv

Geoforum

Miljø og Energi

Geoforum Perspektiv ISSN 1601-8796

Redaktion: Henning Sten Hansen (ansvarshavende) Aalborg Universitet og Danmarks Miljøundersøgelser Frederiksborgvej 399 4000 Roskilde Tlf. 4630 1807 hsh@dmu.dk Jan Juul Jensen Informi GIS janj@informi.dk Hans Skov-Petersen Skov & Landskab, KVL hsp@kvl.dk Hans Rollf-Petersen Slagelse Kommune hans@slagelse.dk

Leder Miljø og Energi Henning Sten Hansen

3

Danmarks Miljøportal?

Jesper Vinther Christensen, Tobias Kjølsen, Anne Juul Sørensen

7

Kortlægning af trafikstøj Jakob Høj GIS til kortlægning af luftforurening fra brændeovne og små brændefyrJ Morten Tranekjær Jensen

11

21

Analyse af foranderlige vindmøllelandskaber Bernd Möller

26

Luftbåren laserscanning til støtte af klima- og miljøovervågning Rene Forsberg

31

Hans Ravnkjær Larsen Geomatic, København hrl@geomatic.dk © Geoforum Danmark samt Forfatterne.

Ikke kommercielle udnyttelser er tilladt med tydelig kildeangivelse.

Pris, enkeltnummer: 100 kr.

Forsideillustration: Partikeludslip fra brændeovne i Værløse.

Morten Tranekær Jensen.

Geoforum Perspektiv er tidsskrift for Geoforum Danmarks medlemmer Henvendelse om medlemskab mv. kan ske til: Geoforum Danmark Kalvebod Brygge 31 1780 Kbh V Tlf. 3886 1075, Fax: 3886 0252, e-mail: geoforum@geoforum.dk, URL: www.geoforum.dk

Perspektiv nr. 12, 2007 Leder – 6 år med Perspektiv Henning Sten Hansen, Aalborg Universitet og Danmarks Miljøundersøgelser.

Nærværende nummer af Geoforum Perspektiv er det tolvte i rækken, og det er lidt over 6 år siden det første nummer så dagens lys. Umiddelbart lyder 6 år måske ikke af så meget, men hvis man ser tilbage, vil man se på en periode, hvor der er sket ganske meget i såvel den nationale danske, som den internationale geodataverden. Jeg vil i nærværende leder se tilbage på de 6 år på baggrund af de artikler, der har været præsenteret i Perspektiv.

Temaet for det første nummer var Infrastruktur for stedbestemt information. På det tidspunkt var det lidt elitært at diskutere emnet, men netop hjemkommet fra det første møde i den europæiske ekspertgruppe vedr. E-ESDI valgte jeg at skrive en artikel om dette initiativ. Det var Europakommissionens Generaldirektorat for Miljø, der stod bag initiativet, men hverken i miljøkredse eller i geodatasektoren var der den store interesse for infrastrukturinitiativet. Arbejdet i ekspertgruppen fortsatte imidlertid uantastet, og efter ca. et år blev E-ESDI omdøbt til INSPIRE, og alle med tilknytning til miljø og / eller geodata begyndte pludselig at tage initiativet seriøst. INSPIREarbejdet skulle ende med et direktiv, og pludselig blev der travlt hos ministerier og styrelser. Hvad ville et eventuelt direktiv koste det danske samfund? Modsat glædede brugerne sig af geodata til at få etableret en infrastruktur for geografisk information. Direktivet blev vedtaget for godt et halvt år siden og er nu ledetråd for de fleste europæiske aktiviteter på geodataområdet, og vi må erkende, at vi i Danmark – sammen med resten af Norden – står godt rustet til at få implementeret direktivet uden de helt store problemer.

Det andet nummer af Perspektiv beskæftigede sig med anvendelse af geografisk information i den fysiske planlægning. Traditionelt har de fysiske planlæggere været i front, når det gælder anvendelse af geografisk information til kommuneplaner, regionplaner etc., men ikke mindst amterne har i form af det såkaldte Snaptun-samarbejde været vigtige

drivkræfter for at få gjort data brugbare for en bredere kreds via Internetbaserede distributionssystemer. Artiklen om PlandataDK af Bent Hulegaard Jensen omhandler bestræbelserne på at standardisere omkring en fælles datamodel på plandata-området. Den senere strukturreform har nydt godt af dette arbejde, der lettede arbejdet med at sammenstille data fra forskellige amter og kommuner.

Det efterfølgende nummer 3 var resultatet af en teknisk/videnskabelig session på året Nordiske GIS-konference i Aalborg. Emnet var 3D og Visualisering, og der var fokus på de teknologiske løsninger. Ikke desto mindre er situationen i dag, at flere (større) danske byer har fået etableret en tre-dimensional bymodel, som kan anvendes til at visualisere påtænkte ændringer i bylandskabet.

Dermed støttes politikere og borgere, når der skal tages stilling til nye projekter. Nummer 3 indeholder desuden Jan Hjelmagers artikel om ISO-standardisering på geodataområdet, og vi må erkende, at de forskellige ISOstandarder er kommet tættere på vores daglige arbejde, hvor det er ganske almindeligt at anvende termer som ISO 19115, når man diskuterer metadata!

Nummer 4 havde ikke noget overordnet tema.

Uden at forklejne de øvrige artikler, vil jeg nævne artiklen om Fælles Objekttyper (FOT) af Inge Flensted. FOT har været igennem en lang modningsproces, som begyndte i det hedengangne Grundkortudvalg. Der er nu opnået konsensus om de vigtigste principper - såvel teknisk som organisatorisk, og vi kan se frem til et fælles grundkort, der er et af de vigtige INSPIRE-principper. Alligevel vil vi næppe helt undgå parallelkortlægning, da visse brugere har specielle interesser, og grundlæggende er det vel også sundt med lidt konkurrence.

Historiske kort var det fælles tema for Perspektiv nummer 5, og bladet blev til i samarbejde med HisKIS-samarbejdet. Umiddelbart virker emnet måske lidt ude af trit med den digi-

3

Perspektiv nr. 12, 2007

tale virkelighed, som vi dagligt konfronteres med, men ikke desto mindre var hæftet en stor succes, og generelt er der en voksende interesse for historiske kort. HisKIS-samarbejdets seminarer har tiltrukket flere hundrede deltagere, og Peter Korsgaards bog Kort som kilde blev hurtigt udsolgt fra forlaget.

Langt de fleste kortserier er nu blevet scannet og geografisk stedfæstet, så de kan vises sammen med nutidens kort. Der er ligeledes iværksat en scanning af den landsdækkende luftfotografering fra 1954 – det såkaldte Basic cover. Hvorfor denne interesse? Måske ønsker vi at få en fornemmelse af det danske landskab, før industrialiseringen og urbaniseringen tog fart – eller måske synes vi de gamle kort er smukkere end de nye digitalt producerede produkter!

Det fælles tema for Perspektiv nummer 6 var anvendelse af geografisk information i den digitale forvaltning, der har været et hyppigt diskussionsemne i geodatasektoren – i hyppighed kun overgået af INSPIRE. Generelt er de to emner tæt forbundne – uden infrastruktur ingen digital forvaltning, og uden digital forvaltning er behovet for en GI infrastruktur mindre udtalt. Artiklerne i nummer 6 viser med al tydelighed, at geodata spiller en vigtig rolle i digital forvaltning, men i sandhedens navn må vi erkende, at digital forvaltning er meget mere end geodata! Oprettelsen af Servicefællesskabet for geodata er tæt knyttet til den potentielle nytte af geodata i digital forvaltning, og etableringen af korrekt stedfæstede adresser samt moderniseringen af eksempelvis BBR var næppe sket uden sammenkoblingen af geodata med digital forvaltning. Midt i glædesrusen kommer der dog lidt malurt i bægeret i form af Jeppe Dørup Olesens og Morten Østergaards artikel om Digital forkalkning, som er et ekstrakt fra bogen af sammen navn.

Den stadig mere udbredte brug af geografisk information stiller krav til uddannelsessektoren. Dels forventes lærere, studerende og elever at kunne mestre den digitale teknik, og dels er der en generel mangel på personer med specialviden indenfor området. Nummer

4

7 af Perspektiv havde derfor valgt at fokusere på geografisk information i uddannelsessektoren. Artiklerne beskriver fine eksempler på brugen af GI i folkeskolen og på gymnasierne, men desværre har det karakter af at være ildsjæles værk. Generelt er der desværre langt igen, før det er ligeså naturligt at anvende GIS i geografiundervisningen, som det er at anvende tekstbehandling til danske stile og regneark, når der skal skrives fysikrapporter.

Nummer 8 omhandler fjernanalyse og fotogrammetri, der er udprægede specialistværktøjer, der ikke desto mindre har stor afledt betydning for brugerne af geografisk information. Det er vel de fleste bekendt, at næsten alle danske kort bliver fremstillet fotogrammetrisk. Fjernanalyse har ikke haft den helt store anvendelse i Danmark, da landet på grund af sin begrænsede størrelse, forholdsvis let lader sig luftfotografere. Visse former for miljøovervågning kan dog med fordel gennemføres ved hjælp af satellitdata.

Desuden skal vi være opmærksomme på, at satellitternes sensorer efterhånden har nået en geometrisk opløsning (60 cm), som minder om vores tidlige ortofotos, produceret i midten af 1990erne. Satellitbilleder er også kommet tættere på den almindelige borger i form af Google Earth, der i langt overvejende grad er baseret på frit tilgængelige satellitdata. Laserscanning fra fly (LIDAR) er nok den p.t. hyppigst anvendte fjernanalyseteknologi, og anvendes blandt andet til at generere detaljerede digitale terrænmodeller samt 3D bymodeller.

Tiden i GIS har fået øget opmærksomhed de senere år, og er det overordnede tema for den niende nummer af Perspektiv. Artiklerne stammer fra en række sessioner på Kortdage i 2005. Tiden indgår på mange måder som en værdifuld dimension i et geografisk informationssystem. Desværre er man alt for sent blevet opmærksom herpå. Generelt har man fokuseret på at have den nyeste version af kortværket, og blot lagt sidste års model på hylden – eller det der er værre! Før den digitale tidsalder arkiverede vi de gamle kort

Perspektiv nr. 12, 2007

i et kortskab, og kunne til enhver tid finde dem frem igen. Alt andet lige burde det med den digitale teknologi være nemmere at finde de gamle data, men dette er ikke tilfældet. Lagringsmedier, operativsystemer, og udvekslingsformater ændres med stor hast, så selv om man har det gamle kort liggende på et magnetbånd, er der ingen sikkerhed for at data kan læses. Artiklerne i nummer 9 beskriver forskellige aspekter at Tiden i GIS, og der er ingen tvivl om, at denne 4. dimension inden længe vil være en naturlig del af ethvert informationssystem – for nu er teknologien til stede.

Perspektiv nummer 10 var et såkaldt jubilæumsnummer, hvor artiklerne enten havde et bagudrettet eller fremadrettet perspektiv.

Ole Jacobi, der har arbejdet med geodata i en menneskealder ser tilbage på en udvikling, som kun de færreste kunne forestille sig i tiden umiddelbart efter 2. verdenskrig. Jack Dangermond fra ESRI beskriver sine overordnede visioner for udviklingen indenfor GIbranchen de kommende år. Hans visioner bliver fulgt op af en række danske artikler, der hver især beskriver aktuelle emner som infrastrukturer for geografisk information, INSPIRE og FOT, der alle vil spille en betydelig rolle for den danske geodatasektor i den nærmeste fremtid.

Nummer 11 fokuserede på GIS i relation til IT. Jeg har ovenfor nævnt betydningen af arbejdet i ISO TC211, og som følge af den stadig tættere integration med de øvrige IT-systemer, bliver de generelle IT-standarder også en del af vores hverdag, og et ubetinget krav, hvis geodata skal spille en rolle i den digitale forvaltning. Åbne standarder og interoperabilitet er i den forbindelse altafgørende, og staten er meget aktiv for at sikre at alle nye systemtiltag er koordinerede, så systemerne kan kommunikere med hinanden.

Nærværende tolvte nummer af bladet har Miljø og Energi som overordnet tema. Helt tilbage fra GIS-teknologiens barndom har anvendelsen indenfor miljøsektoren været en af drivkræfterne for udviklingen af analyse- og

modelleringsværktøjer. Verdens største leverandør af GIS-programmel ESRI (Environmental Systems Research Institute) har ligefrem ladet ordet miljø indgå i firmaets navn!

Ligeledes udspringer INSPIRE-direktivet fra miljøsektoren – nærmere bestemt EU’s generaldirektorat for miljø.

Den første artikel omhandler Miljøportalen, som er et vigtigt redskab for digital forvaltning på miljøområdet. Der er med Miljøportalen fri adgang for til Danmarks Arealinformationssystem, og såvel myndigheder som borgere kan frit både se og hente data. Man kan kun håbe, at dette princip vil vinde generelt indpas, så længe der er tale om ikke-følsomme data.

Den næste artikel handler om støj, der er et generelt stigende miljøproblem, og der eksisterer et EU-direktiv, der har til formål at bekæmpe støj. Støj er et komplekst problem at modellere og kortlægge, og stiller derfor krav til en detaljeret beskrivelse af landskabet i minimum 2½D. Fordelen ved at anvende et GIS i støjkortlægning er bl.a., at afstande, højder og vinkler automatisk kan udledes fra de digitale kort. Tetraplan har flere års erfaring med støjkortlægning, og i artiklen beskriver Jacob Høj den senest udviklede beregningsmetode.

Luftforurening er et andet af tidens store miljøproblemer, og på det seneste er brændeovne kommet i søgelyset. Morten Tranekær Jensen fra Danmarks Miljøundersøgelser beskriver i den efterfølgende artikel en metode til at kortlægge luftforurening fra brændeovne og mindre brændefyr. Kortlægningen skal sikre, at forskellige reguleringstiltag bliver rettet imod de områder, hvor gevinsten er størst.

Vindmøller ses ofte som en af løsningerne på at begrænse udledningen af drivhusgasser, der potentielt kan føre til global opvarmning. Vindenergi har da også hidtil haft stor udbredelse i Danmark, men efterhånden som møllerne bliver større og større, bliver deres visuelle påvirkning af landskaberne ligeledes

5

Perspektiv nr. 12, 2007

større. Bernd Møller beskriver i sin artikel, hvorledes geografisk analyse og modellering kan anvendes til at vurdere den optimale placering for nye vindmøller ud fra en betragtning om, at genere færrest mulige personer.

Den sidste artikel er skrevet af Rene Forsberg og omhandler brugen af laser-scanning til overvågning af gletschere og havis i de polare områder og til kalibrering og validering af satellitmålinger. På denne måde kan ak tiviteterne være med til at overvåge effekterne af den globale opvarmning.

Når jeg har valgt at bruge denne leder til at se tilbage på de forgangne 6 år, skyldes det ikke kun et ønske om at illustrere, hvorledes brugen af geografisk information er kommet ud af eksperternes kontorer – ud blandt sagsbehandlere, politikere og almindelige borgere, men det skyldes i lige så høj grad, at jeg har besluttet at stoppe som leder af Perspektivredaktionen. Det var ingen nem beslutning, når man selv har været med til at starte tidsskriftet – lige fra de spæde ideer til det før-

6

ste nummer af bladet så dagens lys. Det har været en meget spændende – men til tider også anstrengende periode (især lige før aflevering til trykkeriet).

Jeg vil benytte lejligheden til først og fremmest at takke de mange skribenter, som er afgørende for ethvert tidsskrift, samt takke læserne for positive tilbagemeldinger, der bekræfter, at der er behov for et populærvidenskabeligt tidsskrift, som kan formidle et ofte teknisk kompliceret stof til den danske geodatabranche. Derpå vil jeg takke Geoforums sekretariat for en meget aktiv indsats for at få et flot produkt på gaden. Endelig vil jeg takke mine redaktionskollegaer, som gennem årene har ydet en stor indsats i form af ideer, forfatterkontakter og som kvalitetskontrollanter.

Hans Skov-Petersen, der har været medlem af redaktionen i nogle år, har påtaget sig ansvaret for at videreføre bladet, og jeg ønsker ham og den øvrige redaktion held og lykke med forehavendet i de næste 6 år!

Perspektiv nr. 12, 2007 Danmarks Miljøportal Jesper Vinther Christensen, Tobias Kjølsen & Anne Juul Sørensen, Danmarks Miljøportal Den digitale forvaltning inden for natur- og miljøområdet har fået et fælles ståsted, da Danmarks Miljøportal – www.miljoeportal.dk gik i luften 1. januar 2007. Danmarks Miljøportal sikrer, at myndighederne og offentligheden har adgang til omfattende samlinger af miljødata, og samtidigt at myndighederne ubesværet kan udveksle aktuelle miljødata. Danmarks Arealinformation er blandt andet et produkt af dette fællesoffentlige projekt. Fremtiden byder på udfordringer med at basere løsningerne på ”Serviceorienteret IT-arkitektur”, samt at udvikle fælles standarder for data.

Introduktion Efter kommunalreformens ikraftsættelse er der sket en væsentlig ændring i fordelingen af opgaver og ansvar på miljøområdet. Opgaver på miljøområdet er overgået fra amterne til kommunerne, regionerne, miljøcentrene og miljøministeriets styrelser, og det har været en væsentlig opgave at sikre, at de offentlige myndigheder på miljøområdet har fået et ensartet og fælles grundlag at løse deres opgaver på.

Danmarks Miljøportal er udviklet som en konsekvens af strukturreformen i form af et fælles offentligt samarbejde mellem KL, Danske Regioner (Amtsrådsforeningen), Miljøministeriet og den Digitale Taskforce. Danmarks Miljøportal har blandt andet som formål at sikre, at myndighederne og offentligheden har direkte adgang til miljødata.

Parterne i Det Fællesoffentlige Partnerskab har i tilknytningen til Danmarks Miljøportal etableret et sekretariat, som ud over at vedligeholde og drifte portalen også har ansvar for at videreudvikle og udvide portalen såvel data- som funktionalitetsmæssigt. Por talen vil således være under løbende udvikling, så den optimalt kan understøtte den digitale forvaltning mellem miljømyndighederne – også i fremtiden.

Danmarks Miljøportal består af fire søjler: Danmarks Arealinformation, Grundvand, Over fladevand og Naturdata. På sigt vil der komme flere søljer til, blandt andet arbejdes der på at inkludere en landsdækkende jordforureningsdatabase. I denne præsentation fokuseres på Danmarks Arealinformation.

Digital infrastruktur på miljøområdet Med Danmarks Miljøportal er der skabt en digital infrastruktur på miljøområdet, hvor der er adgang til miljødata, og hvor data opdateres og fødes ind i nye, fællesoffentlige databaser, jf. figur 1. Danmarks Miljøportal bygger således på en målsætning om digital forvaltning på miljøområdet baseret på principperne om »Serviceorienteret IT-arkitektur«, de såkaldte SOA-principper. Grundlæggende betyder dette, at data opbevares ét sted – i fælles of fentlige databaser - og stilles til rådighed for andre via web-tjenester på Internettet.

På den måde skilles data og funktionalitet i programmerne ad, og der udvikles programmer, som modsvarer de enkelte interessenters behov.

Danmarks Arealinformation Danmarks Arealinformation er et fælles offentligt system, der skal sikre, at en række fælles arealdata er tilgængelige for myndigheder

Figur 1. Danmarks Miljøportal opbygges på principperne omkring Service Orienteret IT-Arkitektur (SOA).

7

Perspektiv nr. 12, 2007

og borgerne. Udviklingen af Danmarks Arealinformation er foregået som et af delprojekterne under det fællesoffentlige Projekt Kommunalreform og Digital Forvaltning. Målet var at sikre grundlaget for myndighedernes miljøforvaltning efter 1. januar 2007 ved at skabe adgang til de forhenværende amters sager og data på miljøområdet. Samtidig har det været et mål at styrke den digitale forvaltning og etablere fællesoffentlige løsninger på miljøområdet. Danmarks Arealinformation er et vigtigt led i at sikre et tilgængeligt, funktionsdygtigt og driftssikkert forvaltningsgrundlag, samtidig med at der sikres adgang til areal- og miljødata for myndigheder på andre områder end miljøområdet. Danmarks Arealinformation findes på kort.arealinfo.dk.

Danmarks Arealinformation er opbygget således, at myndighederne gennem en række services og brugerflader, får tildelt adgang til ajourføring og distribution af arealdata. Der er i princippet tale om et ”dataleverandørsystem”, der skal kunne tilbyde ajourførte arealdata til brug i de respektive myndigheders egne fagsystemer, herunder GIS-applikationer og andre forvaltningssystemer.

Dataindhold Danmarks Arealinformation indeholder en række landsdækkende data, hvoraf en del er skabt på baggrund af harmonisering af de amtslige data, og en del er videreførte nationale datasæt. De landsdækkende temaer er opdelt i følgende hovedgrupper: • • • • • • • •

Fredninger Bygge og beskyttelseslinier Planlægning Naturbeskyttelse Natura 2000 Grundvand Landbrug Jordforurening

Ud over de landsdækkende arealdata indeholder Danmarks Arealinformation også regionplandata fra amterne og HUR. Disse data vises ikke landsdækkende, men i adskilte amtsprofiler, der hver i sær kan vises sammen med

8

de landsdækkende arealdata. Der er desuden link fra regionplandataene til regionplandokumenterne, som vil ligge i pdf-format på Skovog Naturstyrelsen hjemmeside. Temaerne på amtsprofilerne er ikke harmoniserede, dvs. man kan ikke umiddelbart anvende temaer på tværs af de tidligere amtsgrænser, da de ikke er skabt ud fra samme datamodel og ikke er opbygget ens mht. signatur og attributter.

Harmoniseringen af de forskellige amtslige datasæt er gennemført i en balancegang mellem fordelene ved at skabe ensartede landsdækkende datasæt over for ulemperne ved at ændre i datasættene for at tilpasse dem en harmoniseret datamodel. Der er udarbejdet dataansvarsaftaler, hvor de enkelte myndigheders ansvar vedrørende produktion af data fremgår. I stedet for at tale om ejerskab af data, flytter man med dataansvarsaftalen fokus over på myndighedernes forpligtelse til at producere og opdatere data. De data, der indsamles og lagres i Danmarks Miljøportal, herunder Arealinformationssystemet, er fælles, og det er gratis for myndigheder og borgere at benytte dem.

Arkitektur Danmarks Arealinformation består af et distributionssystem og et produktionssystem. Distributionssystemet (kort.arealinfo.dk) gør det muligt at se temaer, lave konfliktsøgning og hente temaer ind i egne systemer via WMS- og WFS-tjenester, eller via download af hele temaer. På siden kan der søges efter informationer ved hjælp af en adresse, et matrikelnummer, et ejendomsnummer eller et areal. Produktionssystemet, skal sikre, at myndighederne kan ajourføre temaer ved online editering eller ved upload af hele temaer. Produktionssystemet findes på kort. arealdata.dk.

Der er valgt en arkitektur, som i stor udstrækning bygger på eksisterende systemer fra Nordjyllands Amt og Miljøministeriet. Der er desuden valgt en arkitekturmodel, hvor produktionsmiljøerne adskilles fra distributionsmiljøet, så de brugere, der skal ajourføre og

Perspektiv nr. 12, 2007

Figur 2: Brugergrænsefladen på kort.arealinfo.dk

vedligeholde data, ikke trækker ressourcer fra de brugere, der skal se og hente data og omvendt. Der er i arkitekturen lagt vægt på, at systemet skal kunne fungere i en »Serviceorienteret IT-arkitektur«, og at systemet skal understøtte brugen af standardiserede snitflader.

Adgang til systemerne Der er offentlig adgang til Danmarks Arealinformationssystem på kort.arealinfo.dk og alle borgere, myndigheder og andre organisationer kan derved frit se og downloade data.

Redigering af data er derimod forbeholdt de ansvarlige myndigheder, som får adgang via et avanceret brugerstyringssystem ”føderation”. Sikkerheden styres ved at brugeren logger på den lokale organisations netværk, og

det er herefter ikke nødvendigt at logge på selve redigeringsværktøjerne på Danmarks Arealinformation, da det avancerede brugerstyringssystem styrer rettighederne. Denne nye brugerstyring betyder, at brugen af systemet bliver væsentlig mere smidigt.

Fremtidsperspektiver Det fællesoffentlige sekretariat har taget initiativ til at videreudvikle systemerne med henblik på at adskille databaser og funktionalitet, således at de målrettet kan løse de forskellige opgaver kommunerne og miljøcentrene fremover skal løse. I relation til de nye fællesoffentlige databaser udvikles der webservices, så eksterne applikationer kan tilgå data ud fra selvstændige behov. Dette skyldes at nogle af de eksisterende løs-

9

Perspektiv nr. 12, 2007

omkring overfladevand en blanding af databaser og funktionalitet, hvilket gør det til en udfordring at basere den fremtidige miljøadministration på disse systemer.

Figur 3: Hovedelementerne i Arealinformationssystemet. Gennem kortløsningen ”Arealdata” kan data redigeres på produktionsdatabasen, mens der i kortløsningen ”Arealinfo”, som henter data fra distributionsdatabasen, kan ses og downloades data. Der sker en natlig replikering af data fra produktionsdatabasen til distributionsdatabasen, så de redigerede data kan ses i arealinfo dagen efter de er ændret.

ninger i Danmarks Miljøportal ikke lever op til principperne i serviceorienteret IT-arkitektur. Eksempelvis er en del af systemerne

Der pågår endvidere et væsentligt arbejde med at sikre fælles standarder for data på miljøområdet, sådan at data får et ensartet indhold og struktur, der direkte kan sammenlignes og integreres på tværs af administrative skel. Denne opgave hører ind under sektor standardiseringen, som har ophæng i Videnskabsministeriet, der har det tværgående ansvar for standardisering i Danmark.

På miljøområdet er nedsat et Sektorstandardiseringsudvalg for miljødata med en række undergrupper på en række udvalgte fagområder. Miljøministeriet er formand for Sektorstandardiseringsudvalget ligesom undergrupperne på en række udvalgte fagområder ledes af Miljøministeriets fagfolk.

I takt med at der udvikles nye fællesoffentlige datasamlinger, og data kan tilgås via webservices, kan myndigheder og private aktører udvikle programmer, som kan hente og bearbejde data til dedikerede opgaver. På den måde er den igangværende standardisering og samling af de offentlige data, startskuddet til en udvikling af reel digital forvaltning på miljøområdet.

Om forfatterne Jesper Vinther Christensen, Civilingeniør, ph.d., Projektleder af Danmarks Arealinformation, Danmarks Miljøportal, Rentemestervej 8, 2400 København NV, jevch@miljoeportal.dk.

Tobias Kjølsen, Geolog., Chefkonsulent, Danmarks Miljøportal, Rentemestervej 8, 2400 København NV, tokjo@miljoeportal.dk.

Anne Juul Sørensen, Geograf, Projektleder, Danmarks Miljøportal, Rentemestervej 8, 2400 København NV, anjus@miljoeportal.dk.

10

Perspektiv nr. 12, 2007 Kortlægning af trafikstøj Jakob Høj, Civilingeniør, trafikplanlægger, Tetraplan A/S Støj er en miljøfaktor, som påvirker et stort antal mennesker. Mange danskere er generet af støj fra biler, tog og fly. Støj fra vejtrafik er imidlertid den vigtigste kilde til støjproblemerne.

I Danmark vurderes at 700.000 boliger har et støjniveau, som er højere end den vejledende grænseværdi for nye boliger. Af disse er 150.000 boliger vurderet som stærkt støjbelastede. Det er én af grundene til at støj – specielt fra trafikken – er højt prioriteret på den politiske dagsorden. Samtidig viser nyere forskning at støj også er et væsentligt sundhedsproblem.

Trafikstøj kan øge risikoen for sygdomme i hjerte og kredsløb og i den nationale Vejstøjstrategi fra 2003 blev det med nogen usikkerhed anslået, at forhøjet blodtryk og hjertesygdom som følge af vejstøj hvert år er årsag til 200-500 for tidlige dødsfald i Danmark.

I arbejdet med at forebygge støjproblemerne er grundlaget altid en kortlægning af støjudbredelsen. Her spiller anvendelsen af GIS en vigtig rolle. Kommunale kortdata kan i sammenhæng med registeroplysninger om boliger og personer danne det nødvendige grundlag for en solid kortlægning af støjbelastede boliger og personer.

Støjproblematikken Udsættes man for vedvarende støj kan det bl.a. give søvnbesvær, stressreaktioner og øget risiko for hjertesygdom, ligesom det kan påvirke sprogudviklingen og læseindlæringen hos børn. WHO konkluderede i 1999, at langvarig udsættelse for vejtrafikstøj i niveauet 65-70 dB(A) er forbundet med større hyppighed af visse hjertesygdomme, men at sammenhængen er svag (Birgitta Berglund et al,

1999). En sammenfatning fra 2002 af en række studier af sammenhængen mellem forskellige former for støj og risikoen for hjertesygdom tyder på, at der er sammenhæng mellem trafikstøjpåvirkning og hyppigheden af hjertesygdomme helt ned til et niveau på 55 dB(A). Resultatet svarer til, at de der boede i et område, hvor støjen udenfor var 65 dB har en ca. 18 % forhøjet risiko for hjerte-

Lydstyrke og oplevelsen af støj Det man måler er lydstyrken, og den måles i dB(A). Det vil sige lydtryksniveauet i decibel (dB) plus et filter(A), som betyder at forskellige frekvenser vægtes på en måde, der svarer til det menneskelige øres følsomhed. Oplevelsen af støjen - det vi hører – stiger ikke lineært med lydniveauet. F.eks. vil 1 dB mere støj i intervallet 70-75 dB opleves som mere generende, end en forhøjelse af støjen med 1 dB i intervallet 55-60 dB. Skal vi tydeligt kunne høre, at støjen er blevet lavere, skal lydniveauet sænkes med 5 dB. Mens en nedsættelse på 8-10 dB opleves som en halvering af støjen.

Støjindikatorer L Aeq er det gennemsnitlige A-vægtede lydtryksniveau over en given tidsperiode. Dette svarer til lydtryksniveauet af en konstant lyd med samme lydenergi som den betragtede varierende lyd i tidsperioden. I planlægning har man hidtil benyttet det døgnækvivalente støjniveau, L aeq,24, som støjindikator.

L den er en sammenvejning af støjen i dag-, aften- og natperioden, idet der bruges et genetillæg” på 5 dB til støjen i aftenperioden og 10 dB til støjen i natperioden. Støjen i hver af perioderne bestemmes som det A-vægtede gennemsnit (L Aeq) i de pågældende perioder gennem et år, og betegnes henholdsvis L day, L evening og L night.

11

Perspektiv nr. 12, 2007

sygdom (Miljøstyrelsen, 2003). Selvom støjen langt fra er den eneste – eller største faktor, der har indflydelse på risikoen for at få hjertesygdom, er der klare sundhedsmæssige argumenter for at arbejde for lavere støjniveauer i byerne.

Der er en klar sammenhæng mellem, hvor meget trafikstøj, der er, og hvor meget vi føler os generet af den. Når støjen stiger, oplever flere, at støjen generer dem i det daglige – både inde i boligen og udenfor. I en undersøgelse af beboernes oplevelser med støj i tre københavnske boligområder, der er stærkt støjplagede, siger hver 4. beboer, at de kommer mindre ud, fordi støjen udenfor gør det umuligt at opholde sig i haver og på fællesarealer. Trafikstøjen betyder, at færre åbner deres vinduer. På den måde kan trafikstøj også have indflydelse på indeklimaet, fordi der ikke luftes ud så tit.

Det er dog vigtigt at huske at mennesker oplever støj meget forskelligt. Hvad der for en person kan være helt uudholdeligt, kan for en anden være acceptabelt.

Problemets omfang Mange danskere er generede af støj fra biler, tog og fly. Støj fra vejtrafik er imidlertid den vigtigste kilde til støjproblemer i Danmark.

Miljøstyrelsen vurderede i 2003, at vejstøj belaster 700.000 danske boliger med mere end den vejledende grænseværdi for nye boliger på L Aeq 55 dB. Heraf er 150.000 boliger stærkt støjbelastede med et støjniveau

12

over L Aeq 65 dB. Det er vurderet, at ca. 90% af de støjbelastede boliger ligger langs kommuneveje.

Ca. hver tredje støjbelastede bolig i Danmark med over 65 dB er beliggende i København, og det skønnes, at 7 ud af 10 københavnere bor i en bolig, hvor det udendørs støjniveau ud mod gaden er over den vejledende grænse på 55 dB. Den forventede trafikvækst vil i de kommende år forstærke støjgenerne. I København er biltrafikken de sidste 10 år steget med 16 % på kommunens overordnede vejnet, og bilejerskabet i kommunen er steget med 40 %.

I samme periode er antallet af støjbelastede boliger steget med ca. 10%.

Der er grænser for støj Miljøstyrelsen har sat nogle vejledende grænser for støj fra veje og jernbaner. At grænserne er vejledende betyder, at man skal tilstræbe at holde støjen under de vejledende grænser når man planlægger nye boligbyggerier, nye veje eller jernbaner. Der er ikke nogen lovgivning, der forbyder støj fra allerede eksisterende veje og jernbaner.

De vejledende grænseværdier for vejtrafikstøj i forskellige typer af områder er i 2007 formuleret for indikatoren L den, som fremover skal benyttes til støjkortlægninger og planlægning i Danmark (Miljøstyrelsen, 2007) Støjindikatoren, L den er en sammenvejning af støj i tidsperioderne dag, aften og nat, hvor der tillægges en ”straf” på 5 dB til støjen i

Områdetype

Lden

Rekreative områder i det åbne land, sommerhusområder, campingpladser ol.

53 dB

Boligområder, børnehaver, vuggestuer, skoler og undervisningsbygninger, plejehjem, hospitaler ol. Desuden kolonihaver, udendørs opholdsarealer og bydelsparker.

58 dB

Hoteller, kontorer mv.

63 dB

Perspektiv nr. 12, 2007

af tenperioden og 10 dB til støjen i natperioden. Formålet er at tage højde for menneskers særlige støjfølsomhed om aftenen og nat ten. Når støjen beskrives som L den, vurderes det at støjniveauet svarer bedre til befolkningens opfattelse af støjgener, end den tidligere anvendte målestørrelse, L Aeq. Der er også indikationer på, at støj i natperioden har særlig stor betydning for de afledte sundhedseffekter.

Bidraget fra vejstøjen om aftenen og natten vil uden denne vægtning kun have begrænset betydning for det gennemsnitlige niveau over døgnet, fordi trafikken i disse perioder er svagere. At lægge 10 dB på om natten betyder, at hver støjbegivenhed om natten tæller lige så meget som 10 støjbegivenheder om dagen.

Hvordan mindskes støjen fra trafikken?

Det er ikke muligt præcist at sige hvordan ændringer i trafikken eller støjdæmpning påvirker støjen. Det kommer helt an på de lokale forhold. Men et par tommelfingerregler er : • Halveres trafikken, vil støjen falde med 3 dB • En 10 dobling af trafikken vil opfattes som en fordobling af støjen • Sænkes hastigheden fra 60 km/t til 50 km/t vil støjen falde med 2 dB • En effektiv støjskærm vil mindske støjen 10-12 dB – altså mere end halvere den støj, man hører

Støj og planlægning Der findes en række muligheder for at begrænse støjproblemerne. Det er både et spørgsmål om at forebygge at der bygges nye støjbelastede boliger og at søge at begrænse støjgenerne ved eksisterende boliger.

I begge situationer er det grundlæggende de samme virkemidler som kan bruges.

Både for nye og for eksisterende boliger er Miljøstyrelsens vejledende grænseværdi grundlaget for at vurdere støjgener og støjens virkning på helbredet, men hverken miljø- eller planloven giver ulighed for at gribe ind overfor støjproblemer i eksisterende boliger fra eksisterende veje.

rende vejbelægninger, tilskudsordninger til facadeisolering mv.

I den fremtidige byudvikling af nye byområder bør mulighederne for at indtænke støjhensynet i planlægningen, således at der ikke skabes nye støjbelastede boliger, udnyttes.

Det er ofte nødvendigt med flere former for virkemidler, hvis støjen skal reduceres til et acceptabelt niveau lavere end eller i nærheden af den vejledende grænseværdi for vejstøj.

I arbejdet med at begrænse støjgenerne ved eksisterende boliger har kommunerne en væsentlig rolle. En indsats for at reducere støjgenerne kan med fordel sammentænkes med andre kommunale planinitiativer, eksempelvis strategier for anvendelse af støjreduce-

Virkemidler til at reducere vejtrafikstøj Støj fra veje bør først og fremmest forebygges gennem trafikplanlægningen. Her kan man ændre på trafikkens omfang, hastighed og sammensætning. Her ud over kommer en lang række tekniske virkemidler som støjskærme, støjreducerende vejbelægninger og facadeisolering. En måde at systematisere virkemidlerne på er ud fra den måde de reducerer støjen: • ved kilden (trafikkens omfang, antallet af tunge køretøjer, trafikkens hastighed, vejens belægning) • under støjens udbredelse (støjafskærmning, terrænforhold) • ved modtageren (facadeisolering og afskærmning tæt ved facaden) Denne systematik afspejler samtidig et hierarki i valg af virkemidler. En indsats for begrænsning af støjen ved kilden bør altid prioriteres højt. Facadeisolering bør være en løsning, som supplerer de øvrige virkemidler. Udskiftning af vinduer til mere støjdæmpende typer er altid en god løsning, men den

13

Perspektiv nr. 12, 2007

National Vejstøjstrategi Et arbejde fra statens side mundede i 2003 ud i en national Vejstøjstrategi. Her er der udpeget 10 indsatsområder, man fra statslig side vil arbejde med for at reducere støjbelastningen fra vejene (Vejstøjgruppen, 2003). Man vil bl.a. gennem EU-samarbejdet arbejde på at reducere støjudsendelsen fra køretøjer og dæk.

er kun effektiv indendørs og når vinduerne er lukkede.

Det er ikke alle virkemidler, der er lige gode alle steder. Støjskærme eller støjvolde kan kun etableres, hvor der er plads nok, og hvis det ikke har for store negative æstetiske og funktionelle konsekvenser. De er derfor sjældent en realistisk mulighed i tættere byområder.

Tre indsatsområder har direkte tilknytning til de kommunale veje, hvor de fleste støjbelastede boliger ligger. Her foreslås virkemidler i form af øget anvendelse af støjreducerende vejbelægninger, hastighedsbegrænsninger og en mere udbredt anvendelse af støjreducerende vinduer.

Støjreducerende vejbelægninger, facadeisolering og –afskærmning kan i princippet bruges alle steder. Facadeisolering sikrer det indendørs støjniveau ved lukkede vinduer.

Der er i de senere år udviklet nye vinduesløsninger, der gør det muligt at sikre frisk luft samtidig med, at støjen bliver reduceret. Et eksempel er de såkaldte lydskodder, som bl.a. er afprøvet i boligbebyggelse langs indfaldsvejen Folehaven i Københavns Kommune.

Vejstøjstrategien er baseret på analyser af effekten og omkostningerne ved en række virkemidler og kan fungere som et redskab for vejmyndigheder i arbejdet med at reducere vejstøj på en omkostningseffektiv måde.

Virkemiddel Flytning af trafik til større veje

1

1

Flytning af tung trafik

1

1

2

1

1

Trafiksanering Glidende trafikafvikling

1

1

Skærpede emissionsgrænser

1

1

Støjsvage dæk

1

2

2

Støjskærme

1

Lydisolering af boliger Mere jævn vejbelægninger

1

1

1

1

1

1

1

2

2

2

2

2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

2

1

Støjreducerende vejbelægninger

1

Køreadfærd, uddannelse Parkeringsafgifter

1

1

Vejafgifter, bilafgifter o.l.

1

1

Lavere hastighed, mere kontrol

1

1 1

1

2

2

1

1

2

2 2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Reduktion i støjbelastning (dB)

Figur 1. En oversigt over hvad man kan opnå af støjdæmpning er vist i figuren. Den mørke farve viser hvad der normalt kan forventes af støjdæmpning, mens den lyse farve viser hvad der i gunstige tilfælde kan opnås.

14

Perspektiv nr. 12, 2007

EU direktiv om støjkortlægning og støjhandlingsplaner Et EU-direktiv om vurdering og styring af ekstern støj er implementeret i den danske lovgivning i 2006 (Miljøministeriet, 2006).

Her er opstillet regler for kortlægning af ekstern støj og retningslinier for, hvordan kommuner og andre myndigheder kan udarbejde handlingsplaner for forebyggelse og reduktion af ekstern støj. Der findes også regler for offentliggørelse af støjkort og om information til borgerne om støjens gener og sundhedseffekter.

Støj fra alle større veje, jernbaner og lufthavne samt i større samlede byområder skal kortlægges. I større, samlede byområder omfatter kortlægningen, ud over støj fra veje, jernbaner, lufthavne og flyvepladser, også udvalgte virksomheder (IPPC-virksomheder). Kortlægningen skal gennemføres fra 2007 og derefter hvert 5. år. I 2007 skal byområder med mere end 250.000 indbyggere (Københavnsområdet) støjkortlægges.

Resultaterne af støjkortlægningerne skal leveres til Miljøstyrelsen i form af tabeller med antal støjbelastede boliger og personer fordelt på støjklasser. Derudover skal der leveres støjkort i GIS-format, som viser støjudbredelsen langs vejene.

Støjbelastede personer opgøres med udgangspunkt i boligen. Der skal ikke opgøres støjbelastning for dagbefolkningen.

Alle støjkort og opgørelser offentliggøres på Miljøstyrelsens hjemmeside (http://noise. mst.dk) Fra 2012 og fremover er alle samlede byområder med mere end 100.000 indbyggere omfattet af kravet om støjkortlægning (ud over Københavnsområdet vil det omfatte Århus, Odense og Aalborg). Miljøstyrelsen vurderer, at op mod halvdelen af alle støjbelastede boliger vil være kortlagt i 2012.

Mindre byer er ikke omfattet af kravene, men alle kommuner har mulighed for at kortlægge støjen på frivilligt grundlag. Støjkortlæg-

ning og de tilhørende støjhandlingsplaner er et godt redskab for kommuner, der ønsker at gøre en særlig indsats for at nedbringe støjgener i byerne, men som ikke er omfattet af bekendtgørelsens krav.

Lydlandskaber – en anden tilgang til støjproblematikken Med inspiration fra Sverige, hvor der i de senere år er arbejdet systematisk med kortlægning af støjens genevirkninger, kan der anlægges et mere nuanceret syn på, hvordan der sikres gode støjforhold i og omkring boligen. Et af resultaterne af de svenske studier er et forslag til en planlægningspraksis, hvor der lægges vægt på det samlede lydlandskab omkring boligen. Dette åbner op for at der kan accepteres højere støjniveauer på dele af facaderne, hvis en række andre forhold omkring boligen og friarealerne er opfyldt (Stockholm Stad, 2006).

Som et led i arbejdet med lydlandskaber er der formuleret metoder, der kan benyttes tidligt i planprocessen til at vurdere om boligerne og udearealerne er udformet, så de kommende beboere bliver mindst muligt generet af støj. Metoden kan f.eks. anvendes ved projekter om byfornyelse og vitalisering af ældre, støjbelastede boligområder, hvor det er vanskeligt at bringe støjen på facaden ned under de vejledende grænseværdier.

Beregningsmetoder og GIS i støjkortlægning Når støj fra veje skal beskrives, kan det enten ske ved egentlige støjmålinger i marken eller ved beregninger. Som hovedregel beregnes vejstøj. Der er en lang række usikkerheder ved støjmålinger, der bevirker at et målt støjniveau kun undtagelsesvis kan anses for mere pålideligt end et beregnet. Det er også omkostningstungt at foretage målinger af støj i større omfang.

Ny støjberegningsmetode - Nord2000 Til beregning af støj fra veje skal man fremover benytte beregningsmetoden Nord2000. Det er en fælles nordisk beregningsmetode, som er udviklet til at beregne lydens udbredelse

15

Perspektiv nr. 12, 2007

under forskellige vejrforhold. Den er dermed velegnet til beregning af årsmiddelværdien af støjen, hvilket er et krav i støjdirektivet fra EU om støjkortlægning og handlingsplaner.

Modellen er opdelt i en kildemodel og en udbredelsesmodel, hvor udbredelsesmodellen også kan bruges til andre slags støj end vejtrafikstøj. I klidestøjmodellen skelnes mellem dæk-vejbane støj og motorstøj. Det er muligt at korrigere beregningerne for den aktuelle vejbelægnings karakteristika.

• Vejmidter eller kørebanemidter med tilknyttede trafikdata • Bygningspolygoner • Terrænmodel med oplysninger om terræntype (absorberende eller reflekterende) • Støjskærme • Geokodede adresser Kortobjekter bør have en geometrisk nøjagtighed, der er mindst ligeså god som Kort10.

Beregninger med Nord2000 baseres på oplysninger om trafikmængden, opdelt i tre køretøjstyper (lette køretøjer, tunge toakslede og tunge flerakslede køretøjer) samt trafikkens faktiske hastighed – også opdelt på 3 køretøjstyper.

Oplysninger om terrænforhold og terrænets akustiske egenskaber er væsentlige for beregning af støjens udbredelse. Terrænet kan skærme for lydudbredelsen, enten når en vej ligger i afgravning eller når der er jordvolde eller støjskærme i nærheden af vejen.

Med Nord2000 kan man beregne støjen fra trafikken på en vej eller på et større vejnet.

Man kan beregne virkningen af støjdæmpende tiltag som f.eks. en ændring af trafikken eller vejbelægningen og opførelse af en støjskærm eller en jordvold.

Støjafskærmninger højde og placering indtegnes i grundkortet, der danner grundlag for støjkortlægningen.

Metoden kan også bruges ved planlægning af nye boligområder til at sikre, at Miljøstyrelsens vejledende grænseværdier for trafikstøj bliver overholdt.

Udnyttelse af GIS Fordelen ved at anvende et GIS i støjkortlægninger er bl.a. at det er ressource- og tidsbesparende at gennemføre støjberegninger da afstande, højder og vinkelrum automatisk kan udledes fra de digitale kort.

Samtidig er der en stor præcision og ensartethed i beregningerne, svarende til den præcision som findes i de digitale kort. Alle støjkilder i området kan indregnes, således at støjbidrag fra samtlige kilder opgøres for hvert enkelt beregningspunkt.

Som grundlag for en GIS-baseret støjkortlægning opbygges en støjmodel hvor beregningsmetoderne i Nord2000 (eller andre støjberegningsmetoder) kombineres med digitale kortdata.

16

Digitale højdemodeller kan benyttes til at give en præcis beskrivelse af terrænforhold i kortlægningsområdet, men i mange tilfælde vil det være helt tilstrækkeligt at regne med plant terræn. Det gælder især i byområder hvor afstanden mellem vejen og de støjbelastede boliger normalt er lille.

Bygninger vil ligesom støjskærme og jordvolde påvirke lydudbredelsen. Derfor skal bygningspolygonerne indgå i kortgrundlaget med placering og højde. Bygningernes højde kan eksempelvis findes i en digital højdemodel eller skønnes ud fra BBR-registeret, hvor der indgår oplysninger om antal etager.

Bygninger kan både skærme og reflektere lyden. Ved støjkortlægninger i byområder er det vigtigt at tage hensyn til refleksioner.

De geokodede adresser kan med fordel udnyttes i støjkortlægningen. Ved at sammenkoble de enkelte bygninger til BBR-registeret ved hjælp af adressepunkterne kan registerdata anvendes til en opgørelse af boliger og personer i en given bygning. Antallet af boliger pr.

Perspektiv nr. 12, 2007

adresse opgøres ved at samkøre adresserne med BBR, og antallet af personer opgøres ved at koble med et udtræk fra CPR af antal personer pr. adresse.

En anden metode til opgørelse af støjbelastede personer er at udnytte Det danske Kvadratnet, hvor der findes oplysninger om antal boliger og personer i felter på 100 x 100 m. I et givent område kan antal beboere fordeles ud på bygningerne i forhold til bygningernes andel af det samlede boligareal i delområdet. Boliger og personer tilknyttes et støjinterval efter den højeste facadestøjbelastning i bygningen. Denne metode er mere usikker end de metoder, som kobler direkte via adressepunkterne til BBR-registeret. Men metoden er anvendelig og lever op til kravene i Støjbekendtgørelsen.

I støjberegningerne skal der tages hensyn til både den skærmende virkning og den reflekterende virkning fra de bygninger og støjskærme, der ligger mellem beregningspunktet og vejen. Oplysningerne er automatisk udledt af det digitale kort, og de enkelte vejstykker opdeles automatisk i et antal mindre stykker, således at der kan udledes entydige oplysninger om skærm- og reflektionsvirkning i form af afstande til skærm og skærmens dybde og højde.

Facadestøj og støjbelastede boliger For at bestemme støjniveauet ved boliger afsættes beregningspunkter langs alle bygningsfacader som indeholder en digital adresse. Beregningspunkterne afsættes normalt 0,5 meter fra facade og der afsættes typisk flere beregningspunkter langs en facade, ek-

1100 ,,88 0000

64.4 64.4

66.9 66.9

45.9 45.9

48.1 48.1

35.1 35.1

61.6 61.6

34.9 34.9

61.3 61.3

32.6 32.6 32.5 32.5

35.3 35.3

33.7 33.7

62.3 62.3 57.1 57.1

54.0 54.0 52.5 52.5

60.7 66.1 66.1 60.7 59.6 59.6

34.5 34.5 34 34

62.5 62.5

64.8 64.8 65.3 65.3

61.8 61.8

33.4 33.4

35.1 35.1 66.0 66.0

1100 ,,88 0000

64.9 64.9

34.2 34.2

34.5 34.5

37.4 37.4

65.2 65.2

64.7 64.7

34.2 34.2

41.2 41.2

40.1 40.1

65.1 65.1

64.7 64.7

42.5 42.5 31.0 31.0 39.0 39.0

34.9 34.9

58.4 58.4

36.

36.

34.0 34.0

35.1 35.1

62.6 62.6

59.1 59.1

38.3 38.3

33.7 33.7

63.0 63.0 63.7 63.7

33.2 33.2

35.6 35.6

65.1 65.1

33,,99 0000

66.9 66.9 34.0 34.0

54.7 54.7

64.6 64.6

00 ,,0088 66

65.1 65.1

64.8 64.8

64.4 64.4 63.1 63.1

64.3 64.3

65.

65.

32 32 22

Figur 2: Beregning af facadestøj, hvor der er afsat beregningspunkter langs hver boligfacade. Adressepunkterne anvendes til at tilknytte et støjniveau til den enkelte boligenhed.

17

Perspektiv nr. 12, 2007

Figur 3: Støjudbredelse for et lokalplanområde beregnet ved hjælp af en GIS baseret støjmodel, som kombinerer støjberegningsmetode med digitale kort. Dette eksempel er udarbejdet med den tidligere nordiske beregningsmetode (NVB96)

sempelvis med en maksimal afstand på 5 m.

Se figur 2.

Ved bygninger med flere etager kan der afsættes beregningspunkter for hver etage, således at støjbelastningen entydigt kan knyttes til den rigtige bolig.

Støjniveauet for den enkelte bolig bestemmes som den maksimale facadestøjbelastning som ligger tættest på adressepunktet.

Lokale støjhandlingsplaner – Eksempel fra Gladsaxe Lokale støjhandlingsplaner kan omfatte afgrænsede byområder og bebyggelser f.eks. inden for rammerne af en boligforening. På den måde kan et områdes støjbelastning få ekstra synlighed. En støjhandlingsplan kan også dække hele kommunen og baseres på en samlet støjkortlægning af støjbelastede boliger og personer i kommunen.

Tematiske støjkort Udover kortlægning af støjbelastede boliger skal der ved en støjkortlægning i følge støjdirektivet også udarbejdes tematiske støjkort, som viser støjudbredelsen i kortlægningsområdet.

Sådan et kort udarbejdes på baggrund af beregninger i punkter i et gridnet med en maskevidde på typisk 5-10 m. se figur 2.

I nogle beregningsprogrammer kan maskevidden tilppasses det aktuelle beregningsområde, så der regnes med en tættere maskevidde nær støjkilden (vejen) og en større maskevidde i åbne områder langt fra støjkilden.

Gladsaxe kommune har som en af de første danske kommuner i 2004 udarbejdet en kommunal handlingsplan for støjbekæmpelse.

18

Som grundlag for handlingsplanen har kommunen fået opstillet en GIS-baseret støjmodel, som kombinerer den nordiske beregningsmetode for vejtrafikstøj med kommunens digitale kort og registeroplysninger. Støjmodellen dækker samtlige boliger i kommunen. Som støjkilder indgår alle vejstrækninger i kommunen.

Efterfølgende har kommunen overtaget støjmodellen som anvendes til løbende opdate-

00

66 2233

11 1199

00

180 180 79 7799 79

99 2233

1144 00

130 130

4455

22881 1

1533 15

112277

50 5,7 5,750

77 77

5,7 5,750 50

8,1000 8,10

00

,50000 44,5 ,50000 44,5

1100 88

334411

55,7 ,75500

334411

4477

8,10 8,1000

2266 99

40 40

113399

00 ,,4400 3333

00

4477

103 103

000 ,,440 3333

19 19

77,,88 0000

00

30 30

222211

00 3377

22

3377 77

37 3777

77,,8 800 00 11 1111

00

00 8,100 8,1

221177

110022

7744

61 61

00 8,1 8,100

33 1188

00

33,,99 0000

92 92

4444

5544

00 3377

5544

00 33,,4400 440000 33 3333,,

33,,99 0000 33,, 9900 00

88 2200

5522

5511

4499

00

35 35

7744

1,800 1,800

00

00

226666

124 124

1 66331

9955

3399 66

00

5500

00 1133

42 42

Perspektiv nr. 12, 2007

Figur 4: Udsnit af støjkortlægningen for Gladsaxe Kommune.

Kortet viser den maksimale støjbelastning for bygninger til boligformål

ringer af støjudbredelsen og i forbindelse med lokalplanarbejde mv. Modellen er velegnet i formidlingen af støjproblematikken til borgere og politikere.

Støjkortlægning Støjkortlægningen viste at knap 30% af alle boliger i Gladsaxe Kommune er belastet med et støjniveau over den vejledende grænseværdi på L Aeq 55 dB. Ud af disse boliger er hver 5. stærkt støjbelastet med et støjniveau over L Aeq 65 dB. Et væsentligt bidrag til støjbelastningen kan henføres til trafikken på det regionale vejnet i kommunen som udgøres af motorvejene som bestyres af Vejdirektoratet og de tidligere amtsveje gennem kommunen. Se figur 4.

Udover opgørelsen af antallet af støjbelastede boliger er GIS støjmodellen anvendt til at

beregne og illustrere støjudbredelsen i de rekreative områder og i kolonihaveområder.

Handlingsplan Med afsæt i kortlægningens resultater og målsætninger er der udpeget indsatsområder og virkemidler. Ligesom en række projekter på det kommunale vejnet er prioriteret i en handlingsplan. Resultatet er at de konkrete målsætninger for støjbekæmpelse kun kan nås ved en kombination af virkemidler. Og kun når der gøres en indsats både af kommunen og af Vejdirektoratet som har ansavret for støjbekæmpelse langs statsvejene.

Væsentlige virkemidler er anvendelse af støjreducerende vejbelægninger og etablering af en kommunal støjpulje til brug for tilskud til facadeisolering af stærkt støjbelastede boliger.

19

Perspektiv nr. 12, 2007

I 2007 opdaterer Gladsaxe Kommune støjkortlægningen i henhold til de den nye officielle beregningsmetode, Nord2000.

Afrunding Støj er et stigende miljøproblem og vejstøj er en af de støjtyper, som giver anledning til de største gener og til flest støjplagede personer i Danmark. At støj også er et sundhedsproblem, er i de senere år påvist i flere internationale undersøgelser. Længere tids udsættelse for støj kan bl.a. føre til forhøjet blodtryk og øge risikoen for bestemte typer af hjertekar sygdomme.

Kortlægning af vejstøj har været foretaget i Danmark i flere omgange. Den seneste samlede opgørelse viste at vejstøj belaster 700.000 danske boliger med støj over de vejledende grænseværdier.

Der foretages også en systematisk støjbekæmpelse, især ved opsætning af støjskærme og facadeisolering. Her har Vejdirektoratet ydet en stor indsats i form af etablering af støjskærme og støjvolde langs motorvejene. Også mange kommuner gør en indsats.

I de senere år er anvendelse af støjreducerende vejbelægninger blevet et centralt virkemiddel.

EU har med et direktiv fra 2002 om vurdering og styring af ekstern støj opstillet regler for kortlægning af støj og retningslinier for, hvordan kommuner og andre myndigheder kan udarbejde handlingsplaner til at forebygge og reducere støjen. Der er også regler for offentliggørelse af støjkort og om information til borgerne om støjens virkninger. I første omgang har direktivet betydet, at der i 2007 skal foretages en støjkortlægning af samlede større byområder med mere end 250.000 indbyggere. I Danmark er det kommunerne i Københavnsområdet, som nu skal støjkortlægges. Om 5 år skal alle byområder med mere end 100.000 indbyggere støjkortlægges.

De nye krav til støjkortlægningernes omfang og til de støjberegningsmetoder, som skal anvendes, betyder i praksis at det er oplagt at udnytte GIS. En systematisk tilgang til de store mængder af geodata, som er input til støjberegningerne er nødvendig. Højdemodeller, digitale vejmidter med tilknyttede trafikoplysninger, bygningspolygoner og geokodede adresser er nogle af de grundlæggende kortelementer, som udnyttes i GIS-baserede støjkortlægninger. For at komme fra beregnede støjniveauer ved bygninger til et antal støjbelastede boliger og støjbelastede personer, skal der etableres koblinger til registeroplysninger.

I denne proces kan en kobling via Det danske Kvadratnet være en mulighed.

Der er næppe tvivl om at de systematiske støjkortlægninger, som bliver udarbejdet i den kommende tid, vil bidrage til et øget fokus på vejstøj. Og dermed også et øget fokus på, hvordan man kan begrænse støjen og dens genevirkninger.

Referencer Birgitta Berglund, Thomas Lindvall og Dietrich H. Schwela, 1999, “Guidelines for Community Noise”, WHO. (Retningslinierne kan downloades fra www. euro.who.int.)

Miljøstyrelsen, 2003, ”Strategi for begrænsning af vejtrafikstøj – Delrapport 2: Støj gener og sundhed”, Miljøstyrelsen Miljøstyrelsen, 2007, ”Støj fra veje” Vejledning fra Miljøstyrelsen nr. 4 2007 Vejstøjgruppen, 2003, ”Forslag til strategi for begrænsning af vejtrafikstøj”, Miljøstyrelsen Miljøministeriet, 2006, ” Bekendtgørelse om kortlægning af ekstern støj og udarbejdelse af støjhandlingsplaner, nr. 717 af 13. juni 2006.

Stockholm Stad , 2004, “Trafikbuller och Planering II”, Stockholm Stad, Miljöforvaltningen,

Om forfatteren Jakob Høj, Civilingeniør, trafikplanlægger, Tetraplan A/S

20

Perspektiv nr. 12, 2007 GIS til kortlægning af luftforurening fra brændeovne og små brændefyr Morten Tranekjær Jensen, Danmarks Miljøundersøgelser – Afdeling for Systemanalyse GIS spiller en central rolle i DMU’s arbejde med afdækning af de miljø- og sundhedsmæssige konsekvenser af brændefyring i private husholdninger. I det 3-årige forskningsprojekt WOODUSE udvikles en luftkvalitetsmodel, som bl.a. kan beregne koncentrationsniveauer af sundhedsskadelige partikler i tæt bebyggede boligområder. Input til modellen er et korttema over årlige emissioner af forskellige luftforureningskomponenter (bl.a. partikler – PM2,5 og PM10). Som et led i modeludviklingen er der henover vinteren 2006/2007 foretaget målinger af partikelniveauet og meteorologien i og omkring Slagslunde By ved Stenløse i Nordsjælland. Der er endvidere gennemført en spørgeskemaundersøgelse til afdækning af borgernes fyringsvaner. I denne artikel præsenteres metoden og de data, som ligger til grund for den GIS-baserede emissionskortlægning.

Figur 1 Centralt placeret målevogn på Anemonevej i Slagslunde ved Stenløse (Foto: Jesper Stubkjær, DMU/ATMI).

Figur 2 Opsætning af meteorologisk målestation på mark udenfor Slagslunde ved Stenløse (Foto: Jesper Stubkjær, DMU/ATMI).

Baggrund En stor del af de partikler, som befolkningen udsættes for, stammer fra brændefyring i private husholdninger. De nyeste opgørelser viser, at op i mod 60% af det danske udslip af partikler stammer fra privat brændefyring. En anden stor kilde til partikelemission er vejtransport, der tegner sig for ca. 14% af det samlede danske udslip. Tidligere målinger af koncentrationsniveauet i et rækkehuseområde nord for Roskilde viste, at der under særlige forhold kan opnås koncentrationsniveauer af sundhedsskadelige partikler svarende til de niveauer, der findes på stærkt befærdede gader i det indre København i myld-

retidstrafikken. DMU har i en række projekter de seneste år sat fokus på disse meget lokale miljø- og sundhedsmæssige problemer omkring brændefyring.

Til brug for arbejdet med belysninger af de sundhedsmæssige effekter af denne forurening er der udarbejdet en metode til kortlægning af de årlige emissioner fra husstande med brændefyrede anlæg – typisk brændeovne og små brændefyr. Det er denne metode, der sættes fokus på i denne artikel. Metoden benytter og kombinerer en række mere eller mindre kendte data, herunder registerdata, og illustrerer dermed hvorledes disse

21

Perspektiv nr. 12, 2007

finder anvendelse og nytte i den anvendte miljøforskning.

et potentielt brændeforbrug regnet i energienheden giga joule pr. år.

Princippet i emissionskortlægningen Der er valgt en bottom-up tilgang til emissionskortlægningen, dvs. en tilgang hvor de enkelte anlæg (brændeovne og -fyr) og deres placering anvendes som udgangspunkt for kortlægningen. Detaljeret kendskab til antallet og typen af fyringsanlæg rundt omkring i de danske husholdninger findes hos skorstensfejerne. Disse informationer samles i et databasesystem, der dog ikke er udbredt til alle distrikter og autoriserede skorstensfejere i Danmark. Informationen fra skorstensfejernes databasesystem kan via adresseoplysninger geokodes, således, at alle anlæg kan stedfæstes til adresseniveau via XY-koordinater. Den geokodede information fra skor stensejernes databaser er efterfølgende sammenstillet med BBR’s bygningsoplysninger (bygningsanvendelse, boligareal, varmeinstallationer mv.).

Ved vurdering af brændeforbruget pr. husstand er der opsat regler, som bl.a. inddrager oplysninger om de enkelte husstandes primære opvarmning. Husstande med tilslutning til kollektiv varmeforsyning i form af fjernvarme eller naturgas har som oftest adgang til billig varme, hvilket tilskynder til at bruge brændeovnen mindre end i de tilfælde hvor den primære opvarmningsform er elvarme eller andre dyre alternativer. Ved beregning af brændselsforbruget er der endvidere taget højde for den lavere nyttevirkning i brændeovne og små brændefyr sammenlignet med f.eks. oliefyr, dvs., at der skal relativt mere energi til at frembringe den samme varme.

Det er tidligere forsøgt at ekstrahere informationer om træfyrede anlæg fra Bygnings- og Boligregistret (BBR), men det har vist sig, at registreringen af brændeovne og små brændefyr langt fra er komplet, hvorfor skorstensfejernes data har fundet anvendelse i dette projekt.

På baggrund af bygningsoplysninger fra BBR er der for boliger med brændefyrede anlæg beregnet et potentielt varmebehov. Beregningen af varmebehovet for de enkelte boliger baseres på kendte relationer i mellem energiforbrug til boligopvarmning og boligareal for forskellige bygningstyper (parcelhuse, række- og kædehuse og etageboliger). Sammenhænge imellem forskellige bygningsparametre og energiforbrug er tilvejebragt af Statens Byggeforskningsinstitut (SBI), som i rapporten ”Husholdningers energi- og vandforbrug” præsenterer statistiske analyser af en database med ca. 50.000 husstandes el-, vandog varmeforbrug kombineret med socioøkonomiske og bygningsmæssige baggrundsvariable. Estimering af varmebehovet for de enkelte husstande benyttes til beregning af

22

Ud fra det estimerede brændselsforbrug beregnes for hver husstand (adresse) den samlede emission (f.eks. PM2,5 eller PM10) ud fra aggregerede emissionsfaktorer, der er beregnet for en række hovedtyper af anlæg.

Der skelnes i mellem hvorvidt anlæggene er lokaliseret i by-, land- eller sommerhusområder. Som et sidste led i processen summeres punktinformationen med emissioner på adresseniveau til et 100m x 100m gitternet.

Et udsnit af det resulterende emissionskort for PM10, som skal danne grundlag for lokale luftkvalitetsberegninger, er vist i figur 3.

Det videre arbejde består i at få trimmet og kvalificeret de modelberegnede emissioner ud fra spørgeskemaundersøgelsen og målingerne, som er foretaget henover vinteren 2006/2007. Brændeovnsbrugere i Slagslunde har ført logbog i en periode henover vinteren og bl.a. noteret forbruget af brænde i perioden. Sidstnævnte er en særdeles vigtig information, idet der vides ganske lidt om brændeforbruget til boligopvarmning på det detaljerede niveau, der arbejdes med i WOODUSE projektet.

Datagrundlaget I dette afsnit fokuseres på at give læseren et indblik i de 2 centrale data sæt, der anvendes i nærværende arbejde. De 2 datasæt er

Perspektiv nr. 12, 2007

Figur 3 Kortet viser det årlige udslip af partikler > 10μm i Værløse By nord for København. Det årlige udslip er opgjort i kg, og hver celle i gitternettet repræsenterer 100m x 100m svarende til et areal på 10.000 m2

hhv. det anvendte udtræk fra skorstensfejernes databasesystem og data fra Bygnings- og Boligregistret (BBR). Hovedvægten blive lagt

på udtrækket fra skorstensfejernes database, idet dette for mange nok er temmelig ukendt sammenlignet med BBR.

Tabel 1 Eksempel på indhold i skorstensfejernes databasesystem.

Husnr

Postnr

Kommune

Ejdnr

Antal ejd

Sagnr

5. JUNIVEJ

12

3660

235

42983

1

5. JUNIVEJ

12

3660

235

42983

0

5. JUNIVEJ

10

3660

235

42975

1

5. JUNIVEJ

20

3550

235

43025

0

5. JUNIVEJ

9

3660

235

42967

ABILDTOFTEN

60

3660

235

ABILDTOFTEN

44

3660

235

ABILDTOFTEN

46

3660

ABILDTOFTEN

46

3660

Gade

Første/ efterf

Antal sk/kdl

Diam/ art

Højde

Hedefl

Fyrart

Tekst

1

F

1

15

0

0

B

BRÆNDEOVN

2

N

1

15

0

0

B

BRÆNDEOVN

1

F

1

20

10

0

B

BRÆNDEOVN

2

N

0

0

0

O

OLIE

1

1

F

1

10

0

B

BRÆNDEOVN

636

1

1

F

1

0

0

F

FAST

539

1

1

F

1

0

0

O

OLIE

235

547

0

2

N

1

0

0

P

PEJS

235

547

1

1

F

1

0

0

O

OLIE

23

Perspektiv nr. 12, 2007

Udtræk fra skorstensfejernes databaser I tabel 1 er givet et eksempel på indholdet af dataudtrækket fra skorstensfejernes databasesystem for 7 forskellige ejendomme ved Stenløse. De fleste informationer angivet i tabel 1 er selvforklarende, men enkelte kræver uddybning. Kolonnen [Antal ejd] angiver hvorvidt, der er flere ildsteder pr. ejendom. Skorstensfejeren opretter en sag for hvert ildsted, der findes på ejendommen. Et eksempel herpå ses i tabel 1, hvor adressen Abildtoften 46 har både oliefyr og pejs.

Kolonnerne [Sagsnr] og [Første/efterf] skal ses i sammenhæng med [Antal ejd], idet disse angiver hhv. sags-nummeret indenfor ejendommen, og hvorvidt der er tale om den første sag (”F”) eller en efterfølgende sag (”N”).

Kolonnen [Antal sk/kdl] angiver om sagen indeholder rør (”0”) eller skorsten (”1”). Af øvrige oplysninger fremgår det i tabel 1, at der også angives en række tekniske specifikationer på skorsten, rør og ildsted. Højde på skorsten er dog kun angivet for skorstene > 10m. I WOODUSE projektet arbejdes med et dataudtræk fra Stenløse, Herlev, Værløse og Ballerup Kommune. De 4 kommuner er valgt som case i samarbejde med distributøren af disse data, idet det har været vigtigt for kvaliteten af kortlægningen med konsistente data og ensartede registreringer af fyrarter på tværs af skorstensfejer-distrikterne.

Den megen opmærksomhed som lokal forurening fra brændeovne har nydt det seneste stykke tid, har yderligere aktualiseret behovet for tilvejebringelse af viden om de miljøog sundhedsmæssige effekter af forurening fra brændefyring. Det forventes endvidere, at der snarligt foreligger en bekendtgørelse til regulering af privat brændefyring, således at miljømyndighederne har konkrete retningslinier og handlemuligheder overfor borgere, der udviser en særligt forurenende adfærd i forhold til brugen af brændeovne og små brændefyr.

Bygnings- og Boligregistret, BBR Fra BBR er primært anvendt oplysninger om bygningsanvendelse, boligareal og varmein-

24

Figur 4 Illustration af niveauopdelingen i BBR. Bemærk, at én ejendom kan bestå af flere bygninger, eksempelvis et parcelhus med garage. Bygning nr. 1 vil som udgangspunkt være beboelsesbygning og bygning nr. 2 kan være en garage eller anden sekundær bygning.

stallation, som forefindes på bygningsniveau i BBR. For etageboliger har det være nødvendigt at anvende oplysninger fra enhedsniveauet til at beregne et samlet boligareal for etageboliger. Endvidere har det været nødvendigt at kende antallet af boligenheder på de enkelte adresser til at estimere forbruget af brænde i energienheder på adresseniveau.

Generelt findes der dog på landsplan ganske få anlæg til brændefyring i etagebeboelse.

I BBR skelnes i mellem 3 hierarkiske niveauer, som er illustreret i figur 4. Ejendomsniveauet i BBR knytter sig til den vurderingsmæssige ejendomsafgrænsning og rummer information, der vedrører ejendommen. Tilsvarende er der på bygningsniveauet registreret bygningsspecifikke oplysninger for alle bygninger på ejendommen, f.eks. bygningsanvendelse, opførelsesår, bygningsmaterialer, forskellige arealer i bygningen, installationer for vand og varme m.fl. På det laveste niveau i BBR – enhedsniveauet – haves information om bolig- eller erhvervsenhedens forhold.

Bemærk, at der kan være adskillige boligenheder i en og samme bygning. Et eksempel herpå er en boligblok med flere husnumre

Perspektiv nr. 12, 2007

svarende til et antal opgange med et givet antal lejligheder på hver etage.

Ved sammenstilling af bygnings- og enhedsoplysninger fra BBR med skorstensfejernes registreringer har det været nødvendigt at gøre en række antagelser, idet informationen vedrørende de enkelte fyringsanlæg kun kan henføres til ejendomsniveauet. Det er derfor antaget, at fyringsanlæggene er lokaliseret i beboelsesbygningen på ejendommen, dvs. bygningen med det laveste bygningsnummer. Det er givet at enkelte anlæg findes i sekundære bygninger som udhuse og garager, men det vurderes, at være et ganske beskedent antal.

Arbejdet med geokodning og samkøring af skorstensfejernes data med BBR har krævet en del manuelt arbejde, da skorstensfejerne ikke benytter standardadresser med koder i deres system. Eksempelvis indeholder data ikke en vejkode men et vejnavn. For at kunne lave en entydig adressenøgle er der lavet krydsning med de officielle standardadresser i OSAK. Perspektiver Forfatteren ser vide perspektiver i anvendelsen af GIS inden for miljøregulering af luftforurening fra brændeovne og små brændefyr i boligområder, idet netop udslip fra brændeovne og –fyr ofte betinges af meget lokale forhold. Viden om udslippenes geografi er essentiel for at kunne foretage en målrettet og omkostningseffektiv regulering af miljøproblemerne. En vifte af reguleringsformer vil kunne have gavn af denne viden. Det vil eksempelvis være muligt, at målrette initiativer i form af en skrotordning for ældre særligt forurenende brændeovns- og fyrtyper, som det kendes fra vores nordiske naboer, mod særligt udsatte boligområder med stort udslip og høj befolkningstæthed. En landsdækkende kortlægning vil endvidere kunne danne grundlag for scenarieberegninger af emissionsmæssige kon-

sekvenser ved implementering af en række forskellige miljøregulerende tiltag. Dette kan være et nyttigt bidrag til at vælge den reguleringsform eller det instrument, som giver mest miljø for pengene.

En forudsætning for at ovennævnte kan blive til virkelighed er imidlertid, at der arbejdes for at opbygge et nationalt og ensartet databasesystem til håndtering af skorstensfejernes forretningsgang. Allerede i det nuværende system noteres en række miljømæssigt interessante informationer efter fejning og tilsyn på de enkelte ejendomme. Det er forfatterens overbevisning, at der ved fornyelse og operationalisering af det nuværende system, kan opnås en positiv synergi imellem skorstensfejer, miljømyndigheder og forskning til fælles gavn for indsatsen mod forurening fra brændeovne. Det er i mange henseender unikt at have et datasæt, der baseres på information, som tilvejebringes af en fysisk person (skorstensfejeren), og som yderligere har en så hyppig opdateringsfrekvens.

Referencer Erhvervs- og Byggestyrelsen: BBR-instruks – Retningslinier for føring af Bygnings- og Boligregistret (BBR), 02.09.2003. http://www.ebst.dk/download/ html/BBR/ren.htm Illerup, J.B., Henriksen, T. C., Lundhede, T., Van Breugel, C. & N. Z. Jensen (2007): Brændeovne og små kedler – partikelemissioner og reduktionstiltag. Rapport fra Miljøstyrelsen, Miljø- og Energiministeriet (under udgivelse).

Petersen, K. N. & K. Gram-Hanssen (2005): Husholdningers energi- og vandforbrug: Afhængighed af socio-økonomiske baggrundsvariable. Rapport nr. 9, Statens Byggeforskningsinstitut.

Teknologisk Institut (2005): Brugerundersøgelse for brændeovne og fastbrændselskedler. Undersøgelse for Miljøstyrelsen, august 2005.

Om forfatteren: Morten Tranekjær Jensen, medarbejder i Emissionsgruppen ved Danmarks Miljøundersøgelser, Afdeling for Systemanalyse, e-mail: mtj@dmu.dk, Tlf.: 46301851 Danmarks Miljøundersøgelser, Frederiksborgvej 399, DK-4000 Roskilde

25

Perspektiv nr. 12, 2007 Analyse af foranderlige vindmøllelandskaber Bernd Möller Vindmøllernes visuelle landskabspåvirkning er blevet et nøglebegreb for den haltende udvikling på området, efter at man i knap 30 år med kommerciel vindenergi i Danmark har haft befolkningens næsten ubetingede accept. Vindenergien dækker i dag 20 % af Danmarks elforbrug, hvilket skyldes bl.a. lokale vindmølleprojekters økonomiske forankring i vindmøllelaug, en sammenhængende planlægning og vindenergiens grønne image. Således har vindmøllernes voksende størrelse indtil for ganske kort tid siden ikke udgjort et egentligt problem. Nu ser det ud til at en grænse er nået. Der er flere bud på problemets oprindelse. Er det virkelig manglende tolerance overfor en ny generation endnu højere vindmøller? Er vindmøller blevet fremmedgjort i de senere år? Har vores værdisætning af landskabet ændret sig?

Baggrund Et igangværende forskningstema ved Aalborg Universitet søger at nærme sig problematikken fra en geografisk, analytisk vinkel.

Vindmøllerne i antal og størrelse, landskabets topografi, samt arealanvendelsen og befolkningens bosætning i landområderne er faktorer som præger vindmøllernes visuelle påvirkning. Denne påvirkning er højst subjektiv og svær at måle på en skala. Alligevel skal det her forsøges at skabe en kvantitativ sammenhæng mellem vindmøllernes placering og menneskernes visuelle påvirkning samt landskabets udnyttelse.

Landskaber forandrer sig i takt med at skove rejses, veje bygges og mennesker bosætter sig. Mennesket forandrer typisk landskaber meget hurtigere end naturlige processer.

Vindmøllelandskabet forandrer sig i takt med at vindmøller bygges og nedtages på forskellige tidspunkter, lokaliteter og i uens antal og størrelser. Alt i alt er der ifølge Energistyrelsens Stamdataregister for Vindmøller blevet bygget rundt regnet 7.000 moderne vindmøller i Danmark siden 1977 med en samlet effekt på 3.300 MW. Året 2000 var det år med det største antal vindmøller her til lands med 6.300 møller på i alt 2.400 MW. Indtil den 1. januar 2007 har man nedtaget 2.000 gamle møller. Man kan altså anse vindmøller i landskabet som noget midlertidigt; dette betyder for analysen af landskabspåvirkningen, at denne ikke er konstant men i permanent forandring. Det er måske snarere takten og hastigheden af landskabsændringen, der opleves negativt, ikke så meget forandringen selv. Naturligvis skal man se bort fra forhold

26

som støj, skygge og umiddelbar nærhed, som planlægningen normalt tager højde for.

Vindmøllernes tekniske udvikling har gjort at deres effekt i gennemsnit fordobledes hvert 4. til 5. år, mens totalhøjden har set en fordobling kun hvert 10. til 12. år, se figur 1.

Vindmøllernes specifikke elproduktion stiger; dermed bruges mindre areal til produktion af energi, samt at produktionsomkostningerne pr kWh falder. Det er blevet foreslået at gå tilbage til mindre vindmøller for at reducere indvirkningen på miljøet, men hvis man samtidig vil have en omkostningseffektiv elforsyning, er dette en dårlig idé.

Synlige møller Den visuelle påvirkning, en vindmølle har på et landskab, fladt eller bakket, samt dets beboere, kan kortlægges ved hjælp af højdemodeller og beregningen af rasterbaserede synlighedsoplande, som ved hjælp af kontinuerlige flader kortlægger om et objekt er synligt fra alle andre steder i landskabet eller ej.

Der er mange faktorer, som påvirker denne analyse af såkaldte viewsheds. Landskabet i de almindelige digitale højdemodeller er bart af skove, bygninger og hegn; atmosfæriske effekter er udelukkede; synligheden er strengt binært (synligt eller usynligt); og selvom noget er synligt under disse forhold, så er det typisk langt fra målbar synlighed til subjektiv visuel påvirkning. Desuden er det nødvendigt at sætte synlighed i forhold til den fiktive betragters tærskel for, hvornår synlighed bliver til irritation. Derfor gennemføres viewshed-analyser med forskellige maksimale afstande, som er en funktion

Perspektiv nr. 12, 2007

2.500

120

100

2.000

Gns. Totalhøjde [m] Gns. installeret effekt [kW] 80

1.500 60 1.000 40 500

20

0 1975

1980

1985

1990

1995

2000

0 2005

Figur 1. Vindmøllernes gennemsnitlige installerede effekt er blevet øget med en faktor 100 gennem de sidste 30 år, mens totalhøjden er blevet femdoblet.

af møllernes synlige areal i kvadratvinkelsekunder. Vindmøller vil således kun forårsage en visuel påvirkning inden for denne radius.

Forsøg af Ian D. Bishop (2002) viser, at denne tærskel er ret udpræget, hvorfor det er realistisk at arbejde med en absolut grænse snarere end en kontinuerlig aftagende visuel påvirkning med afstanden.

Synlig påvirkning som model En GIS-baseret model er blevet bygget dækkende det gamle Nordjyllands Amt for at modellere den visuelle tilstedeværelse af vindmøller i området mellem årene 1990 og 2003 samt for året 2010. Data for vindmøllerne blevet hentet fra Energistyrelsens løbende opgørelse af vindmøllerne og deres væsentlige attributter, herunder opstillingsdato, eventuelt nedtagningsdato, rotordiameter, navhøjde og naturligvis den enkelte mølles placering. Højdemodellen er baseret på KMS’ 10m

rastermodel, som er blevet udvidet med en 30 km bufferzone for at imødekomme randeffekter og resamplet til 100 m cellestørrelse for at lette beregningen. Den hermed inducerede fejl er ganske signifikant, men da projekter mere handler om at sammenligne end at producere absolutte tal, er dette underordnet indtil videre. Det er værd at bemærke at cellestørrelsen er langt mere kritisk ved beregningen af viewsheds i et stærkt kuperet eller skovdækket landskab end selve højdeværdien. Modellen leverer kumulative viewsheds, hvor rastercellernes talværdier svarer til antallet af synlige vindmøller.

En række valgte beregningsforudsætninger indgik i modelleringsarbejdet. Nuværende møller udskiftes automatisk når deres levealder har nået 20 år. Nye møller etableres i perioden 2007-2010 således at elproduktionen er den samme som i 2003. De nye

27

Perspektiv nr. 12, 2007

møller etableres udelukkende i de regionale vindmølleområder i Aalborg Østhavn, ved Brønderslev og Løgstør. Her er der delvist tale om udskiftning af eksisterende vindmølleparker. For hvert scenarieår blev de ved årets udgang eksisterende møller udpeget til et nyt tema. For hver vindmølle beregnedes de ydre radier som funktion af en tærskelværdi for visuel påvirkning og møllens maksimalt synlige tværsnitsareal.

Tærskelværdien er vindmøllens tværsnitsareal i vinkelstørrelse i anden potens, målt i kvadratbueminutter. Dermed etableres et fast trigonometrisk forhold mellem størrelse og afstand. Tværsnitsarealet for tårn, rotor og nacelle beregnedes gennem en regression af typiske møllers geometri gennem tiden. Møllernes kote stammer fra højdemodellen, mens betragterens øjenhøjde blev sat til 2 m. Et resultat af en så-dan kumulativ viewshed-flade vises i figur 2.

Modellens spændvidde Befolkningstal i form af kvadratnetdata venligst udlånt af BVL-projektet ved Henrik Harder Hovgesen ved Aalborg Universitet og arealanvendelse fra Arealinformationssystemets arealdækkekort konverteret til et rastertema er blevet knyttet til viewshed-flader for årene 1990, 1997, 2003 og 2010 og beregnet for tærskelværdier på 50, 100, 250, 500 og 1000 kvadratbueminutter ved hjælp af zonebaseret statistik. Årene blev valgt med følgende overvejelser. Før år 1990 fandtes der kun få og små vindmøller, men først omkring 1990 tog udviklingen fart. En vindmølle havde på dette tidspunkt en effekt på 250 kW, en rotordiameter på 25 m og en totalhøjde på 42 m. Omkring årtusindskiftet tog udviklingen yderligere fart med markedsføringen af megawatt-møllerne, som havde en generatoreffekt omkring de 1000 kW, en rotordiameter på ca. 54 m og en totalhøjde på over

Antal synlige vindmøller for et udsnit af projektområdet.

Figur 2. En viewshed-flade for en del af Nordjylland, hvor det antal synlige vindmøller er blevet beregnet for året 2003 og en tærskelværdi på 250 kvadratbueminutter.

28

Perspektiv nr. 12, 2007

Tærskelværdier 1000 000

50 100

100 000

250 500 1000

10 000

1 000

100

10

1 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Figur 3. Antal synlige møller for det kumulative befolkningstal i en logaritmisk fremstilling for de fem tærskelværdier og for året 2003.

80 m. Denne forøgelse og det faktum at der blev installeret et større antal møller af denne størrelse havde ganske stor effekt på møllernes synlighed. Efter år 2000 trådte dog nye regler for afregning af vindmølle-produceret el i kraft, hvilket har resulteret i at der kun blev bygget ganske få landbaserede møller efter 2003. Siden år 2000 blev desuden sat mange udskiftningsprojekter i gang, og tusindvis af gamle møller forsvandt fra landskabet. Tanken var således at disse fakta måtte afspejle sig i an analyse af alle vindmøllers synlighed i landskabet.

En gennemgang af viewshedfladerne viser at, vindmøllernes synlighed i landskabet har været voksende i hele perioden frem til 2003, uanset tærskelværdi. Små tærskelværdier på 50 eller 100 kvadratbueminutter, forbundet med høj følsomhed over for vindmøller, betyder at store dele af Nordjylland er påvirket af vindmøllerne, på nær dalene i Himmerland,

Han Herreds kyst samt det flade landskab syd for Skagen. Store tærskelværdier på 500 og 1000 kvadratbueminutter påvirker kun vindmøllernes umiddelbare nærhed. Interessant er, at udskiftningsscenariet markant øger de store tærskelværdiers påvirkning af landskabet. Figur 3 viser for året 2003, hvordan det store antal indbyggere i regionen kun påvirkes af ganske få vindmøller til dagligt. Ved lave tærskelværdier er der omkring en promille af befolkningen, som ”ser” mere end 50 % af det maksimalt mulige antal møller. For en detaljeret statistisk gennemgang henvises til artiklen (Möller, 2006).

Konklusioner Inden konklusioner kan træffes, kræver den her præsenterede metode, at man accepterer denne slags ”mekanistiske” syn på landskabet i det omfang, det anvendes for komparative analyser mellem flere scenarier og ikke nødvendigvis til at frembringe absolutte sandheder. Model-

29

Perspektiv nr. 12, 2007

len kunne forbedres på flere måder ved at gøre landskabsrepræsentationen mere virkelighedstro, ved at arbejde med distance decay funktioner at synligheden såsom Skov-Petersen og Snizek (2007) har foreslået, ved at arbejde med spørgeskemaundersøgelser af vindmøllernes lokale accept i stedet for deterministiske demografiske data, eller ved at inkorporere ”fuzzyness” i vurderingen af visuel påvirkning.

Ud fra resultaterne kan der trækkes en række konklusioner med betydning for den videre udvikling på vindmølleområdet. For det første betyder afviklingen af mange gamle møller, at den samlede mulige landskabspåvirkning er på tilbagegang. At man får en samlet set mindre synlighed skyldes at de færre og større møller som bygges – forudsat at udskiftningsprogrammerne tager fart – koncentreres i nogle få områder, såsom at den regionale vindmølleplanlægning har lagt op til i lang tid. Det næste indtryk, som bliver hængende er at vindmøllernes synlighed ændres uhomogent. Nogle områder kommer til at blive mere udsat, mens synligheden over det hele aftager. Oprydningen i landskabet kommer altså til at ramme skævt. Få mennesker kommer til at se meget mere til vindmøller-ne mens det store flertal i fremtiden ikke længere har vindmøller i landskabet som en daglig oplevelse. Bortset fra at nogle områder dermed må bære lasten for en fortsat udvikling af vindenergien, vil dette ganske sandsynligvis føre til en fremmedgørelse af vindmøller og underminere den generelt positive holdning, befolkningen har til vindmøller.

med en generelt dårlig holdning overfor vindmøller vil få deres fobi bekræftet fordi møllerne bliver mere synlige i dette synlighedssegment. Omvendt vil folk med større accept af vindmøller i landskabet – tilhørende den store del af befolkningen, som ikke ser vindmøller dagligt – se færre af dem. At man således ikke længere bliver ”mindet om” at vindmøller er en naturlig del af landskabet, bidrager til fremmedgørelsen. I forvejen er danskernes viden om energi ret begrænset, og de små vindmøllers forsvinden fra det daglige samt deres erstatning med store møller i ofte industripåvirkede kommer måske til at rykke billedet. I den nuværende krise i udviklingen af landbaseret vindenergi kan vi måske lære af en vurdering af den regionale landskabspåvirkning gennem tiderne. Især den ønskede koncentration af vindmøller og fjernelsen af mange små vindmøller burde revurderes.

Referencer Bishop, Ian D.: Determination of thresholds of visual impact: the case of wind turbines. Environ Plan B: Plan Des 29 (2002) 707–18.

Möller, Bernd: Changing wind-power landscapes: regional assessment of visual impact on land use and population in Northern Jutland, Denmark.

Applied Energy 83 (2006) 477–494.

Skov-Petersen, Hans og Snizek, Bernhard: To see or not to see: Assessment of Probabilistic Visibility.

Proceedings, 10th AGILE International Conference on Geographic Information Science 2007 Aalborg University, Denmark.

Man kan desuden se ud fra denne kvantificering af landskabspåvirkningen, at mennesker

Om forfatteren: Bernd Möller er lektor i geospatial analyse og modellering og tilknyttet forskningsgrupperne for Energiplanlægning og for Geografi ved Institut for Samfundsudvikling og Planlægning, Aalborg Universitet. E-mail: berndm@plan.aau.dk

30

Perspektiv nr. 12, 2007 Luftbåren laserscanning til støtte af klima - og miljøovervågning Rene Forsberg, Danmarks Rumcenter Luftbåren laserscanning er i de senere år blevet udbredt i forbindelse med udarbejdelse af nøjagtige højdemodeller, til kortlægning, visualisering etc. Med en højdenøjagtighed på få cm og tæt fladedækning (op til mange punkter/m2) er laserdata potentielt af stor interesse til miljøovervågning, f.eks. til bestemmelse af ændringer i strandflader og vådområder, og specielt ændringer i sne- og isoverflader i polarområder, ændringer som direkte relaterer sig til klimaændringer. De laser systemer som anvendes til landmålingsmæssige projekter er typisk meget kostbare, og derfor ofte uden for økonomisk rækkevidde for mere forskningsprægede projekter. I denne artikel beskrives nogle erfaringer og anvendelser af et ”lowcost” laserscanning system som i de senere år er udviklet af geodæterne på Danmarks Rumcenter (tidl. Kort og Matrikelstyrelsen), og specielt brugt i forbindelse med projekter i Grønland og Polhavet.

Baggrund Laserscanning har udviklet sig rivende i de senere år i takt med udviklingen af laserteknik, GPS og – især – computere til at håndtere de store datamængder der genereres.

Kommercielle systemer er meget produktive, men samtidig kostbare og ofte bundet til specielle flyplatforme. Indenfor den danske geodatabrance er både COWI og Blominfo active som udbydere af laserscanning, men metoden er indtil videre i Danmark kun brugt over de større byer og udvalgte områder i det åbne land; i Holland er der foretaget landsdækkende laserscanning. Dominerende for kommercielle anvendelser er p.t. det tyske ”Toposys” system og canadiske Optech ALTM. Disse er begge kostbare ”black box” systemer hvor kunden ikke har tilgang til de enkelt systemkomponenter, men får leveret en ”punktsky” af tætte Northing, Easting og højde data, ofte med en opløsning på få dm.

I denne artikel vil jeg fokusere på en parallel udvikling af et simplere, ”gør-det-selv” laser scanning system, udviklet af geodæter i Geodynamikafdelingen på Danmarks Rumcenter (indtil 1/1 2005 del af Kort og Matrikelstyrelsen). Jeg vil især fokusere på projekter og nogle overordnede principper, og forhåbentlig inspirere læseren til at se de potentielle mangfoldige anvendelsesmuligheder for laserscanning. Artiklen er baseret på fælles arbejde af mange af mine kolleger i de senere år (se konklusionen).

Udviklingen af systemer til luftbårne geodætiske målinger startede i KMS i 1996, og er siden først og fremmest udnyttet i forbindelse med projekter i Grønland finansieret af europæiske og amerikanske kilder. Vores første erfaringer med luftbårne geodætiske målinger var i 1996-98 i et dansk-norsk-tysk-portugisisk EU projekt AGMASCO (Airborne Geoid Mapping System for Coastal Oceanography), hvor ideen var at udføre luftbårne tyngdemålinger og samtidig udføre laserhøjdemålinger over havet, hvorved man indirekte i princippet kan bestemme havstrømme (ændringer i havstrømme, saltholdighed og temperatur bevirker at havets overflade afviger op til 1 meter fra geoiden, som er højdeoverfladen svarende til det uforstyrrede ocean; geoiden bestemmes fra tyngdemålingerne).

AGMASCO projektet havde feltkampagner i Skagerrak, i Fram Strædet mellem Grønland og Svalbard, og på Azoerne. Det var klart fra disse kampagner, at ikke alene virkede de luftbårne tyngdemålinger fortrinligt, men også det indkøbte Optech laseraltimeter gav gode data i op til 500 m over havet, og op til 1000 m over sneoverflader. Kombineret med kinematisk GPS og en retningssensor gav det højder af overfladen med en nøjagtighed på få dm, og blev derfor umiddelbart brugt også i nogle forskningsrådsprojekter på indlandsisen, hvor metoder til højdemåling af indlandsisen blev evalueret og testet (ECOGIS: Elevation Changes of the Greenland Ice Sheet).

31

Perspektiv nr. 12, 2007

Figur 1. Det grundlæggende princip ved AGMASCO projektet:GPS bestemmer ellipsoidehøjden h; tyngdemålinger i flyet geoiden N; lasermåling højden A. Herved kan havoverfladens topografi (SST) bestemmes; denne skyldes havstrømme, temperatur og saltholdighed.

I 1998 påbegyndte KMS egne luftbårne tyngdemålinger i Grønland (Fig. 2), og indsamlede samtidig laserhøjdemålinger over indlandsis og havis. I år 2000 fik vi mulighed for at teste en laser scanner enhed fra firmaet Riegl i Østrig over indlandsisen syd for Kangerlussuaq (Søndre Strømfjord); disse resultater viste at Riegl enheden sammen med GPS og vores daværende danskbyggede prototype IMU (Inertial Measuring Unit) reelt havde givet os et komplet laserscanning system til en brøkdel af hvad et kommercielt system ville have kostet.

Med senere software- og hardware opgraderinger (primært indkøb af en militær Honeywell-G764 INS inertiel navigationsenhed), er systemet i dag rutinemæssigt brugt til en lang række forskningsprojekter i Grønland og Arktis, primært finansieret af EU, det europæiske rumagentur ESA og danske forskningsmidler, ofte i samarbejde med andre danske

32

Figur 2. KMS’s kombinerede flybårne tyngde- og lasermålinger i arktiske områder 1998-2003. Lasermåling af havisen nord for Grønland tillader bl.a. en nøjagtig måling af istykkelsen af pakisen, målinger som i de kommende år vil blive intensiveret i forbindelse med feltprogrammer for ESA’s polare overvågningssatellit CryoSat.

forskningsinstitutioner. Samtidig med udviklingen af laserscanning har vi videreudviklet det luftbårne tyngdemålingssystem, især i forbindelse med en række større internationale opgaver. Disse opgaver omfatter bl.a. bestemmelse af nationale geoidemodeller (Malaysia 2002-3, Mongoliet 2004-5) samt marine geoidebestemmelser, bl.a. til understøttelse af satellit radar altimetri og GPSnivellement i kystområder (feltkampagner i bl.a. Østersøen, Nordatlanten, Middelshavsområdet og Australien).

Det nuværende laseropmålingssystem er karak teriseret ved at være modulært og mobilt, og det kan installeres i forskellige fly på en dags tid, hvis blot der er et passende hul til laseren i bunden af flyet (et fotofly er derfor særligt velegnet). Vi har indtil nu haft erfaringer med lasersystemet i en lang række flytyper, bl.a. danske fotofly fra både Scankort

Perspektiv nr. 12, 2007

Figur 3. Air Greenland Twin-Otter på Jan Mayen under tyngde- og lasermålinger 2003. Vulkanen Beerenberg ses i baggrunden (krateret blev opmålt med laser som led i flyvningerne). Foto D. Solheim, Statens Kartverk, Norge.

og Kampsax, såvel som i fly af typen Dornier-228 og DHC-6 Twin-Otter (Air Greenland og Chiles luftvåben). Vores primære flypartner har gennem årene været Air Greenland, hvis Twin-Otter OY-POF har været chartret af KMS til en lang række vellykkede tyngde- og laserprojekter i såvel arktiske som mere fjerne egne fra hjemmebasen i Grønland (bl.a. Østersøområdet og Mongoliet).

Principper for laserscanning Det grundlæggende princip for laserscanning er relativt simpelt: Man positionerer sit fly præcist med differentiel GPS, finder flyets orientering (pitch, roll og heading) med inertielle sensorer, og måler afstand og retning til et givet punkt på jorden i forhold til flyets ”body system” (et koordinatsystem med x-akse i flyets længderetning, y-akse langs højre vinge, og z-akse positiv nedad). Denne måling af afstand og retning kan gøres på mange måder: med et vibrerende spejl (f.eks. NASA’s ATM system), med fiberoptik (Toposys systemet), eller med roterende spejle (Riegl og Optech’s systemer). Princippet i Riegl syste-

met er vist i Figur 4: Et firkantet spejlbelagt prisme roterer, og hver gang laserstrålingen reflekteres i et spejl, laves et ”scan” hen over jorden på tværs af flyretningen.

Figur 4. Basalt princip for Riegl laser scanner. En laser (1) måler afstand med få cm nøjagtighed; der genereres et scan (2) med bredde svarende til flyhøjden over overfladen når spejlet (3) roterer.

33

Perspektiv nr. 12, 2007

Laserafstand, spejlvinkel og amplitude af refleksionen er den basale måling i Riegl systemet. Fra INS kan findes pitch p, roll r og heading a, og Riegl målingen af afstand r og vinkel a i flyets ”body” system kan herved omsættes til et lokalt (nord,øst,op)-koordinatsystem gennem en simpel geometrisk rotation, som typisk har et udseende som følger (en stump kode fra vores Fortran software til laserscanning): dxg=cosa*cosp*dx + (cosa*sinp*sinr-sina*cosr)*dy + (cosa*sinp*cosr+sina*sinr)*dz dyg=-sina*cosp*dy - (sina*sinp*sinr+cosa *cosr)*dy+(cosa*sinr-sina*sinp*cosr)*dz dzg=sinp*dx - cosp*sinr*dy cosp*cosr*dz Når ”offset” af jordpunktet i det lokale (N,Ø,U)-system er kendt, er det en simpel sag at kombinere dette offset med en kinematisk GPS position, og hermed fås geografisk bredde længde og ellipsoide højde af hvert eneste laserpunkt på jorden.

I vores nuværende Riegl LMS-140i system (som oprindeligt er designet til opmåling af mineskakter, og ikke flyanvendelser) foretager vi typisk 40 scans, med omkring 200 laserpunkter per scan. Dette svarer ved typiske flyvehastigheder og en højde på 300 m til ca. 1 laserpunkt pr m2. Dette giver et datavolumen på over 1 GByte rå data på en typisk 5-timers flyvning i Grønland, så der er ved større feltkampagner tale om særdeles store datamængder. Det skal bemærkes at nyere og dyrere systemer kan typisk registrere 10 gange så tætte data, og også ”waveforms” for laserpulserne; men så er prisen for systemet også derefter (1 mio Euro og opefter).

Nøjagtigheden af laserscanningen afhænger først og fremmest af nøjagtigheden i den kinematiske GPS positionering af flyet. I Grønland med lange afstande til referencestationer og stor ionæsfæreaktivitet er nøjagtigheden af laserscanning bedste fald omkring 2030 cm (1 s) i højden; i Danmark er nøjagtigheden ofte 5-10 cm for en velkalibreret instal-

34

lation. I planen er nøjagtigheden typisk <1 m (afstanden mellem laserpulserne). Nøjagtigheden vurderes typisk ved fejlen i krydsende ”swaths” over relativt flade områder (f.eks. indlandsisen og strandområder), samt ved målinger over bygninger og objekter med kendte koordinater. En god nøjagtighed hænger nøje sammen med en god kalibrering af installations offsets i pitch, roll og heading: Denne foretager vi typisk ved overflyvning af bygning med kendte hjørnekoordinater, samt overflyvning af en landingsbane med kendte højder (typisk bestemt med lokal kinematisk GPS i en bil). Figur 5 og 6 viser et eksempel på rå laserdata før og efter en sådan kalibrering, mens Figur 7 og 8 viser et par eksempel på laserscanning i Danmark og Arktis.

Aktuelle anvendelser af laserscanning ved DRC DRC’s anvendelser af laserscanning er som tidligere nævnt først og fremmest rettet mod ark tiske forskningsprojekter, både til validering og kalibrering af satellitter, og til overvågning af ishøjder af både indlandsis og havis med henblik på at detektere ændringer.

Målingerne er primært finansieret af EU, ESA og forskningsrådene. Polarområderne er i

Figur 5. Eksempel på laserscanning før kalibrering af pitch, roll og heading offsets. Der er fløjet profiler over terminalen og brandstationen (øverste bygninger) i Roskilde Lufthavn i to retninger. Fra forskellen i bygningernes position kan systemets fejlorientering let bestemmes (K. Keller, flyvning med Scankort fotofly 2002).

Perspektiv nr. 12, 2007

Figur 7. Laserscanning af Klintholm Havn, Møn; højder over havniveau i meter. Laserscanningen af nærtliggende vådområder er foretaget fra relativt stor højde, hvorfor sorte overflader (asfalt) ikke giver refleksion; havet giver tilsvarende også kun refleksion nær nadir.

Figur 6. Laserscanning af Roskilde lufthavn efter kalibrering med ”low-cost” Riegl systemet. Terminalen (orange) er bygget sammen med kontroltårnet; syd for brandstationen (rød) ses et bevokset område. Bemærk parkeringsbåsene nord for terminalen og flyene på jorden. Ellipsoidehøjder i meter.

Figur 8. Pakis i Polhavet nord for Grønland, og eksempel på typisk laserscanning (ca. 1.5 km langt segment) med højder i meter over havniveau. Der ses både en nyfrossen rende (”lead”) og høje kompressionsrygge (”ridges”).

Isens højder (”fribord” højder) er et direkte mål for istykkelsen.

35

Perspektiv nr. 12, 2007

disse år udsat for markante klimaændringer, hvor Grønlands indlandsis i øjeblikket bortsmelter hastigt i randzonen (op til en meter om året i dele af Sydgrønland). Polhavets is er blevet væsentligt tyndere siden de første målinger af istykkelser fra ”upward looking sonar” i atomubåde i 1960’erne, og forsætter de nuværende tendenser, kan det Arktiske Ocean være helt isfrit om sommeren sidst i dette århundrede. Et isfrit Arktisk Ocean vil betyde store omvæltninger i polaregnenes klima, men også byde på nye muligheder for Ressourceudnyttelse og skibsfart.

software gennem årene, og også medvirket til at vi stort set ikke har mistet data fra flykampagner på grund af hardware fejl.

Fig. 10 viser et eksempel på flyvninger fra et andet type projekt, hvor lasermålinger udnyt tes til detaljeret overvågning af en del af randzonen ved Søndre Strømfjord (bl.a. som led i et fælles forskningsprojekt med GEUS og DTU om vandkraftpotentiale i området). Profilerne er fløjet både 2000, 2003 og senest i august 2005. Højdeændringerne fra 2000 til 2003 var op til flere meter. Laserscanningen

Den øgede opmærksomhed på klimaændringer i Arktis har givet udslag i nye satellitmissioner til overvågning af polområderne: NASA’s ICESat (laseraltimetri satellit, opsendt 2002) og ESA’s CryoSat (specialiseret radar altimetri satellit). CryoSat udnytter en ny interferometrisk radar teknik, som giver et meget snævert ”målefodspor”, som tillader at måle nøjagtige højder i indlandsisens hældende randzoner og polhavets ”kaotiske” isoverflade (Fig. 8). For at forstå CryoSats signaler, herunder radar signalets uundgålige indtrængning i de øverste meter af sneen, er det afgørende med kalibrering og validering, hvor radarindtrængningen bestemmes med ”ground truth” fra en kombination af luftbårne målinger og in situ-data (Fig. 9). CryoSat blev desværre ødelagt under opsendelsen, men ESA har besluttet at opsende en ny forbedret CryoSat-2 i 2009.

Der blev allerede i både 2003 og 2004 udført omfattende ”prelauch” aktiviteter i en profil over indlandsisen fra Ilulissat (Jakobshavn) østover til toppen af iskappen, foruden målinger i Polhavet nord for Grønland. Under disse aktiviteter Marts 2003 holdt vores laserscanner op med at virke ved –35°C på vej over indlandsisen; en hurtig ad-hoc opdatering af udstyret på Svalbard med elektriske snecooter-håndvarmer elementer fik dog løst problemet, og der blev efterfølgende gennemført en succesfuld ESA-kampagne over det Arktiske Ocean i samarbejde med tyske og britiske forskere.

Denne type ad-hoc problemløsning har været helt typisk for udvikling af vores hardware og

36

Figur 9. Princip for CryoSat ”cal/val”-program 2006-7.

Når CryoSat er opsendt planlægges omfattende sommer og vinter aktiviteter på indlandsisen og i Polhavet nord for Grønland. Flybåren laserscanning og radar målinger giver mulighed for at bedre forstå CryoSats målinger af ændringer.

sikrer det fælles overlap mellem de forskellige år, og tillader interpolation mellem de tætte punkter i de underliggende ”swaths” til samme geografiske positioner (det ville ikke være muligt hvis der kun foretoges simple profil-

Perspektiv nr. 12, 2007

Figur 10. Eksempel på laserscanning af et område af indlandsisens randzone i Vestgrønland (SPICE 2003, fælles projekt med GEUS og DTU). Kortet til venstre viser flyspor; til højre et eksempel på et ”swath” med farveskala fra 501 til 562 m. En sø til venstre giver mere begrænsede refleksioner.

målinger). Målingerne over isen tillader tillige detaljerede studier af f.eks. smeltningsfloder på isen, og også til tider måling af dybden af blottede gletscherspalter. På grund af de massive datamængder har vi dog indtil nu kun udnyttet en brøkdel af informationen i de forskellige datasæt.

Udviklingsmuligheder for ”forskningsmæssig” laserscanning Det ”low-cost” laserscanning system som DRC/KMS gennem årene har udviklet som en integreret del af et bredere geodætisk system til luftbåren jordobservation, har vist at laserscanning er muligt med relativt begrænsede ressourcer, både budget- og mandskabsmæssigt. Med de nøjagtigheder som er opnået (5-10 cm i højden og 0,5-1 m opløsning afhængig af hastighed) er det klart at et sådant system har mange potentielle anvendelsesmuligheder, udover den klimamæssige overvågning af gletschere og havis. Anvendelser til digitale terrænmodeller er oplagte, selv om en egentlig fladedækning med vores type laserscanning vil være uøkonomisk; her vil kommercielle systemer med højere flyvehøjder og bredere ”swaths” være mere velegnede. Anvendelser til ad-hoc kontrol af højdemodeller er dog oplagte, ligesom monitore-

ring af områder som ådale, vådområder og strandflader. Andre typer anvendelser som er under udvikling internationalt, er f.eks. måling af skovhøjder og biomasse.

En særlig variant af laserscanning med en grøn laser tillader måling af havdybder i lavvandede områder; et sådant system kunne have særlig interesse i Danmark med de mange lavvandede områder hvor søopmåling med konventionelle metoder er meget tidskrævende. Grønne laserdioder er kommet på markedet de senere år, men endnu ikke udviklet til brug i ”simpel” laserscanning (de nuværende luftbårne bathymetri systemer som det australske LADS og nordamerikanske SHOALS bruger meget kraftfulde lasere og kræver store fly og særlige sikkerhedsforanstaltninger omkring øjenskader).

Der er stadig forsknings- og udviklingsmæssige udfordringer på systemsiden, f.eks. forbedrede algoritmer til kalibrering af systemet, og – især – forbedrede metoder til kinematisk GPS positionering. Nye metoder som udnytter ”clock” parametre til GPS satellitterne fra den internationale GPS service tillader nu positionering ”absolut” af et fly uden referencestationer med en højdenøjagtighed på 20-30 cm; især ved operationer

37

Perspektiv nr. 12, 2007

over lange afstande i Grønland og det Arktiske Ocean har dette indlysende praktiske fordele. Endelig er kombineret GPS og INS navigation vigtig for at forbedre GPS løsninger, og sikre større immunitet mod cycle slips og andre GPS problemer som vi stadig ser relativt tit i praktisk flymåling, især i polarområderne.

På anvendelsessiden er de store datamængder fra laserscanning stadig en stor udfordring.

Dette gælder både på klima- og miljøovervågningen, samt – især – på geoinformatiksiden.

For anvendelser i bevoksede og bebyggede områder må huse og træer ”fjernes” for at få en DEM; det er især på dette område at der p.t. udføres megen forskning internationalt. Bare det at importere laserscanning data i et almindeligt GIS system kan være lidt af en udfordring, og der er mange muligheder for software udvikling til f.eks. automatisk bestemmelse af bygningsgrænser- og højder, ændringsudpegning etc., og hermed reducere de typisk mange GByte data til meningsfulde information af relevans i det daglige GIS arbejde.

Konklusion Jeg har i denne artikel beskrevet nogle anvendelser af DRC’s nuværende ”ad-hoc” laserscanningssystem, først og fremmest designet til anvendelser i polarområderne til overvågning af gletschere og havis, og til kalibrering og validering af satellitmålinger. Anvendelsesmulighederne er dog meget bredere, især inden for miljøovervågning (strande og vådområder), geomorfologi etc. På landmålingssiden kan systemet være et supplement til data fra kommercielle laserscanningssystemer; disse har dog typisk en bedre opløsning end vores system.

De mange data vi har samlet gennem årene i forskellige projekter er stadig langt fra fuldt udnyttet; her er der masser af information til fremtidige forskningsprojekter, ligesom der

også er mange muligheder for udnyttelse til speciale- og ph.d. projekter.

Det siger næsten sig selv at udviklings- og feltarbejdet i forbindelse med de luftbårne laser- og tyngdemålinger har været stort, og kun muligt på grund af dedikerede geodætiske kolleger, specielt Kristian Keller og Arne Olesen, foruden et antal ph.d. studerende og EU-forskningsassistenter gennem årene tilknyttet Geodynamik-afdelingen (Cecilia Nielsen, Sine Hvidegård, Lars Stenseng, Nynne Dalå og Henriette Skourup). De luftbårne tyngdeprojekter er udført i tæt samarbejde med Universitetet i Bergen (Arne Gidskehaug). De hardwaremæssige udviklingsopgaver omkring flyinstallation og IMU er sket i tæt samarbejde med Greenwood Engineering A/S (Leif Grønskov og kolleger).

Referencer Forsberg, R., K. Keller, S. M. Jacobsen: Laser Monitoring of Ice Elevations And Sea-Ice Thickness in Greenland. International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Systems, vol. XXXIV no. 3/W4, pp. 163-169, 2001.

Jacobsen, S.M. and R. Forsberg: Sea-ice Thickness from Airborne Laser Altimetry over the Arctic Ocean North of Greenland. Geophysical Research Letters, vol. 29, no. 20, pp. 1952-1955, 2002.

Keller, K, S. M. Hvidegård, R. Forsberg, N. S. Dalå, H. Skourup, L. Stenseng: Airborne lidar and radar measurements over sea-ice and inland ice for CryoSat validation: CRYOVEX-2003 final report. KMS Technical Report no. 25, 58 pp., 2004.

Krabill, W. et al: Greenland Ice Sheet Changes Measured by Airborne Laser Altimetry. Geophysical Research Letters, vol. 22, 2341-44, 1995 – bl.a. om NASA’s konisk scannende ATM lasersystem. www.esa.int/esaLP/Lpcryosat.html - om Cryosat og feltkampagner www.optech.ca, www.toposys. com, www.riegl.com - laserscanner fabrikanter.

Om forfatteren Rene Forsberg, Statsgeodæt, Geodynamikafdelingen, Danmarks Rumcenter, Juliane Maries Vej 30, 2100 København Ø, rf@rumcenter.dk

38

Perspektiv nr. 12, 2007

Kære medlem, Ved du at stillingsopslag, der bringes på www.geoforum.dk rent faktisk bliver set?

En god grund er, at Geoforums side ofte bliver opdateret hos: Google, MSN, Yahoo og Jubii Derfor når din annonce på www.geoforum.dk hurtigt den interesserede jobsøgende

GRATIS markedsføring!

Fortæl om: dit nye produkt din nye service din nye nøglemedarbejder i geoforum.dk anvend Nyheds-formularen på www.geoforum.dk

Geoforum - et godt sted at blive set

39

Leica SmartPole Setup “on-the-fly” – start din måling uden indmåling af fixpunkter

Ved brug af Leica SmartPole, er det ikke nødvendigt at udføre en orientering først.

Opstillingen bestemmes samtidig med dine detailmålinger.

• Leicas patenterede GNSS/TPS kompabilitet gør nu System1200 helt unikt • Den fælles controller kan håndtere alle komponenter i System1200 • Skift frit mellem TPS - GNSS via en trykknap • Letteste system på markedet • System1200 tager et skridt videre

Læs mere om Leicas andre produkter på www.leica-geosystems.dk eller ring på tlf. 44 54 02 02