Wie genau sind Messungen? Wie weit können Koordinaten abweichen?

Messgenauigkeit und Lagegenauigkeit sind verschieden. Eine Form kann genaue Abmessungen haben, während ihre exportierten Koordinaten aufgrund der Quellbilddaten verschoben sind.

Dieser Artikel erklärt, wie Scribble Maps Messungen berechnet und wie Sie Abmessungen, Präzision und Lageausrichtung überprüfen.

Messgenauigkeit verstehen

Scribble Maps berechnet Längen und Flächen anhand der von Ihnen gezeichneten Punkte. Wie nahe diese Punkte an der realen Position liegen, hängt von zwei Dingen ab:

1. Die Bilddaten, die Sie nachzeichnen. Satelliten- und Luftbilder auf jeder Webkarte können von der wahren Bodenposition abweichen, und das Ausmaß ändert sich von Ort zu Ort.
2. Wie Sie nachzeichnen. Die Bildauflösung und die Stelle, an der Sie jeden Stützpunkt setzen, begrenzen, wie wiederholbar Ihre Nachzeichnung ist.

Es gibt keinen einzelnen Genauigkeitsprozentsatz oder eine Abweichung, die für jede Karte gilt. Überprüfen Sie Ihre Karte anhand vertrauenswürdiger Referenzmessungen oder Kontrollpunkte, um ihre Genauigkeit zu beurteilen.

Genauigkeit, Präzision und Position

Beurteilen Sie Messungen, Präzision und Position getrennt:

• Messungen (% Fehler). Vergleichen Sie mit bekannten Längen oder Flächen. Der Fehler hängt von den Quellbilddaten, Ihrer Nachzeichnung, dem Maßstab und der Berechnungsmethode ab. Ein Prozentsatz kann nicht jede Karte beschreiben.
• Präzision (Wiederholbarkeit). Wiederholen Sie die Nachzeichnung und sehen Sie, wie stark die Ergebnisse streuen. Pixelauflösung und Stützpunktplatzierung begrenzen die Wiederholbarkeit. Mehr Dezimalstellen beweisen keine höhere Genauigkeit.
• Position (Abweichung in Metern). Vergleichen Sie Punkte, die Sie auf Bodenebene identifizieren können, mit vertrauenswürdigen Kontrollpunkten, und geben Sie die Verschiebung oder den horizontalen RMSE an. Google-Bilddaten haben keine einzelne Abweichung, die für jeden Standort gilt.

Eine Nachzeichnung kann präzise sein, ohne lagegenau zu sein. Wiederholte Messungen können übereinstimmen, während die gesamte Nachzeichnung weiterhin von ihrer wahren Position abweicht.

Gleiche Abmessungen, andere Position

Zum Beispiel behält ein 20 m mal 10 m großes Rechteck, das auf Bilddaten nachgezeichnet wurde, die um 3 m nach Osten und 4 m nach Norden verschoben sind, seine Abmessungen bei, weicht jedoch um 5 m von seiner wahren Position ab.

Eine einheitliche lokale Verschiebung wie diese behält die Abmessungen gleich bei. Verzerrungen in den Bilddaten können sie verändern.

Diese Werte dienen nur zur Veranschaulichung. Es handelt sich nicht um gemessene Google-Abweichungen.

Warum Webkarten-Bilddaten verschoben sein können

Satelliten- und Luftbilder werden verarbeitet und zusammengefügt, bevor sie eine Webkarte erreichen. Häufige Fehlerquellen sind:

• Hohe Objekte kippen. Die Kamera sieht Gebäude, Türme und Bäume aus einem Winkel, sodass ihre Spitzen von ihrem tatsächlichen Standort weg verschoben erscheinen können. Zeichnen Sie dort nach, wo ein Gebäude auf den Boden trifft, nicht den Umriss des Dachs.
• Bilddaten sind ein Mosaik. Eine Ansicht kann Bilder aus verschiedenen Daten und von verschiedenen Anbietern kombinieren. Die Bildnachweise am unteren Rand der Karte listen oft mehrere auf. Die Ausrichtung kann sich dort ändern, wo zwei Bilder aufeinandertreffen.
• Die Auflösung begrenzt, was Sie sehen können. Sie können einen Stützpunkt nicht genauer platzieren als die Pixel, auf die Sie klicken.

Wie Scribble Maps Messungen berechnet

Eine schrittweise Anleitung finden Sie im Artikel zum Messen von Fläche und Entfernung.

Scribble Maps misst nicht auf der flachen Karte, die Sie auf dem Bildschirm sehen. Webkarten dehnen Flächen umso stärker, je weiter man sich vom Äquator entfernt. Stattdessen misst Scribble Maps auf einem Modell der Erde, sodass diese Dehnung Ihre Zahlen nicht verändert.

• Das Erdmodell ist eine Kugel mit einem Radius von 6.378.137 m.
• Linienlängen werden entlang desselben Pfads gemessen, dem die Linie auf der Karte folgt, Segment für Segment.
• Polygonflächen werden auf der Kugel berechnet. Löcher in einem Polygon werden abgezogen.
• Kreise verwenden den Radius vom Mittelpunkt zum Rand. Die Fläche ist π × Radius².

Vermessungs- und Desktop-GIS-Software verwenden oft stattdessen ein Ellipsoid oder ein lokales projiziertes Koordinatensystem. Ihre Ergebnisse können sich leicht von einer kugelbasierten Messung unterscheiden, insbesondere über lange Distanzen.

Genügend Dezimalstellen anzeigen

Messungen zeigen 2 Dezimalstellen. Bei der Standardeinstellung Auto werden Längen in Kilometern (Metrisch) oder Meilen (Imperial) angezeigt. Eine 37 m lange Linie zeigt „0,04 km“. Diese Rundung kann mehrere Meter bei einer kurzen Linie verbergen.

Für detaillierte Arbeiten wählen Sie eine kleinere Einheit:

1. Wählen Sie das Zahnrad-Symbol in der unteren linken Ecke der Karte, um Editor-Einstellungen zu öffnen.
2. Unter Einheiten / Maße, wählen Sie Metrisch oder Imperial.
3. Übernehmen Sie Längeneinheit auf Meter oder Fuß, zum Beispiel.
4. Übernehmen Sie Flächeneinheit auf Quadratmeter oder Quadratfuß, wenn Sie exakte Flächen benötigen. Bei Auto wechseln Flächen je nach Größe zwischen Quadratmetern, Hektar und Quadratkilometern (oder Quadratfuß, Acres und Quadratmeilen).

Koordinaten: der Editor zeigt Breiten- und Längengrad mit 5 Dezimalstellen, was etwa 1 m entspricht. GeoJSON-Exporte behalten 9 Dezimalstellen bei. Mehr Dezimalstellen beschreiben den Punkt, auf den Sie geklickt haben, genauer. Sie bringen diesen Punkt der realen Welt nicht näher.

Mit einer bekannten Länge abgleichen

Die einfachste Genauigkeitsprüfung ist etwas mit einer bekannten Größe. Ein Fußballfeld ist 100 Yards (91,44 m) von Torlinie zu Torlinie lang. Hier ist eine Nachzeichnung eines Feldes (der Rose Bowl in Pasadena, auf Google-Satellitenbildern), gezeigt mit zwei verschiedenen Einstellungen für Längeneinheit.

• Mit Auto zeigt der Tooltip 0,09 km. Das ist korrekt, aber auf die nächsten 10 m gerundet, also zu grob, um die Genauigkeit zu beurteilen.
• Mit Meter zeigt es 91,46 m, innerhalb von 0,02 m der bekannten Länge.

Dies ist eine Nachzeichnung eines Feldes. Sie zeigt, wie Sie Ihre eigene Arbeit überprüfen können. Es handelt sich nicht um eine garantierte Genauigkeit. Wiederholen Sie die Nachzeichnung einige Male, um zu sehen, wie stark Ihre Ergebnisse streuen (Präzision), und überprüfen Sie einen bekannten Punkt, um festzustellen, ob die Bilddaten verschoben sind (Position).

Ein praktisches Prozentbeispiel (keine Produkttoleranz)

Angenommen, jedes Ende einer Linie liegt innerhalb von 0,25 m seiner wahren Position. Der ungünstigste Nachzeichnungsfehler beträgt:

• Etwa 0,5 % über 100 m
• Etwa 2,5 % über 20 m

Die Formel lautet 2 × 0,25 ÷ Länge × 100.

Derselbe Nachzeichnungsfehler ist bei einer kurzen Linie ein größerer Prozentsatz. Bilddaten- und Berechnungsfehler müssen getrennt überprüft werden. Der Flächenfehler hängt von der Form und davon ab, wo die Grenze platziert wird.

Zwei Arbeitsabläufe für zuverlässige Ausrichtung

1) Korrektur in Ihrer GIS-Software

Verwenden Sie diesen Arbeitsablauf für Features, die bereits auf einer Basiskarte nachgezeichnet wurden.

1. Exportieren Sie Ihre Features aus Scribble Maps. Öffnen Sie das Menü, dann Import & Export, dann Exportieren als, und wählen Sie ein Format wie GeoJSON, Shapefile (.SHP), GeoPackage (.GPKG), KML oder DXF. Für den Export ist ein Upgrade-Plan erforderlich.
2. Überprüfen Sie zuerst das Koordinatensystem und das Datum. GeoJSON und die meisten Formate unter Exportieren als verwenden WGS84-Breiten- und -Längengrad (EPSG:4326). DXF- und DGN-Dateien werden in die UTM-Zone in der Mitte Ihrer Daten projiziert. Wenn Sie DXF exportieren, verwendet die Auswahl von Illustrator stattdessen Web Mercator.
3. Vergleichen Sie in Ihrer GIS-Software Ihre Features mit vertrauenswürdigen Bilddaten oder Kontrollpunkten.
4. Wenn die Verschiebung überall gleich ist, verwenden Sie die Verschiebungswerkzeuge Ihrer GIS-Software, um die von Ihnen verifizierte Abweichung anzuwenden.
5. Wenn der Fehler von Ort zu Ort variiert, müssen die Features weiter korrigiert oder neu nachgezeichnet werden.

2) Auf einem GeoTIFF nachzeichnen

Verwenden Sie diesen Arbeitsablauf, um Features auf georeferenzierten Bilddaten nachzuzeichnen.

1. Verwenden Sie die Bilddaten Ihrer Organisation, oder bestellen Sie orthorektifizierte, georeferenzierte Bilddaten mit dokumentierter Lagegenauigkeit.
2. Wählen Sie in Scribble Maps das Bildwerkzeug in der Werkzeugleiste. Das Panel Bildebene öffnet sich. Sie müssen angemeldet sein, um Bilddaten hochzuladen.
3. Wählen Sie Ihr GeoTIFF mit Choose Files, oder ziehen Sie es auf Bild hierher ziehen. Wenn die Datei georeferenziert ist, liest Scribble Maps ihre Position aus der Datei aus und projiziert sie neu, um in die Karte zu passen. Die Felder Norden, Süden, Osten und Westen werden für Sie ausgefüllt.
4. Verwenden Sie den Schieberegler Deckkraft, um die Basiskarte durch Ihr Bild zu sehen, und überprüfen Sie dessen Ausrichtung anhand bekannter Punkte.
5. Wählen Sie Auf Karte platzieren, zeichnen Sie auf Ihren Bilddaten nach, und exportieren Sie dann in Ihre GIS-Software.

Koordinaten vor der Verwendung validieren

Genaue Abmessungen bedeuten nicht automatisch genaue Koordinaten. Verwenden Sie vertrauenswürdige Bilddaten, überprüfen Sie die Ausrichtung, und validieren Sie anhand von Bodenkontrollpunkten.

Dieser Artikel nennt keinen einzelnen verifizierten Genauigkeitsprozentsatz von Scribble Maps oder eine Lagetoleranz von Google, da kein universeller Wert gilt. Ein GeoTIFF trägt eine räumliche Referenzierung, keine Genauigkeitsgarantie. Validieren Sie für jedes Projekt die Bilddaten, die Bodenkontrolle, die Datumstransformation und die Messmethode.

Siehe auch

• Wie man Fläche und Entfernung misst
• Wie man Koordinaten findet