Πόσο ακριβείς είναι οι μετρήσεις; Πόσο μπορεί να αποκλίνουν οι συντεταγμένες;

Η ακρίβεια μέτρησης και η θεσιακή ακρίβεια είναι διαφορετικές έννοιες. Ένα σχήμα μπορεί να έχει ακριβείς διαστάσεις ενώ οι εξαγόμενες συντεταγμένες του είναι μετατοπισμένες λόγω της πηγαίας εικόνας.

Αυτό το άρθρο εξηγεί πώς το Scribble Maps υπολογίζει τις μετρήσεις και πώς να ελέγξετε διαστάσεις, ακρίβεια και θεσιακή ευθυγράμμιση.

Κατανόηση της ακρίβειας μέτρησης

Το Scribble Maps υπολογίζει μήκη και εμβαδά από τα σημεία που σχεδιάζετε. Το πόσο κοντά βρίσκονται αυτά τα σημεία στον πραγματικό κόσμο εξαρτάται από δύο παράγοντες:

1. Η εικόνα που ιχνηλατείτε. Η δορυφορική και αεροφωτογραφική εικόνα σε οποιονδήποτε διαδικτυακό χάρτη μπορεί να είναι μετατοπισμένη από την πραγματική θέση στο έδαφος, και η απόκλιση διαφέρει από τόπο σε τόπο.
2. Πώς ιχνηλατείτε. Η ανάλυση εικόνας και το πού κάνετε κλικ σε κάθε κορυφή περιορίζουν το πόσο επαναλήψιμη είναι η ιχνηλάτησή σας.

Δεν υπάρχει ένα ενιαίο ποσοστό ακρίβειας ή μετατόπιση που να ισχύει για κάθε χάρτη. Ελέγξτε τον χάρτη σας έναντι αξιόπιστων μετρήσεων αναφοράς ή σημείων ελέγχου για να αξιολογήσετε την ακρίβειά του.

Ακρίβεια, precision και θέση

Αξιολογήστε ξεχωριστά τις μετρήσεις, την ακρίβεια (precision) και τη θέση:

• Μετρήσεις (% σφάλμα). Συγκρίνετε με γνωστά μήκη ή εμβαδά. Το σφάλμα εξαρτάται από την πηγαία εικόνα, την ιχνηλάτησή σας, την κλίμακα και τη μέθοδο υπολογισμού. Ένα ποσοστό δεν μπορεί να περιγράψει κάθε χάρτη.
• Precision (επαναληψιμότητα). Επαναλάβετε την ιχνηλάτηση και δείτε πόσο διασκορπίζονται τα αποτελέσματα. Η ανάλυση εικονοστοιχείων και η τοποθέτηση κορυφών περιορίζουν την επαναληψιμότητα. Περισσότερα δεκαδικά ψηφία δεν αποδεικνύουν μεγαλύτερη ακρίβεια.
• Θέση (μετατόπιση σε μέτρα). Συγκρίνετε σημεία που μπορείτε να αναγνωρίσετε στο έδαφος με αξιόπιστα σημεία ελέγχου, και αναφέρετε τη μετατόπιση ή το οριζόντιο RMSE. Οι εικόνες του Google δεν έχουν μία ενιαία μετατόπιση που να ισχύει για κάθε τοποθεσία.

Μια ιχνηλάτηση μπορεί να έχει precision χωρίς να είναι θεσιακά ακριβής. Οι επαναλαμβανόμενες μετρήσεις μπορεί να συμφωνούν ενώ ολόκληρη η ιχνηλάτηση παραμένει μετατοπισμένη από την πραγματική της θέση.

Ίδιες διαστάσεις, διαφορετική τοποθεσία

Για παράδειγμα, ένα ορθογώνιο 20 m επί 10 m που ιχνηλατείται σε εικόνα μετατοπισμένη 3 m ανατολικά και 4 m βόρεια διατηρεί τις διαστάσεις του αλλά είναι μετατοπισμένο κατά 5 m από την πραγματική του τοποθεσία.

Μια ομοιόμορφη τοπική μετατόπιση όπως αυτή διατηρεί τις ίδιες διαστάσεις. Η παραμόρφωση στην εικόνα μπορεί να τις αλλάξει.

Αυτές οι τιμές είναι μόνο ενδεικτικές. Δεν είναι μετρημένες μετατοπίσεις του Google.

Γιατί η εικόνα διαδικτυακών χαρτών μπορεί να είναι μετατοπισμένη

Η δορυφορική και αεροφωτογραφική εικόνα επεξεργάζεται και συρράπτεται πριν φτάσει σε οποιονδήποτε διαδικτυακό χάρτη. Συνηθισμένες πηγές σφάλματος περιλαμβάνουν:

• Τα ψηλά αντικείμενα γέρνουν. Η κάμερα βλέπει κτίρια, πύργους και δέντρα υπό γωνία, έτσι οι κορυφές τους μπορεί να εμφανίζονται μετατοπισμένες από το σημείο όπου βρίσκονται. Ιχνηλατήστε εκεί όπου ένα κτίριο συναντά το έδαφος, όχι το περίγραμμα της στέγης του.
• Η εικόνα είναι μωσαϊκό. Μια άποψη μπορεί να συνδυάζει εικόνες από διαφορετικές ημερομηνίες και παρόχους. Τα credits εικόνας στο κάτω μέρος του χάρτη συχνά αναφέρουν αρκετούς. Η ευθυγράμμιση μπορεί να αλλάζει εκεί όπου συναντώνται δύο εικόνες.
• Η ανάλυση περιορίζει τι μπορείτε να δείτε. Δεν μπορείτε να τοποθετήσετε μια κορυφή με μεγαλύτερη ακρίβεια από τα εικονοστοιχεία στα οποία κάνετε κλικ.

Πώς το Scribble Maps υπολογίζει τις μετρήσεις

Για αναλυτική βοήθεια, δείτε το άρθρο για τη μέτρηση εμβαδού και απόστασης.

Το Scribble Maps δεν μετρά στον επίπεδο χάρτη που βλέπετε στην οθόνη. Οι διαδικτυακοί χάρτες τεντώνουν τις περιοχές περισσότερο όσο απομακρύνεστε από τον ισημερινό. Αντίθετα, το Scribble Maps μετρά σε ένα μοντέλο της Γης, έτσι ώστε αυτό το τέντωμα να μην αλλάζει τους αριθμούς σας.

• Το μοντέλο της Γης είναι μια σφαίρα με ακτίνα 6.378.137 m.
• Τα μήκη γραμμών μετρώνται κατά μήκος της ίδιας διαδρομής που ακολουθεί η γραμμή στον χάρτη, τμήμα προς τμήμα.
• Τα εμβαδά πολυγώνων υπολογίζονται στη σφαίρα. Οι Οπές σε ένα πολύγωνο αφαιρούνται.
• Οι Κύκλοι χρησιμοποιούν την ακτίνα από το κέντρο μέχρι την άκρη. Το εμβαδόν είναι π × ακτίνα².

Λογισμικά τοπογραφίας και επιτραπέζια GIS χρησιμοποιούν συχνά ένα ελλειψοειδές ή ένα τοπικό προβολικό σύστημα συντεταγμένων αντ' αυτού. Τα αποτελέσματά τους μπορεί να διαφέρουν ελαφρώς από μια μέτρηση βασισμένη σε σφαίρα, ειδικά σε μεγάλες αποστάσεις.

Εμφάνιση επαρκών δεκαδικών ψηφίων

Οι μετρήσεις εμφανίζουν 2 δεκαδικά ψηφία. Με την προεπιλεγμένη ρύθμιση Αυτόματο, τα μήκη εμφανίζονται σε χιλιόμετρα (Μετρικό) ή μίλια (Αγγλοσαξονικό). Μια γραμμή 37 m εμφανίζεται ως «0.04 km». Αυτή η στρογγυλοποίηση μπορεί να κρύψει αρκετά μέτρα σε μια σύντομη γραμμή.

Για λεπτομερή εργασία, επιλέξτε μια μικρότερη μονάδα:

1. Επιλέξτε το εικονίδιο γραναζιού στην κάτω αριστερή γωνία του χάρτη για να ανοίξετε τις Ρυθμίσεις επεξεργαστή.
2. Στην ενότητα Μονάδες / Μέτρηση, επιλέξτε Μετρικό ή Αγγλοσαξονικό.
3. Ορίστε τη Μονάδα μήκους σε Μέτρο ή Πόδια, για παράδειγμα.
4. Ορίστε τη Μονάδα εμβαδού σε Τετραγωνικό μέτρο ή Τετραγωνικό πόδι αν χρειάζεστε ακριβή εμβαδά. Στο Αυτόματο, τα εμβαδά εναλλάσσονται μεταξύ τετραγωνικών μέτρων, εκταρίων και τετραγωνικών χιλιομέτρων (ή τετραγωνικών ποδιών, acre και τετραγωνικών μιλίων) ανάλογα με το μέγεθος.

Συντεταγμένες: ο συντάκτης εμφανίζει γεωγραφικό πλάτος και μήκος με 5 δεκαδικά ψηφία, περίπου 1 m. Οι εξαγωγές GeoJSON διατηρούν 9 δεκαδικά ψηφία. Περισσότερα δεκαδικά ψηφία περιγράφουν το σημείο στο οποίο κάνατε κλικ με μεγαλύτερη ακρίβεια. Δεν φέρνουν αυτό το σημείο πιο κοντά στον πραγματικό κόσμο.

Έλεγχος σε σχέση με ένα μήκος που ήδη γνωρίζετε

Ο ευκολότερος έλεγχος ακρίβειας είναι κάτι με γνωστό μέγεθος. Ένα γήπεδο ποδοσφαίρου έχει 100 γιάρδες (91,44 m) από τη μία τελική γραμμή στην άλλη. Ακολουθεί μια ιχνηλάτηση ενός γηπέδου (το Rose Bowl στο Πασαντίνα, σε δορυφορική εικόνα Google), εμφανιζόμενη με δύο διαφορετικές ρυθμίσεις Μονάδας μήκους.

• Με το Αυτόματο, το tooltip εμφανίζει 0,09 km. Αυτό είναι σωστό, αλλά στρογγυλοποιημένο στα πλησιέστερα 10 m, επομένως είναι πολύ πρόχειρο για να κρίνει κανείς την ακρίβεια.
• Με το Μέτρο, εμφανίζει 91,46 m, εντός 0,02 m από το γνωστό μήκος.

Αυτή είναι μία ιχνηλάτηση ενός γηπέδου. Δείχνει πώς να ελέγξετε τη δική σας εργασία. Δεν αποτελεί εγγυημένη ακρίβεια. Επαναλάβετε την ιχνηλάτηση μερικές φορές για να δείτε πόσο διασκορπίζονται τα αποτελέσματά σας (precision), και ελέγξτε ένα γνωστό σημείο για να δείτε αν η εικόνα είναι μετατοπισμένη (θέση).

Ένα πρακτικό παράδειγμα ποσοστού (όχι ανοχή προϊόντος)

Υποθέστε ότι κάθε άκρο μιας γραμμής βρίσκεται εντός 0,25 m από την πραγματική του θέση. Το χειρότερο δυνατό σφάλμα ιχνηλάτησης είναι:

• Περίπου 0,5% σε 100 m
• Περίπου 2,5% σε 20 m

Ο τύπος είναι 2 × 0,25 ÷ μήκος × 100.

Το ίδιο σφάλμα ιχνηλάτησης αντιστοιχεί σε μεγαλύτερο ποσοστό σε μια κοντή γραμμή. Τα σφάλματα εικόνας και υπολογισμού πρέπει να ελέγχονται ξεχωριστά. Το σφάλμα εμβαδού εξαρτάται από το σχήμα και από το πού τοποθετείται το όριο.

Δύο ροές εργασίας για αξιόπιστη ευθυγράμμιση

1) Διόρθωση στο λογισμικό GIS σας

Χρησιμοποιήστε αυτή τη ροή εργασίας για στοιχεία που έχουν ήδη ιχνηλατηθεί σε έναν βασικό χάρτη.

1. Εξάγετε τα στοιχεία σας από το Scribble Maps. Ανοίξτε το Μενού, κατόπιν Εισαγωγή & εξαγωγή, κατόπιν Εξαγωγή ως, και επιλέξτε μια μορφή όπως GeoJSON, Shapefile (.SHP), GeoPackage (.GPKG), KML ή DXF. Η εξαγωγή απαιτεί αναβαθμισμένο πλάνο.
2. Ελέγξτε πρώτα το σύστημα συντεταγμένων και το datum. Το GeoJSON και οι περισσότερες μορφές Εξαγωγή ως χρησιμοποιούν γεωγραφικό πλάτος και μήκος WGS84 (EPSG:4326). Τα αρχεία DXF και DGN προβάλλονται στη ζώνη UTM στο κέντρο των δεδομένων σας. Όταν εξάγετε DXF, η επιλογή Illustrator χρησιμοποιεί αντ' αυτού Web Mercator.
3. Στο λογισμικό GIS σας, συγκρίνετε τα στοιχεία σας με αξιόπιστη εικόνα ή σημεία ελέγχου.
4. Αν η μετατόπιση είναι η ίδια παντού, χρησιμοποιήστε τα εργαλεία μετακίνησης του λογισμικού GIS σας για να εφαρμόσετε τη μετατόπιση που επαληθεύσατε.
5. Αν το σφάλμα διαφέρει από τόπο σε τόπο, τα στοιχεία χρειάζονται περισσότερη διόρθωση ή επανιχνηλάτηση.

2) Ιχνηλάτηση σε GeoTIFF

Χρησιμοποιήστε αυτή τη ροή εργασίας για να ιχνηλατήσετε στοιχεία σε γεωαναφερμένη εικόνα.

1. Χρησιμοποιήστε την εικόνα του οργανισμού σας, ή παραγγείλετε ορθοδιορθωμένη, γεωαναφερμένη εικόνα με τεκμηριωμένη θεσιακή ακρίβεια.
2. Στο Scribble Maps, επιλέξτε το Εργαλείο εικόνας στη γραμμή εργαλείων. Ανοίγει το πάνελ Επίπεδο εικόνας. Πρέπει να είστε συνδεδεμένοι για να ανεβάσετε εικόνα.
3. Επιλέξτε το GeoTIFF σας με το Choose Files, ή αφήστε το στο Σύρετε την εικόνα εδώ. Όταν το αρχείο είναι γεωαναφερμένο, το Scribble Maps διαβάζει τη θέση του από το αρχείο και το επαναπροβάλλει ώστε να ταιριάζει στον χάρτη. Τα πεδία Βορράς, Νότος, Ανατολή και Δύση συμπληρώνονται αυτόματα.
4. Χρησιμοποιήστε τον ρυθμιστή Αδιαφάνεια για να δείτε τον βασικό χάρτη μέσα από την εικόνα σας, και ελέγξτε την ευθυγράμμισή της με γνωστά σημεία.
5. Επιλέξτε Τοποθέτηση στον χάρτη, ιχνηλατήστε πάνω στην εικόνα σας, κατόπιν εξάγετε στο λογισμικό GIS σας.

Επικύρωση συντεταγμένων πριν τη χρήση

Ακριβείς διαστάσεις δεν σημαίνει αυτόματα ακριβείς συντεταγμένες. Χρησιμοποιήστε αξιόπιστη εικόνα, ελέγξτε την ευθυγράμμιση, και επικυρώστε με δεδομένα ελέγχου εδάφους.

Αυτό το άρθρο δεν αναφέρει ένα μοναδικό επαληθευμένο ποσοστό ακρίβειας του Scribble Maps ή μια ανοχή θεσιακής ακρίβειας του Google, επειδή δεν ισχύει κανένα καθολικό νούμερο. Ένα GeoTIFF φέρει χωρική αναφορά, όχι εγγύηση ακρίβειας. Για κάθε έργο, επικυρώστε την εικόνα, τα δεδομένα ελέγχου εδάφους, τον μετασχηματισμό datum και τη μέθοδο μέτρησης.

Δείτε επίσης

• Πώς να μετρήσετε εμβαδόν και απόσταση
• Πώς να βρείτε συντεταγμένες