Наскільки точні вимірювання? На скільки можуть відрізнятися координати?

Точність вимірювань і позиційна точність — це різні речі. Фігура може мати точні розміри, а її експортовані координати при цьому будуть зміщені через вихідні знімки.

У цій статті пояснено, як Scribble Maps обчислює вимірювання і як перевірити розміри, відтворюваність та позиційне вирівнювання.

Що таке точність вимірювань

Scribble Maps обчислює довжини та площі за точками, які ви малюєте. Наскільки ці точки близькі до реальності, залежить від двох чинників:

1. Знімки, за якими ви обводите. Супутникові й аерознімки на будь-якій веб-карті можуть бути зміщені відносно справжнього положення на місцевості, причому величина зміщення різниться від місця до місця.
2. Те, як ви обводите. Роздільна здатність зображення та місце, де ви клацаєте кожну вершину, обмежують відтворюваність вашого обведення.

Не існує єдиного відсотка точності чи зміщення, що підходив би для кожної карти. Перевірте свою карту за надійними еталонними вимірюваннями або контрольними точками, щоб оцінити її точність.

Точність, відтворюваність і положення

Оцінюйте вимірювання, відтворюваність і положення окремо:

• Вимірювання (% похибки). Порівняйте з відомими довжинами чи площами. Похибка залежить від вихідних знімків, вашого обведення, масштабу та методу обчислення. Один відсоток не може описати кожну карту.
• Відтворюваність (повторюваність). Повторіть обведення й подивіться, наскільки розходяться результати. Роздільна здатність у пікселях і розташування вершин обмежують повторюваність. Більша кількість десяткових знаків не доводить вищої точності.
• Положення (зміщення в метрах). Порівняйте точки, які можна впізнати на рівні землі, з надійними контрольними точками й вкажіть зміщення або горизонтальну СКП (RMSE). Для знімків Google не існує єдиного зміщення, яке підходило б для кожної ділянки.

Обведення може бути відтворюваним, але позиційно неточним. Повторні вимірювання можуть збігатися, тоді як усе обведення залишається зміщеним відносно свого справжнього розташування.

Однакові розміри, інше місце

Наприклад, прямокутник 20 м на 10 м, обведений на знімках, зсунутих на 3 м на схід і на 4 м на північ, зберігає свої розміри, але зміщений на 5 м від свого справжнього розташування.

Такий рівномірний локальний зсув зберігає розміри незмінними. Спотворення знімків можуть їх змінити.

Ці цифри наведено лише для ілюстрації. Це не виміряні зміщення Google.

Чому знімки веб-карт можуть бути зміщені

Супутникові й аерознімки обробляються та зшиваються, перш ніж потрапити на будь-яку веб-карту. Поширені джерела похибок:

• Високі об’єкти нахиляються. Камера бачить будівлі, вежі й дерева під кутом, тому їхні верхівки можуть здаватися зсунутими від місця, де вони стоять. Обводьте там, де будівля торкається землі, а не за контуром даху.
• Знімки — це мозаїка. Один вигляд може поєднувати зображення з різних дат і від різних постачальників. У підписах до знімків унизу карти часто вказано кількох. Вирівнювання може змінюватися в місці стику двох зображень.
• Роздільна здатність обмежує те, що ви бачите. Ви не можете розмістити вершину точніше, ніж дозволяють пікселі, на які ви клацаєте.

Як Scribble Maps обчислює вимірювання

Покрокову довідку дивіться в статті про вимірювання площі та відстані.

Scribble Maps вимірює не на пласкій карті, яку ви бачите на екрані. Веб-карти розтягують площі тим сильніше, чим далі від екватора. Натомість Scribble Maps вимірює на моделі Землі, щоб це розтягування не змінювало ваші числа.

• Модель Землі — це сфера з радіусом 6 378 137 м.
• Довжини ліній вимірюються вздовж того самого шляху, яким лінія проходить на карті, сегмент за сегментом.
• Площі полігонів обчислюються на сфері. Отвори в полігоні віднімаються.
• Кола використовують радіус від центру до краю. Площа дорівнює π × радіус².

Геодезичне й настільне ГІС-програмне забезпечення часто натомість використовує еліпсоїд або локальну проєкційну систему координат. Їхні результати можуть трохи відрізнятися від вимірювання на сфері, особливо на великих відстанях.

Показуйте достатньо десяткових знаків

Вимірювання показуються з 2 десятковими знаками. За типового налаштування Авто довжини показуються в кілометрах (Метрична) або милях (Імперська). Лінія завдовжки 37 м відображається як «0,04 км». Таке округлення може приховувати кілька метрів на короткій лінії.

Для детальної роботи виберіть меншу одиницю:

1. Виберіть значок шестірні у лівому нижньому куті карти, щоб відкрити Налаштування редактора.
2. У розділі Одиниці / вимірювання оберіть Метрична або Імперська.
3. Задайте Одиниця довжини, наприклад, Метр або Фути.
4. Задайте Одиниця площі — Квадратний метр або Квадратний фут, якщо вам потрібні точні площі. В режимі «Авто» площі перемикаються між квадратними метрами, гектарами та квадратними кілометрами (або квадратними футами, акрами та квадратними милями) залежно від розміру.

Координати: редактор показує широту й довготу з 5 десятковими знаками, що становить приблизно 1 м. Експорт у GeoJSON зберігає 9 десяткових знаків. Більше десяткових знаків точніше описують точку, на яку ви клацнули. Вони не наближають цю точку до реальності.

Перевірка за відомою довжиною

Найпростіша перевірка точності — це щось із відомим розміром. Футбольне поле має 100 ярдів (91,44 м) від лінії воріт до лінії воріт. Ось одне обведення поля (Rose Bowl у Пасадені, на супутникових знімках Google), показане з двома різними налаштуваннями Одиниця довжини.

• З режимом Авто підказка показує 0,09 км. Це правильно, але округлено до найближчих 10 м, тож надто грубо для оцінки точності.
• З режимом Метр вона показує 91,46 м, що в межах 0,02 м від відомої довжини.

Це одне обведення одного поля. Воно показує, як перевірити власну роботу. Це не гарантована точність. Повторіть обведення кілька разів, щоб побачити, наскільки розходяться ваші результати (відтворюваність), і перевірте відому точку, щоб з’ясувати, чи не зміщені знімки (положення).

Практичний приклад із відсотками (не допуск продукту)

Припустімо, що кожен кінець лінії розташований у межах 0,25 м від свого справжнього положення. Найгірша похибка обведення становить:

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

Формула: 2 × 0,25 ÷ довжина × 100.

Та сама похибка обведення на короткій лінії становить більший відсоток. Похибки знімків і обчислень потрібно перевіряти окремо. Похибка площі залежить від форми та від того, де розміщено межу.

Два робочі процеси для надійного вирівнювання

1) Виправлення у вашому ГІС-програмному забезпеченні

Використайте цей процес для об’єктів, які вже обведено на базовій карті.

1. Експортуйте свої об’єкти зі Scribble Maps. Відкрийте Меню, потім Імпорт і експорт, потім Експортувати як і виберіть формат, наприклад GeoJSON, Shapefile (.SHP), GeoPackage (.GPKG), KML або DXF. Для експорту потрібен платний тарифний план.
2. Спершу перевірте систему координат і датум. GeoJSON і більшість форматів у Експортувати як використовують широту й довготу WGS84 (EPSG:4326). Файли DXF і DGN проєктуються в зону UTM у центрі ваших даних. Якщо під час експорту DXF вибрати Illustrator, натомість використовується Web Mercator.
3. У своєму ГІС-програмному забезпеченні порівняйте свої об’єкти з надійними знімками або контрольними точками.
4. Якщо зсув усюди однаковий, використайте інструменти переміщення у вашому ГІС-програмному забезпеченні, щоб застосувати перевірене зміщення.
5. Якщо похибка змінюється від місця до місця, об’єкти потребують додаткового виправлення або повторного обведення.

2) Обведення на GeoTIFF

Використайте цей процес, щоб обводити об’єкти на георефенсованих знімках.

1. Використайте знімки вашої організації або замовте ортотрансформовані георефенсовані знімки з задокументованою позиційною точністю.
2. У Scribble Maps виберіть Інструмент «Зображення» на панелі інструментів. Відкриється панель Накладене зображення. Щоб завантажити знімки, потрібно увійти в обліковий запис.
3. Виберіть свій GeoTIFF через Choose Files або перетягніть його на Перетягніть зображення сюди. Якщо файл георефенсований, Scribble Maps зчитує його розташування з файлу й перепроєктує його, щоб він вписався в карту. Поля Північ, Південь, Схід і Захід заповняться автоматично.
4. Використайте повзунок Непрозорість, щоб бачити базову карту крізь своє зображення, і перевірте його вирівнювання за відомими точками.
5. Виберіть Розмістити на карті, обведіть на своїх знімках, потім експортуйте у своє ГІС-програмне забезпечення.

Перевіряйте координати перед використанням

Точні розміри не означають автоматично точних координат. Використовуйте надійні знімки, перевіряйте вирівнювання та звіряйте з наземними контрольними точками.

У цій статті не наведено жодного підтвердженого відсотка точності Scribble Maps чи допуску позиційної точності Google, тому що універсальної цифри не існує. GeoTIFF містить просторову прив’язку, а не гарантію точності. Для кожного проєкту перевіряйте знімки, наземні контрольні точки, перетворення датуму та метод вимірювання.

Дивіться також

• Як виміряти площу та відстань
• Як знайти координати