Насколько точны измерения? Насколько могут отличаться координаты?

Точность измерений и точность положения — это разные вещи. Фигура может иметь точные размеры, в то время как её экспортированные координаты смещены из-за исходных снимков.

Эта статья объясняет, как Scribble Maps вычисляет измерения, и как проверить размеры, точность и совмещение положения.

Понимание точности измерений

Scribble Maps вычисляет длины и площади на основе точек, которые вы рисуете. Насколько близко эти точки к реальному миру, зависит от двух факторов:

1. Снимки, по которым вы обводите. Спутниковые и аэрофотоснимки на любой веб-карте могут быть смещены относительно истинного положения на земле, и величина смещения меняется от места к месту.
2. Как вы обводите. Разрешение изображения и место, где вы кликаете каждую вершину, ограничивают повторяемость вашей обводки.

Не существует единого процента точности или смещения, применимого ко всем картам. Проверьте свою карту по надёжным эталонным измерениям или контрольным точкам, чтобы оценить её точность.

Точность, прецизионность и положение

Оценивайте измерения, прецизионность и положение отдельно:

• Измерения (% ошибки). Сравните с известными длинами или площадями. Ошибка зависит от исходных снимков, вашей обводки, масштаба и метода расчёта. Один процент не может описать все карты.
• Прецизионность (повторяемость). Повторите обводку и посмотрите, насколько расходятся результаты. Разрешение в пикселях и расположение вершин ограничивают повторяемость. Больше знаков после запятой не доказывает большую точность.
• Положение (смещение в метрах). Сравните точки, которые можно определить на местности, с надёжными контрольными точками и укажите смещение или горизонтальную среднеквадратичную ошибку (RMSE). У снимков Google нет единого смещения, применимого ко всем участкам.

Обводка может быть прецизионной, не будучи точной по положению. Повторные измерения могут совпадать, в то время как вся обводка остаётся смещённой от истинного местоположения.

Одинаковые размеры, разное местоположение

Например, прямоугольник 20 м на 10 м, обведённый по снимкам, смещённым на 3 м к востоку и 4 м к северу, сохраняет свои размеры, но смещён на 5 м от своего истинного местоположения.

Такой равномерный локальный сдвиг сохраняет размеры неизменными. Искажение на снимках может изменить их.

Эти цифры приведены только для иллюстрации. Это не измеренные смещения Google.

Почему снимки веб-карт могут быть смещены

Спутниковые и аэрофотоснимки обрабатываются и сшиваются до того, как попадают на любую веб-карту. Распространённые источники ошибок включают:

• Высокие объекты «заваливаются». Камера видит здания, вышки и деревья под углом, поэтому их верхушки могут казаться смещёнными от места, где они стоят. Обводите место, где здание соприкасается с землёй, а не контур крыши.
• Снимки — это мозаика. Один вид может объединять изображения разных дат и поставщиков. Указания авторства снимков внизу карты часто перечисляют несколько источников. Совмещение может меняться там, где встречаются два изображения.
• Разрешение ограничивает то, что вы можете увидеть. Вы не можете разместить вершину точнее, чем позволяют пиксели, по которым вы кликаете.

Как Scribble Maps вычисляет измерения

Пошаговую инструкцию см. в статье об измерении площади и расстояния.

Scribble Maps не измеряет на плоской карте, которую вы видите на экране. Веб-карты растягивают площади тем сильнее, чем дальше вы находитесь от экватора. Вместо этого Scribble Maps измеряет на модели Земли, чтобы такое растяжение не влияло на ваши числа.

• Модель Земли — это сфера с радиусом 6 378 137 м.
• Длины линий измеряются вдоль того же пути, которому следует линия на карте, отрезок за отрезком.
• Площади полигонов вычисляются на сфере. Отверстия в полигоне вычитаются.
• Круги используют радиус от центра до края. Площадь равна π × радиус².

Геодезическое и настольное ГИС-ПО часто использует вместо этого эллипсоид или локальную проекционную систему координат. Их результаты могут немного отличаться от измерения на основе сферы, особенно на больших расстояниях.

Показывайте достаточное число знаков после запятой

Измерения показываются с 2 знаками после запятой. При настройке по умолчанию Авто длины показываются в километрах (Метрическая) или милях (Имперская). Линия длиной 37 м отображается как «0.04 km». Такое округление может скрыть несколько метров на короткой линии.

Для детальной работы выберите меньшую единицу:

1. Выберите значок шестерёнки в нижнем левом углу карты, чтобы открыть Настройки редактора.
2. В разделе Единицы / измерения выберите Метрическая или Имперская.
3. Установите Ед. длины на Метр или Футы, например.
4. Установите Ед. площади на Квадратный метр или Квадратный фут, если вам нужны точные площади. В режиме Авто площади переключаются между квадратными метрами, гектарами и квадратными километрами (или квадратными футами, акрами и квадратными милями) в зависимости от размера.

Координаты: редактор показывает широту и долготу с точностью до 5 знаков после запятой, что составляет примерно 1 м. Экспорт в GeoJSON сохраняет 9 знаков после запятой. Больше знаков после запятой более точно описывает точку, по которой вы кликнули. Они не делают эту точку ближе к реальному миру.

Проверьте по уже известной вам длине

Самый простой способ проверить точность — использовать объект с известным размером. Футбольное поле имеет 100 ярдов (91,44 м) от линии ворот до линии ворот. Вот одна обводка поля (Роуз-Боул в Пасадене, по спутниковым снимкам Google), показанная с двумя разными настройками Ед. длины.

• При настройке Авто подсказка показывает 0.09 km. Это верно, но округлено до ближайших 10 м, поэтому слишком грубо, чтобы судить о точности.
• При настройке Метр показывается 91.46 m, в пределах 0,02 м от известной длины.

Это одна обводка одного поля. Она показывает, как проверить вашу собственную работу. Это не гарантированная точность. Повторите обводку несколько раз, чтобы увидеть, насколько расходятся ваши результаты (прецизионность), и проверьте известную точку, чтобы узнать, смещены ли снимки (положение).

Практический пример в процентах (не допуск продукта)

Предположим, что каждый конец линии находится в пределах 0,25 м от истинного положения. Наихудшая ошибка обводки составляет:

• Около 0,5% на 100 м
• Около 2,5% на 20 м

Формула: 2 × 0,25 ÷ длина × 100.

Одна и та же ошибка обводки составляет больший процент на короткой линии. Ошибки снимков и вычислений необходимо проверять отдельно. Ошибка площади зависит от формы и от того, где расположена граница.

Два рабочих процесса для надёжного совмещения

1) Исправление в вашем ГИС-ПО

Используйте этот процесс для объектов, уже обведённых на базовой карте.

1. Экспортируйте свои объекты из Scribble Maps. Откройте Меню, затем Импорт и экспорт, затем Экспорт, и выберите формат, например GeoJSON, Shapefile (.SHP), GeoPackage (.GPKG), KML или DXF. Для экспорта требуется платный тариф.
2. Проверьте сначала систему координат и датум. GeoJSON и большинство форматов Экспорт используют широту и долготу WGS84 (EPSG:4326). Файлы DXF и DGN проецируются в зону UTM в центре ваших данных. При экспорте DXF выбор Illustrator использует вместо этого проекцию Web Mercator.
3. В вашем ГИС-ПО сравните свои объекты с надёжными снимками или контрольными точками.
4. Если смещение везде одинаково, используйте инструменты перемещения вашего ГИС-ПО, чтобы применить проверенное смещение.
5. Если ошибка меняется от места к месту, объекты требуют дополнительной коррекции или повторной обводки.

2) Обводка по GeoTIFF

Используйте этот процесс для обводки объектов по снимкам с географической привязкой.

1. Используйте снимки вашей организации или закажите ортотрансформированные снимки с привязкой и документированной точностью положения.
2. В Scribble Maps выберите Инструмент изображения на панели инструментов. Откроется панель Наложение изображения. Для загрузки снимков необходимо войти в систему.
3. Выберите свой GeoTIFF с помощью Choose Files или перетащите его в область Перетащите изображение сюда. Если файл имеет географическую привязку, Scribble Maps считывает его местоположение из файла и перепроецирует, чтобы вписать в карту. Поля Север, Юг, Восток и Запад заполнятся автоматически.
4. Используйте ползунок Непрозрачность, чтобы увидеть базовую карту сквозь ваше изображение, и проверьте его совмещение по известным точкам.
5. Выберите Поместить на карту, обведите по вашим снимкам, затем экспортируйте в ваше ГИС-ПО.

Проверяйте координаты перед использованием

Точные размеры автоматически не означают точные координаты. Используйте надёжные снимки, проверяйте совмещение и проверяйте по наземным контрольным точкам.

Эта статья не приводит единого проверенного процента точности Scribble Maps или допуска положения Google, поскольку универсального значения не существует. GeoTIFF несёт пространственную привязку, но не гарантию точности. Для каждого проекта проверяйте снимки, наземный контроль, преобразование датума и метод измерения.

См. также

• Как измерить площадь и расстояние
• Как найти координаты