Hæðarkerfi
á Íslandi
ISH2004 (Landshæðarkerfi Íslands 2004) er eina opinbera hæðarkerfið sem nær yfir allt Ísland. Áður en það var tekið í notkun byggðust hæðir á staðbundnu meðalsjávarborði við næsta sjávarfallamæli.
Ísland liggur á Mið-Atlantshafshryggnum, þar sem Norður-Ameríkuflekinn og Evrasíuflekinn gliðna um 18–20 mm á ári. Auk þess er hratt landris við Vatnajökul, um 20–40 mm á ári. Þess vegna verða ISH2004-hæðir á umbrotasvæðum óvissari eftir því sem tíminn líður.
Lestu hvers vegna GPS-hæðir geta skakkað um ~60 m ↓ eða sjáðu muninn á gagnvirka kortinu okkar ↓
Hvers vegna geta GPS-hæðir skakkað um ~60 m á Íslandi?
Þegar þú færð hráa GPS-staðsetningu er hæðin mæld frá sporvölunni — stærðfræðilegu líkani af lögun jarðar. ISN-kerfin nota sporvöluna GRS80. Við stöndum hins vegar ekki á sporvölunni heldur á geóíðunni.
Geóíðan er flötur sem samsvarar yfirborði sjávar ef sjórinn væri alls staðar í kyrrstöðu. Þetta er flöturinn sem við skynjum eðlilega sem „núll metra“. ISH2004 er bundið við geóíðuna — ekki sporvöluna.
Á Íslandi er sporvalan um 50–70 m ofan við geóíðuna (N-gildið er breytilegt eftir staðsetningu). GPS-hæðin 115 m samsvarar því um 50–60 m hæð í ISH2004. Sé GPS-hæðin notuð beint án geóíðuleiðréttingar verður niðurstaðan alröng.
Umbreyting úr GNSS-sporvöluhæð í ISH2004-hæð fylgir formúlunni H = h − N, þar sem N er geóíðuhæðin, þ.e. frávik geóíðunnar frá sporvölunni. Á Íslandi er Icegeoid notað — líkan sem Landmælingar Íslands (LMÍ) og DTU Space þróuðu í sameiningu.
Við getum greint hvort hæðirnar þínar séu sporvöluhæðir og umbreytt þeim í ISH2004 — eða í önnur hæðarkerfi. Hladdu einfaldlega inn skránni þinni. Prófaðu hér →
Sjáðu muninn á líkönunum á kortinu
Munurinn á tveimur Icegeoid-líkönum er ekki sá sami um allt land. Færðu bendilinn yfir kortið til að sjá staðbundinn mun í sentímetrum.
Blátt = líkan A er hærra en B. Rautt = líkan B er hærra en A. Sama GNSS-mæling getur því gefið mismunandi ISH2004-hæð eftir því hvort Icegeoid_ISN93, Icegeoid_ISN2004 eða Icegeoid_ISN2016 er notað. Sjáðu hvenær það veldur vandamálum ↓
Litirnir eru sýndir fyrir alla netskrána — einnig yfir hafsvæðum. Geóíðan nær yfir sjó, en gildin skipta aðeins máli á landi.
Hvenær fer eitthvað úrskeiðis?
Erfitt getur verið að koma auga á hæðarvillur — en afleiðingarnar geta verið verulegar.
Villa upp á 5–25 cm getur valdið vandamálum við frárennsli, landlíkön og vélastýringu. Lestu söguna á bak við kerfin ↓
Munurinn á Icegeoid_ISN93 og Icegeoid_ISN2016 er mestur nærri Vatnajökli, þar sem landris getur verið 20–40 mm á ári. Á stöðugum strandsvæðum er munurinn aðeins nokkrir sentímetrar.
| Kerfi | Frávik frá ISH2004 | Afleiðing rangs kerfis |
|---|---|---|
| ISH2004 | Viðmið — 0 m | Rétt viðmið |
| Staðbundið meðalsjávarborð | Óþekkt — breytilegt milli hafna | Ekki hægt að ákvarða án verkefnisgagna |
| Icegeoid_ISN2016 vs ISN2004 | Yfirleitt nokkrir cm, allt að tugum cm nærri jöklum | Kerfisbundnar hæðarvillur |
| Icegeoid_ISN2016 vs ISN93 | Allt að 30–50 cm á umbrotasvæðum | Mikil hæðarfrávik |
| Sporvöluhæð (hrá GNSS-hæð) | Um 50–70 m á Íslandi | Gögnin verða algerlega ónothæf |
| EGM2008 í stað Icegeoid | 10–30 cm | Ísland er of jarðfræðilega sérstakt fyrir alþjóðlegt geóíðulíkan |
Hvað gerist þegar rangt hæðarkerfi er notað?
Villur í hæðarkerfum eru ekki aðeins fræðilegt vandamál. Hér eru dæmi úr framkvæmd.
Frárennsli og vatnsveitur
Hæðarvilla upp á 10–20 cm — til dæmis vegna rangs geóíðulíkans eða rangrar ISN-viðmiðunar — getur verið alvarleg við útreikning á halla lagna og frárennsliskerfa. Rangur halli getur valdið bakflæði og komið í veg fyrir sjálfhreinsun lagna.
Heimild: íslenskar verkfræðistofur
Vélastýring og GNSS
Sé hrá GNSS-hæð (sporvöluhæð) notuð án geóíðuleiðréttingar verður villan yfir 50 metrar á Íslandi. Jafnvel rangt Icegeoid-líkan getur valdið tugum sentímetra skekkju. Vélastýringin verður þá ónothæf.
Sjá GNSS-kaflann hér fyrir neðan
Landlíkön yfir tíma við Vatnajökul
Samanburður á landhæðarlíkani (DEM) frá 2010 og líkani frá 2024 á sama svæði við Vatnajökul getur sýnt raunverulegar hæðarbreytingar upp á 20–40 cm. Þær VERÐUR að túlka sem raunverulegt landris — ekki sem villu í viðmiðun.
Svæðið við Vatnajökul: Landris vegna bráðnunar jökla er þar með því hraðasta sem mælst hefur á jörðinni — allt að 30–40 mm á ári. ISH2004-hæðir á svæðinu lýsa landhæðinni árið 2004 og geta árið 2026 vikið 50–60 cm frá raunverulegu yfirborði lands.
Icegeoid-líkönin — þrjár samsíða útgáfur
Til eru þrjú Icegeoid-líkön sem umbreyta sporvöluhæð í ISH2004-hæð. Hvert þeirra er tengt tiltekinni ISN-viðmiðun:
Icegeoid_ISN93 er notað með GNSS-gögnum í ISN93 (EPSG:4945). Icegeoid_ISN2004 er upprunalega aðlögunarlíkanið (EPSG:5323; staðalfrávik 1,7 cm). Icegeoid_ISN2016 á að nota við nútíma GNSS-mælingar (EPSG:8085).
Líkönin lýsa í raun sama geóíðufletinum en eru aðlöguð að þremur mismunandi viðmiðunarrömmum sporvöluhæða. Sé rangt Icegeoid-líkan notað verður kerfisbundin villa upp á 5–25 cm. Villan er ekki föst hliðrun heldur breytileg eftir staðsetningu.
Veldu alltaf Icegeoid-líkanið sem samsvarar GNSS-viðmiðuninni þinni. Mælir þú í ISN2016 skaltu nota Icegeoid_ISN2016. Séu gögnin í ISN93 skaltu nota Icegeoid_ISN93.
Frá staðbundnu meðalsjávarborði til ISH2004
Íslenska hæðarkerfið hefur á síðustu áratugum þróast úr ósamræmdum staðbundnum hafnarkerfum í eitt landskerfi. Gliðnun fleka, eldvirkni og bráðnun jökla gera jarðhreyfingar á Íslandi óvenjumiklar og hafa gert þessa þróun sérstaklega krefjandi.
Staðbundið meðalsjávarborð
Fyrir ISH2004 byggðust hæðir á staðbundnu meðalsjávarborði við næsta sjávarfallamæli, meðal annars í Reykjavík, á Akranesi, í Hafnarfirði, Sandgerði, Grindavík, Þorlákshöfn, Dalvík og á Raufarhöfn. Kerfin voru ekki innbyrðis samræmd og gildi gátu verið mismunandi milli hafna.
Hjörsey 1955 — lárétt viðmiðun
Hjörsey 1955 er lárétt landmælingaviðmiðun sem byggist á þríhyrningamælipunkti í Hjörsey á Húnaflóa. Hún var notuð með Lambert 1955-vörpuninni (EPSG:3053) á kortum í mælikvarðanum 1:50.000 fram undir árið 2000. Hjörsey 1955 skilgreinir EKKI lóðrétt viðmiðunarkerfi, en gögn í Hjörsey-viðmiðun bera oft staðbundnar hæðir. Nákvæmni umbreytingar í WGS84 er um 7 m.
ISN93 — fyrsta landsnet GPS-mælinga
Í ágúst 1993 voru 119 GPS-stöðvar mældar í ISNET-mæliátakinu. Viðmiðun: ITRF93, viðmiðunartími 1993.6. ISN93 er kyrrstæð viðmiðun og er enn algengasta hnitakerfið í eldri íslenskum GIS-gögnum (EPSG:3057, Lambert 1993).
Mikilvægt: LMÍ hafa bent á að ISN93 aflagist — stundum hægt og stundum skyndilega. Punktar sem voru innbyrðis samræmdir árið 1993 geta nú verið komnir marga sentímetra úr réttri afstöðu vegna flekahreyfinga og jarðskjálfta.
ISH2004 — Landshæðarkerfi Íslands 2004
ISH2004 var komið á með nákvæmum hæðarmælingum eftir um 3.000 km löngum aðallínum og um 4.000 fastmerkjum, þar af rúmlega 300 punktum með GNSS-, hæðar- og þyngdarmælingum. Kerfið var unnið af LMÍ í samstarfi við Finnsku landmælingastofnunina og formlega tekið í notkun 16. mars 2011.
Núllflöturinn var aðlagaður að meðalsjávarborði við íslenska sjávarfallamæla. Viðmiðunartíminn er 2004.6 — sá sami og fyrir ISN2004.
ISN2004 — endurmæling netsins
Alls voru 115 af upprunalegu ISNET-stöðvunum endurmældar. Viðmiðun: IGb00, viðmiðunartími 2004.6. ISN2004 var formlega gildandi en náði lítilli útbreiðslu, þar sem margir notendur höfðu nýlega tekið ISN93 í notkun og kusu að bíða.
ISN2016 — núverandi hálfkvik viðmiðun
ISN2016 var tekið í notkun í september 2017 sem opinber landmælingaviðmiðun Íslands. Kerfið er hálfkvik og byggist á föstum GNSS-stöðvum IceCORS. Viðmiðunartíminn er 2016.5 (ITRF2014).
Falska austurgildið er vísvitandi ólíkt milli kynslóða: ISN93 = 500.000, ISN2004 = 1.700.000 og ISN2016 = 2.700.000. Þannig er nánast útilokað að hnit úr mismunandi kynslóðum ruglist saman.
Icegeoid-röðin — þrjú líkön
Icegeoid_ISN2004 kom fyrst (reiknað 2010 og gefið út 2011). Það er þyngdarmælingabundið geóíðulíkan sem LMÍ og DTU Space unnu og aðlöguðu með rúmlega 300 GNSS- og hæðarmælipunktum. Staðalfrávikið er 1,7 cm. Icegeoid_ISN93 og Icegeoid_ISN2016 bættust við á árunum 2017–2019.
Öll þrjú líkönin eru aðgengileg sem GeoTIFF-skrár í PROJ CDN með CC BY 4.0-leyfi.
GNSS og ISH2004 — frá sporvöluhæð í kótu
Landmælingar Íslands reka IceCORS — ókeypis RTK-þjónustu á landsvísu (rekin í samstarfi LMÍ og Veðurstofunnar). Með IceCORS mælir tækið sporvöluhæð h í ISN2016 í rauntíma.
Leiðin frá GNSS-mælingu í ISH2004-kótu: 1) mæla sporvöluhæð h í ISN2016 um IceCORS RTK, 2) fletta upp geóíðuhæð N úr Icegeoid_ISN2016, 3) reikna kótuna H = h − N. RTK-þjónustan gerir skref 2–3 yfirleitt sjálfkrafa ef geóíðulíkanið er virkt í tækinu.
Skráið alltaf mælitíma (epoch) á afhendingu — Ísland gliðnar um 18–20 mm/ári og hnit án tímamerkis verða ónákvæm með árunum.
Algengar spurningar um hæðarkerfi
Hvað er ISH2004?
ISH2004 (Landshæðarkerfi Íslands 2004) er opinbera hæðarkerfi Íslands, tekið formlega í notkun 16. mars 2011. Það gefur hæðir sem þyngdartengdar (ortómetrískar) kótur yfir geóíðunni og hefur EPSG-kóðann 8089. ISH2004 leysti af hólmi ósamræmd staðbundin meðalsjávarborðskerfi sem miðuðust við einstakar hafnir.
Hvað er munurinn á staðbundnu meðalsjávarborði og ISH2004?
Fyrir 2011 studdust hafnir og sveitarfélög við staðbundið meðalsjávarborð frá næsta sjávarfallamæli — til dæmis í Reykjavík, á Akranesi, í Hafnarfirði, Sandgerði, Grindavík, Þorlákshöfn, Dalvík og á Raufarhöfn. Kerfin voru ekki samræmd innbyrðis, og hversu mikið tvö slík kerfi víkja frá hvort öðru er óþekkt án verkefnisgagna. ISH2004 leysti þessi staðbundnu kerfi af hólmi með einu landsdekkjandi hæðarkerfi frá 2011.
Af hverju eru GPS-hæðirnar mínar 50–70 metrum of háar?
GPS/GNSS mælir sporvöluhæð (h) yfir GRS80-sporvölunni sem ISN-kerfin nota, ekki kótu yfir sjávarmáli. Á Íslandi er geóíðan (N) 50–70 m yfir sporvölunni. Rétta kótan fæst með H = h − N. Notirðu í staðinn alþjóðlegt geóíðulíkan (t.d. EGM2008) í stað LMÍ's opinbera Icegeoid-líkans, verður villan 10–30 cm — Ísland er of jarðfræðilega sérstakt fyrir alþjóðleg líkön.
Hvað þýða Icegeoid_ISN93, Icegeoid_ISN2004 og Icegeoid_ISN2016?
Þetta eru þrjú afbrigði af sama Icegeoid-geóíðulíkani, hvert aðlagað að sinni ISN-viðmiðun (ISN93, ISN2004 og ISN2016). Icegeoid_ISN2004 kom fyrst (reiknað 2010, gefið út 2011) og hefur staðalfrávik upp á 1,7 cm; hin tvö bættust við 2017–2019. Öll skila ISH2004-hæð (EPSG:8089), en sama GNSS-mæling getur gefið örlítið mismunandi kótu eftir því hvaða afbrigði er notað — munurinn er yfirleitt nokkrir cm en getur náð tugum cm nærri jöklum og eldvirkum svæðum.
Hvaða hæðarkerfi á ég að nota á Íslandi?
Notaðu ISH2004 (EPSG:8089) fyrir öll ný verkefni — það er opinbera viðmiðið fyrir vélastýringu, rúmmálsútreikninga og mannvirkjagögn. Eldri gögn í staðbundnu meðalsjávarborði ætti að umbreyta í ISH2004 með opinberu Icegeoid-líkani LMÍ — veldu það Icegeoid-afbrigði (ISN93/ISN2004/ISN2016) sem passar við lárétta viðmiðun gagnanna þinna.