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

Dokładność pomiarów i dokładność pozycyjna to dwie różne rzeczy. Kształt może mieć dokładne wymiary, podczas gdy jego wyeksportowane współrzędne są przesunięte z powodu źródłowych zdjęć.

Ten artykuł wyjaśnia, jak Scribble Maps oblicza pomiary oraz jak sprawdzić wymiary, precyzję i wyrównanie pozycyjne.

Zrozumienie dokładności pomiarów

Scribble Maps oblicza długości i powierzchnie na podstawie narysowanych przez Ciebie punktów. To, jak blisko te punkty odpowiadają rzeczywistości, zależy od dwóch rzeczy:

1. Zdjęcia, na których rysujesz. 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 rysowania. Rozdzielczość obrazu i miejsce kliknięcia każdego wierzchołka ograniczają powtarzalność Twojego rysunku.

Nie istnieje jeden procent dokładności ani jedno przesunięcie, które dotyczyłoby każdej mapy. Sprawdź swoją mapę względem zaufanych pomiarów referencyjnych lub punktów kontrolnych, aby ocenić jej dokładność.

Dokładność, precyzja i pozycja

Oceniaj pomiary, precyzję i pozycję osobno:

• Pomiary (błąd procentowy). Porównaj ze znanymi długościami lub powierzchniami. Błąd zależy od źródłowych zdjęć, sposobu rysowania, skali i metody obliczeń. Jeden procent nie może opisać każdej mapy.
• Precyzja (powtarzalność). Powtórz rysowanie i sprawdź, jak bardzo rozrzucone są wyniki. Rozdzielczość pikselowa i umieszczenie wierzchołków ograniczają powtarzalność. Większa liczba miejsc po przecinku nie świadczy o większej dokładności.
• Pozycja (przesunięcie w metrach). Porównaj punkty, które możesz zidentyfikować na poziomie gruntu, z zaufanymi punktami kontrolnymi i podaj przemieszczenie lub poziomy błąd RMSE. Zdjęcia Google nie mają jednego przesunięcia, które dotyczyłoby każdego miejsca.

Rysunek może być precyzyjny, nie będąc dokładny pozycyjnie. Powtarzane pomiary mogą się zgadzać, podczas gdy cały rysunek pozostaje przesunięty względem swojego rzeczywistego położenia.

Te same wymiary, inne położenie

Na przykład prostokąt 20 m na 10 m narysowany na zdjęciu przesuniętym o 3 m na wschód i 4 m na północ zachowuje swoje wymiary, ale jest przesunięty o 5 m od swojego rzeczywistego położenia.

Jednolite lokalne przesunięcie tego rodzaju zachowuje te same wymiary. Zniekształcenie na zdjęciu może je zmienić.

Te wartości są jedynie ilustracją. Nie są to zmierzone przesunięcia Google.

Dlaczego zdjęcia na mapach internetowych mogą być przesunięte

Zdjęcia satelitarne i lotnicze są przetwarzane i łączone zanim trafią na jakąkolwiek mapę internetową. Częste źródła błędów to:

• Wysokie obiekty się pochylają. Kamera widzi budynki, wieże i drzewa pod kątem, więc ich szczyty mogą wydawać się przesunięte od miejsca, w którym faktycznie stoją. Rysuj w miejscu, gdzie budynek styka się z gruntem, a nie wzdłuż konturu dachu.
• Zdjęcia to mozaika. Jeden widok może łączyć obrazy z różnych dat i od różnych dostawców. Informacje o źródłach zdjęć na dole mapy często wymieniają kilka z nich. Wyrównanie może się zmieniać w miejscu, gdzie spotykają się dwa obrazy.
• Rozdzielczość ogranicza to, co widać. Nie można umieścić wierzchołka dokładniej niż pozwala na to rozmiar pikseli, w które klikasz.

Jak Scribble Maps oblicza pomiary

Instrukcje krok po kroku znajdziesz w artykule o pomiarze powierzchni i odległości.

Scribble Maps nie mierzy na płaskiej mapie widocznej na ekranie. Mapy internetowe rozciągają powierzchnie tym bardziej, im dalej od równika. Zamiast tego Scribble Maps mierzy na modelu Ziemi, dzięki czemu to rozciąganie nie zmienia podawanych liczb.

• Model Ziemi to kula o promieniu 6 378 137 m.
• Długości linii są mierzone wzdłuż tej samej trasy, którą linia przebiega na mapie, segment po segmencie.
• Powierzchnie wielokątów są obliczane na kuli. Dziury w wielokącie są odejmowane.
• Okręgi wykorzystują promień od środka do krawędzi. Powierzchnia wynosi π × promień².

Oprogramowanie geodezyjne i biurkowe GIS często zamiast tego używa elipsoidy lub lokalnego odwzorowanego układu współrzędnych. Ich wyniki mogą się nieznacznie różnić od pomiarów opartych na kuli, zwłaszcza na dużych odległościach.

Wyświetlanie wystarczającej liczby miejsc po przecinku

Pomiary pokazują 2 miejsca po przecinku. Przy domyślnym ustawieniu Automatycznie długości są pokazywane w kilometrach (Metryczne) lub milach (Imperialne). Linia o długości 37 m jest wyświetlana jako „0,04 km”. Takie zaokrąglenie może ukryć kilka metrów na krótkiej linii.

Do pracy wymagającej szczegółowości wybierz mniejszą jednostkę:

1. Wybierz ikonę koła zębatego w lewym dolnym rogu mapy, aby otworzyć Ustawienia edytora.
2. W sekcji Jednostki / pomiary wybierz Metryczne lub Imperialne.
3. Ustaw Jednostkę długości na Metr lub Stopy, na przykład.
4. Ustaw Jednostkę powierzchni na Metr kwadratowy lub Stopa kwadratowa, jeśli potrzebujesz dokładnych powierzchni. W trybie Automatycznie powierzchnie 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. Eksporty GeoJSON zachowują 9 miejsc po przecinku. Większa liczba miejsc po przecinku dokładniej opisuje punkt, który kliknąłeś. Nie sprawia jednak, że ten punkt jest bliższy rzeczywistości.

Sprawdzanie względem znanej długości

Najprostszym sposobem sprawdzenia dokładności jest coś o znanym rozmiarze. Boisko piłkarskie ma 100 jardów (91,44 m) od linii bramkowej do linii bramkowej. Oto jeden rysunek boiska (Rose Bowl w Pasadenie, na zdjęciach satelitarnych Google), pokazany przy dwóch różnych ustawieniach Jednostki długości.

• Przy Automatycznie dymek pokazuje 0,09 km. Jest to poprawne, ale zaokrąglone do najbliższych 10 m, więc jest zbyt niedokładne, by ocenić precyzję.
• Przy Metr pokazuje 91,46 m, w granicach 0,02 m od znanej długości.

To jest jeden rysunek jednego boiska. Pokazuje, jak sprawdzić własną pracę. Nie jest to gwarantowana dokładność. Powtórz rysowanie kilka razy, aby zobaczyć, jak bardzo rozrzucone są wyniki (precyzja), i sprawdź znany punkt, aby zobaczyć, czy zdjęcie jest przesunięte (pozycja).

Praktyczny przykład procentowy (nie jest to tolerancja produktu)

Załóżmy, że każdy koniec linii znajduje się w granicach 0,25 m od swojego rzeczywistego położenia. Najgorszy możliwy błąd rysowania wynosi:

• Około 0,5% przy 100 m
• Około 2,5% przy 20 m

Wzór to 2 × 0,25 ÷ długość × 100.

Ten sam błąd rysowania stanowi większy procent na krótkiej linii. Błędy wynikające ze zdjęć i z obliczeń muszą być sprawdzane osobno. Błąd powierzchni zależy od kształtu i od miejsca, w którym umieszczona jest granica.

Dwa sposoby pracy zapewniające rzetelne wyrównanie

1) Korekta w oprogramowaniu GIS

Użyj tego sposobu pracy dla obiektów już narysowanych na mapie bazowej.

1. Eksportuj swoje obiekty ze Scribble Maps. Otwórz Menu, następnie Import i eksport, następnie Eksportuj jako, i wybierz format, taki jak GeoJSON, Shapefile (.SHP), GeoPackage (.GPKG), KML lub DXF. Eksport wymaga planu z rozszerzonymi funkcjami.
2. Najpierw sprawdź układ współrzędnych i układ odniesienia. GeoJSON i większość formatów Eksportuj jako używa szerokości i długości geograficznej WGS84 (EPSG:4326). Pliki DXF i DGN są rzutowane na strefę UTM w środku Twoich danych. Podczas eksportu DXF wybranie Illustrator używa zamiast tego odwzorowania Web Mercator.
3. W swoim oprogramowaniu GIS porównaj swoje obiekty z zaufanymi zdjęciami lub punktami kontrolnymi.
4. Jeśli przesunięcie jest wszędzie takie samo, użyj narzędzi do przesuwania w swoim oprogramowaniu GIS, aby zastosować zweryfikowane przesunięcie.
5. Jeśli błąd zmienia się w zależności od miejsca, obiekty wymagają dalszej korekty lub ponownego narysowania.

2) Rysowanie na pliku GeoTIFF

Użyj tego sposobu pracy, aby rysować obiekty na georeferencyjnych zdjęciach.

1. Użyj zdjęć swojej organizacji lub zamów ortorektyfikowane, georeferencyjne zdjęcia o udokumentowanej dokładności pozycyjnej.
2. W Scribble Maps wybierz narzędzie Obraz na pasku narzędzi. Otworzy się panel Warstwa obrazu. Aby przesłać zdjęcia, musisz być zalogowany.
3. Wybierz swój plik GeoTIFF za pomocą Choose Files lub upuść go w miejscu Przeciągnij obraz tutaj. Gdy plik jest georeferencyjny, Scribble Maps odczytuje jego położenie z pliku i przeprojektowuje go, aby dopasować do mapy. Pola Północ, Południe, Wschód i Zachód wypełniają się automatycznie.
4. Użyj suwaka Krycie, aby zobaczyć mapę bazową przez swój obraz, i sprawdź jego wyrównanie względem znanych punktów.
5. Wybierz Umieść na mapie, narysuj na swoim zdjęciu, a następnie wyeksportuj do swojego oprogramowania GIS.

Sprawdzanie poprawności współrzędnych przed użyciem

Dokładne wymiary nie oznaczają automatycznie dokładnych współrzędnych. Użyj zaufanych zdjęć, sprawdź wyrównanie i zwaliduj względem punktów kontrolnych na gruncie.

Ten artykuł nie podaje jednego zweryfikowanego procentu dokładności Scribble Maps ani tolerancji pozycyjnej Google, ponieważ żadna uniwersalna wartość nie ma tu zastosowania. Plik GeoTIFF zawiera referencje przestrzenne, a nie gwarancję dokładności. Dla każdego projektu zwaliduj zdjęcia, punkty kontrolne na gruncie, transformację układu odniesienia i metodę pomiaru.

Zobacz także

• Jak mierzyć powierzchnię i odległość
• Jak znaleźć współrzędne