Quanto sono accurate le misurazioni? Di quanto possono essere sfasate le coordinate?

Una forma può avere dimensioni accurate e trovarsi comunque nel posto sbagliato. Le immagini che tracci influiscono sul punto in cui andranno a posizionarsi le coordinate esportate.

Questo articolo spiega la differenza, mostra come verificare il proprio lavoro e fornisce due flussi di lavoro per ottenere coordinate su cui fare affidamento.

La risposta breve

Scribble Maps calcola lunghezze e aree a partire dai punti disegnati. La vicinanza di questi punti al mondo reale dipende da due fattori:

1. Le immagini che tracci. Le immagini satellitari e aeree su qualsiasi mappa web possono essere sfasate rispetto alla reale posizione al suolo, e l'entità dello sfasamento varia da un luogo all'altro.
2. Come tracci. La risoluzione dell'immagine e il punto in cui fai clic su ciascun vertice limitano la ripetibilità del tracciamento.

Non esiste una singola percentuale di accuratezza o sfasamento applicabile a ogni mappa. Per sapere quanto è accurata la tua mappa, confrontala con un elemento di cui ti fidi.

Tre domande diverse

"Quanto è accurato?" in realtà racchiude tre domande distinte. Ognuna viene misurata in modo diverso.

• Misurazioni (% di errore). Confronta con lunghezze o aree note. L'errore dipende dalle immagini sorgente, dal tracciamento, dalla scala e dal metodo di calcolo. Una singola percentuale non può descrivere ogni mappa.
• Precisione (ripetibilità). Ripeti il tracciamento e osserva la dispersione dei risultati. La risoluzione dei pixel e il posizionamento dei vertici limitano la ripetibilità. Un maggior numero di cifre decimali non è sinonimo di maggiore accuratezza.
• Posizione (sfasamento in metri). Confronta i punti identificabili a livello del suolo con punti di controllo attendibili e riporta lo spostamento o l'RMSE orizzontale. Le immagini di Google non hanno un unico sfasamento applicabile a ogni sito.

La sorpresa più comune è "preciso, ma non accurato". Ogni misurazione concorda con la precedente, quindi la mappa sembra corretta, ma l'intero tracciamento è sfasato rispetto alla posizione reale.

Stesse dimensioni, posizione diversa

Immagina un rettangolo di 20 m per 10 m nella sua posizione reale. Ora immagina lo stesso rettangolo tracciato su immagini spostate di 3 m a est e 4 m a nord. Entrambi i rettangoli misurano 20 m per 10 m. Quello tracciato si trova comunque a 5 m di distanza dalla posizione reale.

Uno spostamento locale uniforme come questo mantiene invariate le dimensioni. La distorsione nelle immagini può invece modificarle.

Queste figure sono solo a scopo illustrativo. Non rappresentano sfasamenti misurati di Google.

Perché le immagini delle mappe web possono essere sfasate

Le immagini satellitari e aeree vengono elaborate e unite prima di raggiungere qualsiasi mappa web. Alcuni effetti comuni a cui prestare attenzione:

• Gli oggetti alti pendono. La fotocamera inquadra edifici, torri e alberi da un'angolazione per cui le loro sommità possono apparire spostate rispetto alla base. Traccia il punto in cui un edificio tocca il suolo, non il profilo del tetto.
• Le immagini sono un mosaico. Una singola vista può combinare immagini di date e fornitori diversi. I crediti delle immagini in fondo alla mappa spesso ne elencano diversi. L'allineamento può variare nel punto di giunzione tra due immagini.
• La risoluzione limita ciò che si vede. Non è possibile posizionare un vertice con una precisione superiore a quella dei pixel su cui si fa clic.

Come Scribble Maps calcola le misurazioni

Per una guida passo-passo, consulta l'articolo su come misurare aree e distanze.

Scribble Maps non effettua le misurazioni sulla mappa piatta visualizzata sullo schermo. Le mappe web allungano le aree man mano che ci si allontana dall'equatore. Scribble Maps effettua invece le misurazioni su un modello della Terra, in modo che tale distorsione non alteri i valori.

• Il modello della Terra è una sfera con un raggio di 6.378.137 m.
• Le lunghezze delle linee sono misurate lungo lo stesso percorso seguito dalla linea sulla mappa, segmento per segmento.
• Le aree dei poligoni sono calcolate sulla sfera. I vuoti all'interno di un poligono vengono sottratti.
• I cerchi utilizzano il raggio dal centro al bordo. L'area è π × raggio².

I software di rilievo e i GIS desktop utilizzano spesso un ellissoide o un sistema di coordinate proiettate locale. I loro risultati possono differire leggermente da una misurazione basata sulla sfera, specialmente su lunghe distanze.

Mostrare un numero sufficiente di cifre decimali

Le misurazioni mostrano 2 cifre decimali. Con l'impostazione predefinita Auto, le lunghezze sono mostrate in chilometri (Metric) o miglia (Imperial). Una linea di 37 m viene letta come "0.04 km". Questo arrotondamento può nascondere diversi metri su una linea corta.

Per lavori dettagliati, scegli un'unità di misura più piccola:

1. Seleziona l'icona dell'ingranaggio nell'angolo in basso a sinistra della mappa per aprire Editor Settings.
2. Sotto Unit Types / Measurement, scegli Metric o Imperial.
3. Imposta Length Unit su Metre o Feet, ad esempio.
4. Imposta Area Unit su Square Metre o Square Foot se hai bisogno di aree esatte. In Auto, le aree passano da metri quadrati, ettari e chilometri quadrati (o piedi quadrati, acri e miglia quadrate) in base alle dimensioni.

Coordinate: l'editor mostra latitudine e longitudine con 5 cifre decimali, che corrispondono a circa 1 m. Le esportazioni in GeoJSON mantengono 9 cifre decimali. Un maggior numero di cifre decimali descrive il punto in cui hai fatto clic in modo più esatto, ma non rende tale punto più vicino al mondo reale.

Verificare rispetto a una lunghezza già nota

La verifica dell'accuratezza più semplice consiste nell'utilizzare un elemento di dimensioni note. Un campo da football misura 100 iarde (91,44 m) da una linea di porta all'altra. Ecco il tracciamento di un campo (il Rose Bowl a Pasadena, sulle immagini satellitari di Google), mostrato con due diverse impostazioni di Length Unit.

• Con Auto, la descrizione comando mostra 0.09 km. È corretto, ma arrotondato ai 10 m più vicini, quindi è troppo approssimativo per valutare l'accuratezza.
• Con Metre, mostra 91.46 m, con uno scarto di soli 0,02 m rispetto alla lunghezza nota.

Questo è un singolo tracciamento di un singolo campo. Mostra come verificare il proprio lavoro. Non garantisce l'accuratezza. Ripeti il tracciamento alcune volte per vedere quanto variano i risultati (precisione) e verifica un punto noto per vedere se le immagini sono sfasate (posizione).

Un esempio pratico di percentuale (non una tolleranza del prodotto)

Ipotizzando che ciascuna estremità di una linea si trovi entro 0,25 m dalla sua posizione reale, l'errore di tracciamento nel peggiore dei casi è:

• Circa lo 0,5% su 100 m
• Circa il 2,5% su 20 m

La formula è 2 × 0,25 ÷ lunghezza × 100.

Lo stesso errore di tracciamento rappresenta una percentuale maggiore su una linea corta. Gli errori delle immagini e di calcolo devono essere verificati separatamente. L'errore dell'area dipende dalla forma e dal punto in cui viene posizionato il confine.

Due flussi di lavoro per un allineamento affidabile

1) Correggere nel software GIS

Hai già effettuato il tracciamento su una mappa di base?

1. Esporta i tuoi elementi da Scribble Maps. Apri il Menu, poi Import & Export, quindi Export As e scegli un formato come GeoJSON, Shapefile (.SHP), GeoPackage (.GPKG), KML o DXF. L'esportazione richiede un piano a pagamento.
2. Verifica innanzitutto il sistema di coordinate e il datum. Il formato GeoJSON e la maggior parte dei formati di Export As utilizzano latitudine e longitudine WGS84 (EPSG:4326). I file DXF e DGN sono proiettati nella zona UTM al centro dei tuoi dati. Quando esporti in DXF, scegliendo Illustrator viene invece utilizzato Web Mercator.
3. Nel tuo software GIS, confronta i tuoi elementi con immagini o punti di controllo attendibili.
4. Se lo sfasamento è lo stesso ovunque, utilizza gli strumenti di spostamento del software GIS per applicare lo sfasamento verificato.
5. Se l'errore varia da un punto all'altro, gli elementi necessitano di ulteriori correzioni o di essere tracciati nuovamente.

2) Tracciare su un GeoTIFF

Hai bisogno di coordinate allineate fin dall'inizio?

1. Utilizza le immagini della tua organizzazione o ordina immagini ortorettificate e georeferenziate con accuratezza posizionale documentata.
2. In Scribble Maps, seleziona lo strumento Image Tool nella barra degli strumenti. Si aprirà il pannello Image Overlay. È necessario aver effettuato l'accesso per caricare le immagini.
3. Scegli il tuo GeoTIFF con Choose Files, oppure trascinalo su Drag image here. Quando il file è georeferenziato, Scribble Maps legge la sua posizione dal file e lo riproietta per adattarlo alla mappa. Le caselle North, South, East e West si compileranno automaticamente.
4. Utilizza il dispositivo di scorrimento Opacity per vedere la mappa di base in trasparenza sotto l'immagine e verifica il suo allineamento rispetto a punti noti.
5. Seleziona Place On Map, traccia sulle tue immagini, quindi esporta nel tuo software GIS.

Concetto chiave

Dimensioni accurate non significano automaticamente coordinate accurate. Utilizza immagini attendibili, verifica l'allineamento e convalida rispetto ai punti di controllo a terra.

Questo articolo non cita una singola percentuale di accuratezza verificata di Scribble Maps o una tolleranza posizionale di Google, poiché non si applica alcun valore universale. Un GeoTIFF comporta un riferimento spaziale, non una garanzia di accuratezza. Per ciascun progetto, convalida le immagini, il controllo a terra, la trasformazione del datum e il metodo di misurazione.

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