Jak dokładne są pomiary? Jak bardzo mogą różnić się współrzędne?

Kształt może mieć dokładne wymiary, a mimo to znajdować się w złym miejscu. Zdjęcia, które obrysowujesz, wpływają na to, gdzie znajdą się wyeksportowane współrzędne.

Ten artykuł wyjaśnia tę różnicę, pokazuje, jak sprawdzić własną pracę, i przedstawia dwa sposoby pracy pozwalające uzyskać współrzędne, na których można polegać.

Krótka odpowiedź

Scribble Maps oblicza długości i powierzchnie na podstawie narysowanych punktów. To, jak blisko świata rzeczywistego znajdują się te punkty, zależy od dwóch rzeczy:

1. Zdjęcia, które obrysowujesz. Zdjęcia satelitarne i lotnicze na dowolnej mapie internetowej mogą być przesunięte względem rzeczywistego położenia na ziemi, a wielkość tego przesunięcia zmienia się w zależności od miejsca.
2. Sposób obrysowywania. Rozdzielczość obrazu i miejsce kliknięcia każdego wierzchołka ograniczają powtarzalność obrysu.

Nie ma jednego procentu dokładności ani przesunięcia, które miałoby zastosowanie do każdej mapy. Aby dowiedzieć się, jak dokładna jest Twoja mapa, musisz porównać ją z czymś, czemu ufasz.

Trzy różne pytania

„Jak dokładne to jest?” to w rzeczywistości trzy osobne pytania. Każde z nich mierzy się w inny sposób.

• Pomiary (% błędu). Porównaj ze znanymi długościami lub powierzchniami. Błąd zależy od zdjęć źródłowych, Twojego obrysu, skali i metody obliczeniowej. Jeden procent nie opisze każdej mapy.
• Precyzja (powtarzalność). Powtórz obrys i zobacz, jak bardzo różnią się wyniki. Rozdzielczość pikseli i rozmieszczenie wierzchołków ograniczają powtarzalność. Większa liczba miejsc po przecinku nie świadczy o większej dokładności.
• Pozycja (przesunięcie w metrach). Porównaj punkty, które potrafisz zidentyfikować na poziomie gruntu, z zaufanymi punktami kontrolnymi i określ przesunięcie lub poziomy błąd średniokwadratowy (RMSE). Zdjęcia Google nie mają jednego przesunięcia, które miałoby zastosowanie do każdej lokalizacji.

Najczęstszym zaskoczeniem jest sytuacja „precyzyjnie, ale niedokładnie”. Każdy pomiar zgadza się z poprzednim, więc mapa wygląda poprawnie, ale cały obrys jest przesunięty względem rzeczywistej lokalizacji.

Te same wymiary, inna lokalizacja

Wyobraź sobie prostokąt o wymiarach 20 m na 10 m w jego rzeczywistym położeniu. Teraz wyobraź sobie ten sam prostokąt obrysowany na zdjęciach przesuniętych o 3 m na wschód i 4 m na północ. Oba prostokąty mają wymiary 20 m na 10 m. Ten obrysowany wciąż znajduje się 5 m od rzeczywistego położenia.

Jednolite lokalne przesunięcie, takie jak to, zachowuje te same wymiary. Zniekształcenia na zdjęciach mogą je jednak zmienić.

Te liczby służą wyłącznie jako ilustracja. Nie są to zmierzone przesunięcia Google.

Dlaczego zdjęcia na mapach internetowych mogą być przesunięte

Zdjęcia satelitarne i lotnicze są przetwarzane i łączone ze sobą, zanim trafią na jakąkolwiek mapę internetową. Kilka typowych efektów, na które należy uważać:

• Wysokie obiekty pochylają się. Kamera widzi budynki, wieże i drzewa pod kątem, więc ich wierzchołki mogą wydawać się przesunięte względem miejsca, w którym stoją. Obrysowuj miejsce, w którym budynek styka się z ziemią, a nie obrys jego dachu.
• Zdjęcia są mozaiką. Jeden widok może łączyć obrazy z różnych dat i od różnych dostawców. Informacje o prawach autorskich do zdjęć na dole mapy często wymieniają kilku z nich. Dopasowanie może się zmieniać w miejscu styku dwóch obrazów.
• Rozdzielczość ogranicza to, co widzisz. Nie możesz umieścić wierzchołka dokładniej niż pozwalają na to piksele, które klikasz.

Jak Scribble Maps oblicza pomiary

Aby uzyskać pomoc krok po kroku, zobacz artykuł o mierzeniu powierzchni i odległości.

Scribble Maps nie mierzy na płaskiej mapie, którą widzisz na ekranie. Mapy internetowe rozciągają obszary tym bardziej, im dalej znajdujesz się od równika. Zamiast tego Scribble Maps mierzy na modelu Ziemi, dzięki czemu rozciąganie nie zmienia Twoich wyników.

• Model Ziemi to sfera o promieniu 6 378 137 m.
• Długości linii są mierzone wzdłuż tej samej ścieżki, którą linia biegnie na mapie, segment po segmencie.
• Powierzchnie wielokątów są obliczane na sferze. Otwory w wielokącie są odejmowane.
• Koła używają promienia od środka do krawędzi. Powierzchnia to π × promień².

Oprogramowanie geodezyjne i stacjonarne systemy GIS często używają zamiast tego elipsoidy lub lokalnego układu współrzędnych płaskich prostokątnych. Ich wyniki mogą się nieznacznie różnić od pomiarów opartych na sferze, szczególnie na dużych odległościach.

Pokazuj wystarczającą liczbę miejsc po przecinku

Pomiary pokazują 2 miejsca po przecinku. Przy domyślnym ustawieniu Auto długości są pokazywane w kilometrach (Metric) lub milach (Imperial). Linia o długości 37 m jest wyświetlana jako „0.04 km”. To zaokrąglenie może ukryć kilka metrów na krótkiej linii.

W przypadku szczegółowych prac wybierz mniejszą jednostkę:

1. Wybierz gear icon w lewym dolnym rogu mapy, aby otworzyć Editor Settings.
2. W sekcji Unit Types / Measurement wybierz Metric lub Imperial.
3. Ustaw Length Unit na przykład na Metre lub Feet.
4. Ustaw Area Unit na Square Metre lub Square Foot, jeśli potrzebujesz dokładnych powierzchni. W ustawieniu Auto jednostki powierzchni przełączają się między metrami kwadratowymi, hektarami i kilometrami kwadratowymi (lub stopami kwadratowymi, akrami i milami kwadratowymi) w zależności od wielkości.

Współrzędne: edytor pokazuje szerokość i długość geograficzną z dokładnością do 5 miejsc po przecinku, co odpowiada około 1 m. Eksport do formatu GeoJSON zachowuje 9 miejsc po przecinku. Większa liczba miejsc po przecinku dokładniej opisuje kliknięty punkt. Nie sprawia jednak, że punkt ten znajduje się bliżej świata rzeczywistego.

Porównaj ze znaną długością

Najprostszym testem dokładności jest obiekt o znanym rozmiarze. Boisko do futbolu amerykańskiego ma 100 jardów (91,44 m) od linii bramkowej do linii bramkowej. Oto jeden obrys boiska (Rose Bowl w Pasadenie na zdjęciach satelitarnych Google), pokazany przy dwóch różnych ustawieniach Length Unit.

• Przy ustawieniu Auto etykieta narzędzia (tooltip) pokazuje 0.09 km. Jest to poprawne, ale zaokrąglone do najbliższych 10 m, więc zbyt mało dokładne, aby ocenić precyzję.
• Przy ustawieniu Metre pokazuje 91.46 m, czyli w granicach 0,02 m od znanej długości.

To jest jeden obrys jednego boiska. Pokazuje, jak sprawdzić własną pracę. Nie gwarantuje to dokładności. Powtórz obrys kilka razy, aby zobaczyć, jak bardzo różnią się wyniki (precyzja), i sprawdź znany punkt, aby przekonać się, czy zdjęcia są przesunięte (pozycja).

Praktyczny przykład procentowy (nie jest to tolerancja produktu)

Zakładając, że każdy koniec linii znajduje się w odległości do 0,25 m od swojego rzeczywistego położenia, błąd obrysu w najgorszym przypadku wynosi:

• Około 0.5% na dystansie 100 m
• Około 2.5% na dystansie 20 m

Wzór to: 2 × 0,25 ÷ długość × 100.

Ten sam błąd obrysu stanowi większy procent na krótkiej linii. Błędy zdjęć i obliczeń należy sprawdzać osobno. Błąd powierzchni zależy od kształtu i miejsca przebiegu granicy.

Dwa sposoby pracy zapewniające wiarygodne dopasowanie

1) Skoryguj w swoim oprogramowaniu GIS

Obrysowano już na mapie bazowej?

1. Wyeksportuj swoje obiekty ze Scribble Maps. Otwórz Menu, następnie Import & Export, potem Export As i wybierz format, taki jak GeoJSON, Shapefile (.SHP), GeoPackage (.GPKG), KML lub DXF. Eksportowanie wymaga wyższego planu taryfowego.
2. Najpierw sprawdź układ współrzędnych i układ odniesienia (datum). GeoJSON i większość formatów w Export As używają szerokości i długości geograficznej WGS84 (EPSG:4326). Pliki DXF i DGN są odwzorowywane w strefie UTM w centrum Twoich danych. Podczas eksportu do DXF wybranie opcji Illustrator powoduje użycie odwzorowania Web Mercator.
3. W swoim oprogramowaniu GIS porównaj obiekty z zaufanymi zdjęciami lub punktami kontrolnymi.
4. Jeśli przesunięcie jest wszędzie takie samo, użyj narzędzi przesuwania w oprogramowaniu GIS, aby zastosować zweryfikowane przesunięcie.
5. Jeśli błąd różni się w zależności od miejsca, obiekty wymagają dalszej korekty lub ponownego obrysowania.

2) Obrysuj na pliku GeoTIFF

Potrzebujesz dopasowanych współrzędnych od samego początku?

1. Użyj zdjęć swojej organizacji lub zamów ortorektyfikowane zdjęcia z georeferencją o udokumentowanej dokładności sytuacyjnej.
2. W Scribble Maps wybierz Image Tool na pasku narzędzi. Otworzy się panel Image Overlay. Aby przesłać zdjęcia, musisz być zalogowany.
3. Wybierz swój plik GeoTIFF za pomocą Choose Files lub przeciągnij go na pole Drag image here. Gdy plik posiada georeferencję, Scribble Maps odczytuje jego lokalizację z pliku i zmienia jego odwzorowanie, aby dopasować go do mapy. Pola North, South, East i West zostaną wypełnione automatycznie.
4. Użyj suwaka Opacity, aby zobaczyć mapę bazową przez swój obraz, i sprawdź jego dopasowanie do znanych punktów.
5. Wybierz Place On Map, obrysuj obiekty na swoich zdjęciach, a następnie wyeksportuj je do oprogramowania GIS.

Kluczowy wniosek

Dokładne wymiary nie oznaczają automatycznie dokładnych współrzędnych. Korzystaj z zaufanych zdjęć, sprawdzaj dopasowanie i weryfikuj dane na podstawie naziemnych punktów kontrolnych.

Ten artykuł nie podaje jednego zweryfikowanego procentu dokładności Scribble Maps ani tolerancji położenia Google, ponieważ nie istnieje żadna uniwersalna wartość. Plik GeoTIFF niesie ze sobą odniesienie przestrzenne, a nie gwarancję dokładności. W przypadku każdego projektu należy zweryfikować zdjęcia, naziemne punkty kontrolne, transformację układu odniesienia oraz metodę pomiaru.

Powiązane artykuły

• Jak mierzyć powierzchnię i odległość
• Jak znaleźć współrzędne