Georeferentie-website

Opzet

De website waar het in deze handleiding om gaat, is ontwikkeld om kaarten te georefereren. Dat betekent dat de papieren kaarten die gescand zijn, van coördinaten voorzien moeten worden, zodat ze in een Geografisch Informatie Systeem (GIS) als kaartlaag met andere kaarten gecombineerd kunnen worden, zoals bijvoorbeeld een luchtfoto.

Het gaat in dit geval om de oudste kaarten van het Nederlandse kadaster, dat in 1832 in werking is getreden. Omdat de methodiek waarmee ze opgesteld moesten worden vastgelegd is door Napoleon, wordt dit ook het Napoleontisch kadaster genoemd. Heel Nederland is in kadastrale gemeenten verdeeld. Elke kadastrale gemeente is in secties opgedeeld, en elke sectie in een aantal bladen. Elk blad is een minuutplan; dit wil zeggen dat deze kaart de oorspronkelijke opmeting van het gebied weergeeft.

Op zo'n minuutplan staan, afhankelijk van het gebied, 100 tot 200 percelen getekend. De percelen zijn altijd in hun geheel getekend, en niet op de bladrand afgesneden. Dat betekent dat er op een kaart een centraal deel is met percelen (het perceleneiland), en een gedeelte eromheen dat leeg is, op de cartouche, de noordpijl en wat annotaties van naastgelegen bladen na. De lijn waarmee het percelen-eiland afgebakend is, noemen we de bladgrens van een minuutplan.

In deze handleiding spreken we over bladgrens en bladmasker. Een bladgrens is, zoals hierboven beschreven, de grens van alle percelen die op 1 minuutplan samen staan. In principe vallen alle bladgrenzen van naastgelegen bladen precies op elkaar. Als de grens tussen twee bladen bijvoorbeeld gevormd wordt door een weg, dan loopt de bladgrens precies door het midden van de weg. Het bladmasker geeft de virtuele kniplijn aan waar een minuutplan uitgeknipt moet worden om zo de minuutplans virtueel aan elkaar te kunnen plakken. Soms staat bijvoorbeeld een perceelnummer over de bladgrens heen. Het bladmasker is dus per definitie ruimer dan de bladgrens, en `knipt' om al deze informatie heen, zodat ze bewaard worden. De cartouche, noordpijl en annotaties van naastgelegen bladen moeten wel weggeknipt worden.

Soms past er een klein stukje van het percelen-eiland niet op het papieren blad. Of soms wil men een uitvergrootte uitsnede weergeven van een dorpskern. In die gevallen spreken we van een deelblad. Een deelblad is in technisch opzicht niets anders dan een kopie van het oorspronkelijke blad, waarbij de bladgrens en het bladmasker afgestemd worden op die uitsnede.

Navigatie

De kaart in de website kan bewogen worden door met de linker muisknop te slepen, of door te slepen terwijl de derde muisknop ingedrukt wordt. Meestal is dit het scrollwieltje, dat dan dus ingedrukt moet worden. Inzoomen kan door te scrollen, of door op het plus-knopje te klikken van zoom-blad op de website. Ook kan er met ⇧ Shift ingedruk een zoom-to box getekend worden.

Een specifiek blad kun je kiezen door in de drie uitklapmenu's in de bovenste balk van links naar rechts de provincie, kadastrale gemeente en het blad te kiezen. Als het gekozen minuutplan reeds gegeorefereerd is, wordt deze gelijk weergegeven. Zoniet, kunt je via \menu{Scan} de niet-gegeorefereerde scan van het minuutplan bekijken. Een andere manier om te navigeren naar een blad is om met Ctrl ingedrukt met de linkermuisknop op een plek op de kaart te klikken waar een minuutplan gegeorefereerd is.

De viewer kan met 2 minuutplans tegelijkertijd werken. Deze noemen we Plan1 en Plan2. Alle bewerkingen vinden steeds plaats op Plan1. Plan2 kan ingeteld worden door met \toets{ctrl+alt} ingedrukt op een plaats te klikken. De gekozen kaarten voor Plan1 en Plan2 kunnen omgedraaid worden door op F9 te drukken. Plan 1 kan uitgeschakeld (en weer ingeschakeld) worden door op 1 te drukken. Hetzelfde kan voor Plan2 door op 2 te drukken. Hetzelfde kan bereikt worden door in het menu op \menu{Plan1 \uitklap} of \menu{Plan2 \uitklap} te klikken.

In de menu-balk staat in de knop voor Plan1 en Plan2 een pijltje naar beneden. Als je hier op klikt, verschijnt er een uitklapmenu met daarin een aantal mogelijkheden. De sneltoetsen om deze effecten op Plan2 toe te passen zijn hetzelfde als deze voor Plan1, maar dan steeds in combinatie met ⇧ Shift. Het verhogen van het contrast en het combineren met de hoogtekaart heeft echter wel een negatief effect op de snelheid waarmee de kaart geladen wordt als deze versleept wordt. Een overzicht;

functie	sneltoets Plan1	sneltoets Plan2	betekenis
Maskeer	m	⇧ Shift+m	hiermee wordt het minuutplan virtueel uitgeknipt
AHN	h	⇧ Shift+h	grafische combinatie van minuutplan met hoogtekaart
Contrast	c	⇧ Shift+c	verhoging grafisch contrast van het minuutplan

Naast \menu{Plan1 \uitklap} en \menu{Plan2 \uitklap} bevindt zich een schuifje waarmee je de transparantie van respectievelijk Plan1 en Plan2 kunt regelen. Let wel: de transparantie helemaal naar links verplaatsen kan verwarrend zijn; het is handiger om met 1 het bovenliggende blad aan en uit te zetten.

Referentie-materiaal

Om een kaart te georefereren, heb je referentiemateriaal nodig. Voor het georefereren van de minuutplans gebruik je of het kadaster van 1950 (5) of de hoogtekaart (a of h). Er zitten echter veel meer lagen in het systeem. Een overzicht;

• Lijnkaarten;
  • Kadaster 1950, 5, dit is de belangrijkste referentielaag, met daarin het kadaster dat men teruggewerkt heeft tot 1950. Het zijn alle percelen vanaf 1950 (of vanaf de ruilverkaveling, indien van toepassing) tot op heden. Soms is het dus een wirwar van grenzen.
  • Kadaster 2006, 6: zinloos voor plaatsen waar het kadaster van 1950 beschikbaar is.
• Rasterkaarten; deze zijn meestal ongeschikt voor georeferentie, omdat ze niet nauwkeurig genoeg zijn.
  • TMK, k, Topografisch Militaire Kaart (anno 1850)
  • Bonneblad, n, Bonnebladen (anno 1900)
  • Top10, o, Topografische kaart 1:10.000
  • OBK, b, Openbare Basis Kaart
  • Lufo, l, recente luchtfoto.
  • AHN\footnote{Dit is een door ons ontwikkeld afgeleid bestand (een \textit{hillshade}) van het hoogte-bestand, waarbij de daadwerkelijke hoogte sterk overdreven is, zodat zeer kleine lokale verschillen in hoogte zichtbaar worden als een hoogte-schaduw. Hiermee kunnen in sommige gevallen zeer duidelijk oude en verdwenen perceelsgrenzen opgespoord worden, bijvoorbeeld in een hedendaags weiland. Omdat dit een zeer nauwkeurig bestand is, is het een kwalitatief zeer hoogwaardige bron als referentiemateriaal. Omdat de gebruikte techniek 'door bomen heen kan kijken', is deze kaart ook handiger dan een reguliere luchtfoto.}, a: hoogtekaart, zeer geschikt. Het is precies dezelfde kaart als onder \toets{h}, maar omdat deze als achtergrondkaart laadt zonder combinatie met het minuutplan, is deze laag veel sneller.

Daarnaast zijn er nog een aantal kaarten onder \menu{Lijnkaarten \uitklap } die je niet kunt gebruiken voor de georeferentie, maar die wel heel handig zijn om het overzicht te houden.

• Gemeentegrenzen, t: kadastrale gemeenten in 1832, van heel Nederland.
• Bladgrenzen Edit, ⇧ Shift+g: dit zijn de grenzen zoals je ze in het systeem bewerkt, en zoals ze met de georeferentie mee verschuiven. Ze worden als rode lijntjes weergegeven.
• Bladmaskers, g: dit zijn de uitknip-grenzen van alle bladen. Ze worden als groene vlakken weergegeven, waardoor je de overlappende stukjes goed kunt beoordelen.
• Bladgrenzen Topo: dit zijn de oorspronkelijk, niet-gewijzigde bladgrenzen. Deze veranderen ook niet als je een bladgrens of bladmasker bewerkt.

Tot slot is er onder \menu{Rasterkaarten \uitklap} nog de laag \menu{Alle Minuutplans Gemeente}. Hiermee worden alle minuutplans voor de huidige gemeente uitgeknipt en aan elkaar weergegeven. Deze laag is erg traag omdat alles live berekend moet worden, maar kan toch een goed overzicht geven van een groter gebied.

Scan-venster

Als je een minuutplan gekozen hebt, kun je met \menu{Scan} het niet-gegeorefereerde minuutplan bekijken in het scan-venster. Zoomen en slepen werkt net als in de hoofdkaart. Met w kun je het venster maximaliseren, of weer naar zijn oorspronkelijke formaat brengen. Door op \menu{Scan} te klikken in de menubalk, kun je het venster weer weghalen.

In het venster heb je rechtsboven een aantal knopjes;

• Het eerste knopje (een pijltje naar boven) rolt het venster op tot een smalle balk.
• Het tweede knopje (een +-teken) voegt een deelblad toe voor het huidige minuutplan, en wisselt naar dit deelblad. Met de min-knop kun je een gekozen deelblad weer verwijderen.
• Met de knop met 2 erop kun je de 2-cursor-modus activeren. Als je je muis op het scan-venster beweegt, beweegt er een cursor mee in het kaart gedeelte.
• Met de zwart-wit halve-cirkels kun je het contrast voor het scan-venster vergroten, analoog aan wat c doet in het kaart-venster.
• De laatste drie knopjes dienen om het scan-venster met de kaart te synchroniseren qua zoom, vice versa, of om naar de hele kaart te zoomen.

Georeferentie

Er zijn twee soorten referenties die je kunt gebruiken om een kaart te georefereren;

• Paspunten: Dit zijn de klassieke referentiepunten zoals ze in elk GIS (vb ArcGIS of QGIS) ingevoerd kunnen worden. Je brengt een overeenstemming aan tussen de scan van de kaart, en een punt in de echte wereld (voor Nederland in RD-co\"ordinaten)\footnote{Als projectie / CRS gebruik je dan \texttt{EPSG:28992}}.
• Grenspunten Dit zijn punten waarmee je twee gescanden bladen aan elkaar kunt relateren. Je zegt daarmee dus dat een bepaald punt op de ene scan moet overeenkomen met een bepaald punt op een andere scan. Daarmee georefereer je technisch gezien niet, maar je koppelt bladen aan elkaar, zodat paspunten voor Plan1 uiteindelijk ook meetellen in de goereferentie voor Plan2. Omdat deze punten in principe altijd op de bladgrens liggen, noemen we deze punten \textbf{grens}punten.

Technische opmerking: de georeferentie wordt wiskundig berekent uit de combinatie van alle paspunten voor een gegeven blad, aangevuld met alle tot in de tweede graad via grenspunten gelinkte bladen hun paspunten, in combinatie met de grenspunten van de betrokken bladen. Over dit hele stelsel wordt een kleinste-kwadraten methode toegepast om zo tot een zo goed mogelijk passend geheel te komen. De transformatie zelf betreft een gelijkvormigheidstransformatie, waardoor de kaarten niet vervormd worden, ook als er meer punten toegevoegd worden.

Paspunten

Voor de georeferentie met paspunten kun je (in Friesland) altijd al uitgaan van 2 ingevoerde basispunten in de uithoeken van de kaart. Deze zijn slechts beperkt nauwkeurig, en moeten vervangen worden door echte paspunten. Voor minuutplans waar nog geen 2 basispunten beschikbaar zijn, begin je met zelf 2 ruwe paspunten toe tevoegen op basis van de bladgrenzen Shift+g. Gebruik daarvoor volgend proces;

1. Zoek een overeenstemming tussen het minuutplan en het referentiemateriaal (het kadaster 1950 5 of de hoogtekaart a).
2. Zorg dat \menu{Paspunten} aangeklikt is; er is dan linksboven een tabel als lijst van reeds ingevoerde paspunten voor dat minuutplan aanwezig.
3. Houd F1 ingedrukt, en klik je met de linkermuisknop op een plek op het minuutplan. Daarna laat je F1 weer los. Let wel: als je F1 te snel weer loslaat, wordt het punt niet geregistreerd. Dat klikken kan zowel op het als Plan1 weergegeven minuutplan op de kaart, als in het Scan-venster.
4. Daarna houd je F2 ingedrukt, en klik je op een plek op het referentiemateriaal (dus of de rode lijn van het kadaster 1950 F2 of een plek op de hoogtekaart \toets{a}). Laat dan F2 weer los, met dezelfde caveat als hierboven.
5. Hiermee is het paspunt toegevoegd. Als je meer dan 2 paspunten hebt toegevoegd, verschijnt er een blauw streepje dat het residu aangeeft: dat is de fout tussen het door jou aangewezen punt, en de wiskundig berekende positie.

Hoeveel paspunten moet je toevoegen? Technisch gezien is 2 paspunten genoeg. Echter; omdat elk paspunt een bepaalde onzekerheid bevat, moeten er 'zo veel mogelijk' paspunten toegevoegd worden. Het streven is om minimaal met 5 paspunten per minuutplan te werken (indien je ze kunt vinden), zo egaal mogelijk verspreid over het blad, en eerder in de hoeken van het percelen-eiland, dan in het midden. Meer dan 10 à 20 paspunten heeft nauwelijks nog invloed op de nauwkeurigheid.

Je kunt paspunten aanpassen door in de paspunten-tabel op \menu{edit} te klikken. Het betrokken paspunt wordt dan geel. Door dan met F1 of F2 een locatie aan te klikken, kan het paspunt aangepast worden. Een paspunt kan verwijderd worden door op \menu{Delete} in de paspunten-tabel te klikken.

Goede paspunten zijn meestal locaties die niet precies op de buitenrand van het percelen-eiland liggen, en die geen deel zijn van waterlopen of wegen; deze locaties zijn immers te veranderlijk.

Grenspunten

Soms zijn er voor een minuutplan geen of veel te weinig paspunten te vinden. Zeker in gebieden waar veel veranderd is sinds 1832 is dit vaak het geval (vb ruilverkaveling, woonwijken aan de rand van steden, etc.). Hierbij is het zeer handig om deze minuutplans aan naastgelegen minuutplans `vast te zetten', zodat ze als geheel cluster gegeorefereerd worden. Dit kan bereikt worden met de grenspunten. In het algemeen kun je met grenspunten bereiken dat ook de aansluiting tussen de minuutplans onderling zo goed mogelijk wordt. Daarom is het wenselijk om steeds grenspunten toe te voegen.

Het toevoegen van een grenspunt gaat als volgt;

1. Zoek een punt op de grens tussen 2 bladen, die je als Plan1 en Plan2 hebt staan.
2. Zorg dat \menu{Grenspunten} aangeklikt staat.
3. Zorg dat de bladgrenzen van deze bladen elkaar minimaal ergens (bijna) raken. Als dit niet het geval is krijg je in de volgende stap een foutmelding.
4. Houd F3 ingedrukt en klik in de buurt van de elkaar rakende bladgrenzen. Er verschijnen nu een cyaan-kleurig (licht blauw) cirkeltje en kruisje op elkaar, op de plek dat je geklikt hebt.
5. Versleep het cirkeltje naar de gekozen plaats op Plan1. Het cirkeltje wordt automatisch groen, wat betekent dat deze geselecteerd is.
6. Druk op F9 en versleep het cirkeltje voor dat tweede plan naar de juiste plek. Van zodra je het slepen loslaat, wordt het punt geplaatst, en wordt er automatisch een nieuwe georeferentie berekend voor beide bladen, waarna de kaart dus iets verschuift. Je kunt het cirkeltje dus best in 1 beweging naar de juiste plek slepen.
7. Daarmee is het grenspunt volledig ingevoerd. Als alles perfect past, liggen het bolletje en het kruisje precies op elkaar.

\end{enumerate}

Je kunt een grenspunt weer deselecteren door met ⇧ Shift ingedrukt op het cirkeltje te klikken. Het grenspunt wordt dan wederom cyaan-kleurig, wat betekent dat het punt gedeselecteerd is, en dus niet meetelt voor de georeferentie.

Het is wenselijk om aangrenzende kaarten steeds van grenspunten te voorzien, zodat de aansluiting van de minuutplans op elkaar zo goed als mogelijk verzekerd wordt. 2 punten per grens is meestal voldoende.\footnote{Houd er rekening mee dat het toevoegen van meer grenspunten in verhouding met het aantal paspunten dat het aansluiten op elkaar van de minuutplans in toenemende mate doorweegt op het exact gepositioneerd zijn van de paspunten.}

Bij het kiezen van een geschikt grenspunt moet je er rekening mee houden dat de overkant van een weg of waterloop op een minuutplan vaak slechts schetsmatig is opgemeten en ingetekend. Het is wenselijk om zo min mogelijk dit soort grenspunten in te voeren, tenzij het echt niet anders kan.

Houd er rekening mee dat een grenspunt altijd bi-directioneel is. Een grenspunte van het ene minuutplan naar het andere, werkt even goed door voor de omgekeerde relatie.

Afweging

Zowel paspunten als grenspunten hebben beide hun waarde. Beide soorten moeten toegevoegd worden voor een optimaal resultaat. Na het invoeren van de paspunten en grenspunten voor een blad, is het soms handig om linksboven in de menubalk op \menu{Vectorfield} te klikken. Hierbij krijg je in de vorm van rode pijltjes te zien hoezeer op basis van de ingevoerde punten het minuutplan fouten bevat. Structurele fouten kunnen bijvoorbeeld wijzen op krimp- en rek van het oorspronkelijke materiaal. Dit kan ingezet worden als een tool voor kaartanalyse.

Bladmaskers en Bladgrenzen

Bladmaskers zijn in de regel nooit aanwezig voor gebieden die nog niet verwerkt zijn. Je kunt zien waar bladmaskers ingevoerd zijn met \toets{g}. Om een bladmasker voor een minuutplan toe te voegen, moet je eerst het minuutplan selecteren, via \menu{Scan} het scan-venster oproepen, deze met \toets{w} maximaliseren, en dan met e beginnen met het bewerken van het masker.

De felle oranje cirkels kun je gewoon verslepen. De half-transparante oranje cirkels zijn nog geen bestaande punten van de masker-lijn, maar door deze te verslepen worden ze actief (en krijg je er gelijk weer twee semi-transparante cirkels bij). Punten kun je verwijderen door je muis boven een punt te houden (je hoeft niet te klikken) en op d te drukken. Je kunt ook d ingedrukt houden en met de muis bewegen: alle punten waar je overheen komt worden dan verwijderd.

Als je klaar bent met bewerken, druk je nogmaals op e. Je krijgt dan een dialoogscherm waarin je aangeeft dat je de wijzigingen wil opslaan.

De werkwijze voor de bladgrenzen is precies gelijk. Op de kaart kun je deze weergeven met Shift+g, en precies gelijkaardig aan de bladmaskers kun je hier het bewerken van de bladgrens starten in het scan-venster met Shift+e.

De bladmaskers kunnen vrij grof ingevoerd worden: het gaat erom dat er geen overbodige zaken binnen de uitsnede vallen, en dat je geen belangrijke zaken wegknipt. De bladgrenzen dienen wel vrij precies op de perceelsgrenzen ingevoerd te worden. Overdrijf hier niet in, want het blijft een grafisch hulpmiddel op de website.

Als de georeferentie van een specifiek minuutplan gewijzigd wordt, dan blijven de bladgrenzen en bladmaskers precies zo op het minuutplan gepositioneerd als dat je ze in het scan-venster hebt ingetekend.