Höjder och höjdsystem – del 1

En utsatt fixhöjd på en bergknalle för en villagrund med N-RTK GNSS i RH2000 i Marks kommun – dec 2018

En höjd, vad är det? Enkel fråga med ett komplicerat svar när man lyfter på locket.

På kartor så finns höjder på bergstoppar, på ritningar ange höjder på olika föremål som ska byggas. 
En större siffra anger att något är högre upp än en lägre siffra. Men vad relaterar alla dessa höjder till? 
Ja, vad är en höjd? Häng med på del ett i en serie om höjder.

Det enklaste sättet att tänka om höjder är sättet som de allra flesta är bekanta med, höjd över havet eller meter över havet. Man använder havet som en referensyta för att jämföra höjder. Till exempel är världens högsta berg mt Everest 8848-8850 meter över havet.

Se även ett äldre filmklipp som jag gjort en gång i tiden.

Låter enkelt,  icke sant? Men vad betyder detta egentligen?

Om jorden skulle varit platt skulle det vara rätt enkelt. På bilden illustreras detta. Utmaningen hade varit att med hjälp av din  utrustning mäta upp höjdskillnaden mellan toppen på berget och vattennivån.

8848 meter över havet
Höjd över havet illustrerat på en plan yta

Dock uppstår några problem direkt även om jorden varit platt. Vad är havsnivån? Den påverkas ju av flera faktorer. Tillexempel hög- och lågvatten och vindriktning. Dessa skulle ju behöva bilda ett medelvärde som man sen använder som havsnivå, även om vattnet vid  en viss tidpunkt inte nödvändigtvis befinner sig på exakt samma punkt som medelvattenivån.

medelhavsn ⅳ& 
Lågvattenyta
Havsnivå – vad är det. Medelvärde av hög och låg vatten över en längre period

Redan här har vi bildat en teoretisk produkt. En yta som är virtuell. En tänkt referensyta.

Man kan ha helt godtyckliga referensytor som höjdsystem. Tänk dig att du bygger ett hus långt ute i skogen. Du hittar en bra plats och börjar fundera på hur huset ska ligga i förhållande till den omgivande marken. Du vill att marken ska luta bort från huset så att vatten inte kommer in i husgrunden. Du vill helst att regnvattnet hamnar ner i en närliggande bäck. Du vill att vägen inte ska vara för brant upp till ditt hus. Hur ska du lyckas med det? Du behöver mäta höjdskillnader och föra ner dom på en papper eller en ritning för att fundera på hur du kan balansera alla aspekter på bästa sätt.

Du markerar en punkt på en synlig bergsknalle med en sprayflaska och skriver 0 – noll på den. Sedan utgår du från den punkten för att relatera allt annat på din tomt. Se den mycket primitiva ritningen.

46 Ö 
Höjden O 
VI.
En ful ritning över en tomt med utgångsläge från 0 på en bergsknalle

Du har skapat dig ditt egna höjdsystem eller referenssystem. Punkten du kallar 0 är inte mer eller mindre fel än att använda havet som utgångspunkt. Däremot så kanske inte din granne vill använda samma nollpunkt och definitivt inte resten av landet.

För att kunna kommunicera med andra på ett vettigt sätt när man bygger vägar, järnvägar, byggnader och andra saker så underlättar det om använder samma system. Likadant som att det underlättar kommunikationen att man pratar samma språk.

Därför finns nationella höjdsystem, där man definierar en punkt som noll och därefter sprider denna punkt till andra delar av landet.

Allt eftersom tekniken går framåt och behovet av att samarbeta mellan länder, tillexempel när man bygger broar och tunnlar mellan länder så vill man också ha kontinentala och globala höjdsystem.

I Sverige har olika system använts. Det första nationella systemet heter RH00. Rikets höjdsystem 1900.

https://www.lantmateriet.se/sv/Kartor-och-geografisk-information/gps-geodesi-och-swepos/Referenssystem/Hojdsystem/RH-00/

Man valde en punkt som nollnivå, nämligen medelhavsytan i Stockholm år 1900. Sedan tog man och linjeavvägde denna punkt ut i landet i vad som fick namnet, den första precisionsavvägningen och representerades av ca 2500 fysiska punkter, kallade fixpunkter. Dessa punkter markerades i berg eller jordfasta stenar och låg ca 2-3km från varandra. Totalt ca 4900km avvägdes, med ca 75% av sträckan gick längsmed järnvägen och resterande längs landsväg. Precis som man kan ana tog detta tid, ca 20år, åren 1886-1905.

Syftet var framförallt av vetenskapligt intresse, särskilt intresset av att kunna sammanbinda vattenståndsmätarna som var belägna längs kusterna för att kunna bestämma havsytans nivå. Precis som i exemplet vi började artikeln med!

Mer historia:

https://www.lantmateriet.se/globalassets/kartor-och-geografisk-information/gps-och-geodetisk-matning/historik-hojdsystem.pdf

 RH00 var glest och Norrlands inland saknades helt. Behovet av kartdata hade ökat och bättre täckning krävdes. Även kvalitetsproblem fanns. Många punkter försvann med tiden ( fortsatt problem i vår dag!) Landhöjningen ändrade punkters läge relativt andra.

När tiden gick så blev man varse om problemen med denna avvägning och de lokala förtätningar som gjorts utifrån den och satte igång med den andra precisionsavvägningen som resulterade i RH70. (utfört 1951-1967)

Som nämndes tidigare så är det väldigt trevligt när höjdsystem lirar med varandra och att man använder samma nollnivå. Detta tyckte man skulle göras vid denna avvägning och som nollnivå valdes en punkt i Amsterdam som kallas Normaal Amsterad Peil (NAP).

Denna punkt har en intressant historia, läs gärna mer på Wikipedia. Men av olika historiska anledningar så har denna NAP punkt blivit nollnivå för stora delar av Europa.

Citat från ovan länkad text från Lantmäteriet:

”Med nationella avvägningar genom Holland, Tyskland och Danmark och en hydrostatisk bestämning av höjdskillnaden mellan Helsingör och Helsingborg fördes, så att säga, höjden på NAP över till Sverige. Efter beräkningen av den andra precisionsavvägningen inrättades en ny så kallad Normalhöjdpunkt. Det var en punkt i Varberg som var stabilt markerad i berggrund av granit och ligger i ett område med obetydlig landhöjning.”

Man beräknade också om punkterna i RH00 till RH70.

Kravet på noggranhet som är både lokalt och regionallt har också gjort att det aktuella höjdsystem som används idag i Sverige, RH2000, utfördes.

Den tredje precisionsavvägningen utfördes 1979-2003 och togs i bruk nationellt 2005 och därefter har kommuner i olika skeden anslutit sig från sina lokala eller äldre höjdsystem till det nya. Som två exemepel: Göteborg övergick 2013 från GH88 till RH2000 och Kungälvs kommun övergick från RH70 till RH2000 så sent som 2018.

RH2000 i bruk idag

Som historien visar så finns många höjdsystem och allteftersom tekniken och kunskapen och behovet av mer samordnad data ökar blir systemen bättre.  Sjöar, floder och hav bryr sig som bekant inte om vilket land eller vilken kommun de tillhör. Så för att arbeta med översvämningsskydd, slussar, broar och annat som ska sammanbinda system är det bra att använda samma höjdsystem för att undvika dyra misstag.

Vad är poängen med denna beskrivning av historiska höjdsystem?

Viktig tanke!

En fysisk markering i marken kan ha olika höjder i olika höjdsystem. Precis som din lokala punkt på din tomt som du kallar noll också kan ha en höjd över havet. Den kan även anges i RH00, RH70, RH2000, GH88 etc!  Det är av yttersta vikt att man vet i vilket höjdsystem som en höjd anges!

Beroende när ritningar och data har uppkommit så kan ett annat höjdsystem än det du just nu använder ha använts. Summan pengar som de missarna kostat kan få håret på ryggen att resa sig.

Som min relativt korta tid som produktionsmätare i göteborgstrakten 2015-2016 så inträffade problem med höjdsystem alltför många gånger ute på byggarbetsplatser. Ritningar från projektörer utgick från äldre system eller ännu värre, blandade gammalt och nytt. Var det ca 20cm fel vad det RH70 som använts. Ca 10m fel var det GH88 etc.

Man måste vara vaksam på koordinat och höjdsystem i varje projekt, men särskilt när man skiftar mellan kommungränser.

Lite mer om lokala höjdsystem

Göteborgs Stads

Göteborgs Stads gamla system GH88 har används i kommunen sedan 1980-talet. Nollplanet i GH88 lades ungefär 10  meter under havsnivån för att alla höjder skulle bli positiva.

Den relativa skillnaden mellan GH88 och RH2000 är 9,953 meter.

Att tänka på För att undvika kostsamma misstag bör man vara extra uppmärksam på vilket höjdsystem som används  på handlingar, t.ex. kartor och ritningar. Höjddata från kommunen daterade före den 28 januari 2013 är i det gamla  höjdsystemet GH88. På riktigt gamla kartor och ritning kan ännu äldre höjdsystem förekomma.

Från: https://goteborg.se/wps/wcm/connect/c02c7856-57e2-44f3-b267-360da5a5bb83/RH2000infoblad.pdf?MOD=AJPERES

Borås stad

Höjderna i RH 2000 är 0,134 meter högre än i Borås -73. För att jämföra gamla kartor med nya måste man alltså  lägga till 0,134 meter på de höjder som är angivna.

Från:https://www.boras.se/bobyggaochmiljo/kartormatningochgeografiskinformation/referenssystem.4.445a9e0d158f543c6933ac1e.html

Borås lokala på en ritning

Mälarens höjdsystem

I vattendomen från 1966 anges alla höjder i förhållande till överkanten i västra tröskeln i  slussen vid Karl Johans torg. Nollpunkten vid Karl Johans torg är belägen 3,84 m under nollpunkten i RH00 och 3,32  m under nollpunkten i RH70 och RH2000

Från <http://miljobarometern.stockholm.se/klimat/klimat-och-vaderstatistik/vattennivan-i-malaren/hojdsystem-for-malaren-och-saltsjon/>

Huvudtanke med artikel:

Ett höjdsystem är en tänkt, teoretisk yta eller punkt som man kommit överens om att använda som utgångspunkt eller utgångsläge för att relatera höjdinformation på. Ta reda på tydligt vilket eller vilka som är relevanta i ditt projekt.

Vidare material:

Mycket sevärd föreläsning. Finns fler på samma kanal

Lyssna på podavsnittet 002: Höjdsystem, Referenssystem, GPS, Ellipsoid, Geoid