Ny metod att göra sjökort – sjödjup mäts med laser

Med laser kan man mäta vattendjup med decimeternoggrannhet. Denna dyra metod har använts begränsat för sjökortsproduktion tidigare, men nu har Hydrographica testat den senaste generationen laser. Lasse Granath, kartograf, skriver själv om resultaten.

1976 medverkade jag i På Kryss för att berätta om en ny metod för att göra sjökort – med hjälp av flygfoton som tolkades på ett särskilt sätt kan sjö­djupet ses och användas för att producera sjökort. Metoden blev så småningom verklighet.

De nya sjökorten från Sjöfartsverket, som väckt mångas missnöje, och Hydrographicas svårigheter med utgivningen har också fyllt spalterna i media det senaste året. Därför är det desto roligare att få återkomma i På Kryss för att ytterlig­are en gång berätta om något helt nytt och positivt på sjökortsfronten. 
Det handlar om att med hjälp av laser mäta sjöbotten och vattendjupet, och därefter använda datan för att ta fram mer exakta sjökort för grunda vatten.

Sjömätningslaser är något som har funnits i många decennier, men som inte riktigt fungerat för sjökortsproduktion. Det har varit för dyrt och känsligt. Men nu har tekniken tagit ett språng och en ny generation laser blev tillgänglig 2021. 

Hydrographica inledde sedan en tid tillbaka ett samarbete med företaget Terratec, som bland annat arbetar med sjömätning med laser. Genom samarbetet har vi kunnat göra mätningar över Lurö skärgård i Vänern och planen är att producera ett helt nytt sjökort över detta område. Det är första gången i Sverige som ett helt sjökort produceras med laserstöd. I andra länder är det vanligare.

Vi har valt Luröarkipelagen i Vänern som pilotprojekt för den nya tekniken, dels eftersom det inte behövs tillstånd från sjöfartsverket för att göra sjökort över våra insjöar, dels för att vi länge har velat ta fram ett bättre sjökort över detta fina, men grunda område där det officiella sjökortet är så otillräckligt.

Så här fungerar det: Man flyger i täta stråk med bara några hundra meters flyghöjd. Den avancerade utrustningen skickar ut laserpulser som reflekteras mot bottnen, egentligen är det samma princip som ekolodet, men det handlar om grönt ljus i stället för ljud. I vatten når gröna våglängder längst, men räckvidden är ändå begränsad, 5 till 30 meter beroende på omständigheterna. Ljud är fortfarande det som måste användas när man vill nå djupare. Men för säker fritidssjöfart räcker ju även 5 meter bra. Resultatet av mätningen blir en enorm mängd ”laserskott” mot bottnen, bara inom en enda kvadratmeter får man 8-10 träffar, som var och en anger exakt vattendjup. Och skotthastigheten är ofattbar, flera hundra tusen ljuspulser per sekund.

Ett illustrativt exempel från arbetet är Vithall i Luröskärgården. Många vill besöka denna pärla, men det officiella sjökortet avskräcker. Bara mörkblått och stenar. Hydrographica gjorde 2019 en hamnkarta som skulle få bekänna färg inför det dyra, men exakta laserdatan. Ann och Torbjörn Ardebrant är Hydrographicas verksamma beståndsdelar i Vänern, SXK-are, kartografer och IT/GIS-specialister. Skulle deras hamnkarta hålla måttet eller bli överspelad? 

Hydrographica använder ju normalt sin beprövade 3D-kartering med hjälp av digitala flygfoton som får en speciell bildbehandling, tillsammans med en ordentlig uppmätning på plats från båt. Vi vet att vår flygfotometod är pålitlig och effektiv, men nu ville vi matcha den mot den nya lasertekniken. Vår forskar­bakgrund gjorde sig påmind. Här skulle vi förhoppningsvis få ett facit och kunna avgöra metodernas för- och nackdelar. Vi blev positivt överraskade, på många sätt.

Arbetet börjar med att data från lasermätningen bearbetas för att ge en kartografisk presentation av botten­topografin. Ett första steg är att skapa en 3D-animation med hjälp av simulerade skuggor, det steget syns i nedre delen av illustrationen här intill. I nästa steg sätter vi färg på vattendjupen. Det kan göras i valfria intervall, men här låter vi färgskalan representera halvmeters­nivåer. Röda/orangea/gula nyanser ner till 2 meter, gröna 2–3 meter och blå för större djup än 3 meter. Nu har vi fått ett underlag för kurvläggning, men här behövs verkligen kartografens yrkeskunnande. Sjökortet måste bli tydligt och lättläst, det kan inga automatiska algoritmer i världen åstadkomma. Och en uppföljande fältkontroll är absolut nödvändig. Varken flygbildstolkning eller laserdata står för sig själva, det är alltid verkligheten som gäller.

Vi upptäckte till vår glädje att den traditionella och enkla metoden med flygbildstolkning stod sig bra mot den avancerade och exakta lasertekniken, men vi blev också imponerade av laserteknikens exakthet. När vi kontrollerade laserns data mot våra egna fältmätningar med ekolod och mätstång kunde vi konstatera att laserpulserna hittar grundens grundaste punkt och mäter den med decimeternoggrannhet. Men det är när man kombinerar de två metoderna som man når nya höjder i sjökartläggning av grunda vatten. Nu får man flygfotonas större detaljrikedom och verklighetsnära 3D-bild kombinerad med laserns punktvisa exakthet och simulerade 3D-stöd. Svårigheten med flygfotogrammetrin är att man från den höga fotohöjden 3-4 km inte kan få dm-noggrannhet på djupsiffrorna i stereotolkningen, där krävs ekolods- eller stångmätning i fält. Lasermätningen ger dm-noggrannhet överallt så länge den når fast botten, och vi kan nu pröva möjligheten att lägga ut stödkurvor för så små vattendjup som 1 eller 1½ meter. Men man kan inte vara helt säker på att lasern hittar alla små stenblock. Det gör däremot flygbilderna. 

Hur kan vi då summera erfarenheterna från detta pionjärprojekt? Först kan vi konstatera att mycket fattas eller är fel i det officiella sjökortet. Så är det i många svenska farvatten. Egentligen är det mer imponerande att de gamla sjömätarna gjorde ett så bra jobb. Men nu när vi fritidssjöfarare navigerar med GPS och meterprecision matchar inte sjökorten teknikens möjligheter. Många tror att sjökorten är lika exakta som navigatorerna, vilket kan bli ett ödesdigert misstag. Se bara på bilden med det gällande sjökortet där en mängd farligheter saknas.

Meningen är att sommaren 2023 publicera ett specialbåtsportkort i skala 1:10 000 över hela arkipelagen från Ekenäs i norr till Lurö i söder. Kortet har förutsättningar att bli ett synnerlig­en säkert och tillförlitligt sjökort. Det förenar det bästa av två olika tekniker och det ska mycket till för att något farligt ska ha slunkit igenom kontrollen. 
Vi har också fått ett tydligt svar på hur vår egen teknik står sig i förhållande till denna kostsamma spetsteknologi – den står sig bra! Vi ser att lasern når djupare än våra flygbilder och att den ger säkrare djupbestämningar när vi når flygfotometodens gränser som i Vänern är 2,5–3 meter. Men flygfotometoden har inte missat några farligheter på det djup som är intressant för fritidssjöfarten i allmänhet. Vår flygfotometod funkar alltså, och till en betydligt lägre kostnad än för mätning med laser.

Och framtiden då? Vi tror att sjömätning med laser kan bli ett produktivt verktyg. Det är sannerligen ingen billig teknik i nuläget, men den är effektiv och tillförlitlig på grunda vatten. I Vän­erns begränsade siktdjup ska man nog inte räkna med mer än 4–6 meter, men längs kusterna bör det bli betydligt bättre. Någon ersättare för heltäckande sjömätning är det inte, men ett mycket bra komplement i grunda vatten där man behöver exakt kartläggning av begränsade områden och är beredd att satsa ekonomiska resurser på det. 

På grunda vatten skulle kombinationen av lasermätning och flygbildstolkning helt kunna ersätta multibeam­ekolod, men resultaten måste kontrolleras i fält. Då skulle man få sjökort som matchar moderna navigationshjälpmedel och ingen navigatör skulle kunna skylla en grundstötning på ”ett okänt grund”. 

Jonas Lind, VD för Terratec i Sverige:
”Det är verkligen roligt att för första gången få medverka till att skapa ett högkvalitativt sjökort för fritidssjöfart i Sverige. Vi har inte haft tillfälle att få en professionell utvärdering av dessa möjligheter och välkomnar därför samarbetet med Hydrographica, som vi vet har höga kvalitetskrav.”

Lasse Granath

Ålder: 74.

Gör: Grundare av Hydrographica.

Utmärkelser: Hedersdoktor i sjökartografi vid Stockholms universitet, förtjänstmedaljer från Svenska Kryssarklubben och Svenska Båtunionen.

Medlem i SXK: Sedan 1972.

Text Lars Granath, Foto Hydrographica