Các phép đo chính xác đến mức nào? Tọa độ có thể bị lệch bao xa?

Một hình dạng có thể có kích thước chính xác nhưng vẫn ở sai vị trí. Hình ảnh bạn đồ lại sẽ ảnh hưởng đến vị trí tọa độ xuất ra của bạn.

Bài viết này giải thích sự khác biệt, hướng dẫn cách tự kiểm tra công việc của bạn và cung cấp hai quy trình làm việc để có được tọa độ đáng tin cậy.

Câu trả lời ngắn gọn

Scribble Maps tính toán chiều dài và diện tích từ các điểm bạn vẽ. Các điểm đó gần với thế giới thực đến mức nào phụ thuộc vào hai yếu tố:

1. Hình ảnh bạn đồ lại. Hình ảnh vệ tinh và hàng không trên bất kỳ bản đồ web nào đều có thể bị lệch so với vị trí thực tế trên mặt đất, và mức độ lệch thay đổi tùy theo từng nơi.
2. Cách bạn đồ lại. Độ phân giải hình ảnh và vị trí bạn nhấp vào từng đỉnh giới hạn khả năng lặp lại của đường đồ.

Không có một tỷ lệ phần trăm độ chính xác hoặc độ lệch duy nhất nào áp dụng cho mọi bản đồ. Để biết bản đồ của bạn chính xác đến mức nào, hãy kiểm tra nó với một nguồn mà bạn tin cậy.

Ba câu hỏi khác nhau

"Nó chính xác đến mức nào?" thực chất là ba câu hỏi riêng biệt. Mỗi câu hỏi được đo lường theo một cách khác nhau.

• Phép đo (% sai số). So sánh với các chiều dài hoặc diện tích đã biết. Sai số phụ thuộc vào hình ảnh nguồn, việc đồ lại của bạn, tỷ lệ và phương pháp tính toán. Một tỷ lệ phần trăm không thể mô tả cho mọi bản đồ.
• Độ chính xác lặp lại (khả năng lặp lại). Lặp lại việc đồ và xem kết quả phân tán bao nhiêu. Độ phân giải pixel và vị trí đặt đỉnh giới hạn khả năng lặp lại. Nhiều chữ số thập phân hơn không chứng minh độ chính xác cao hơn.
• Vị trí (độ lệch tính bằng mét). So sánh các điểm bạn có thể xác định ở mặt đất với các điểm khống chế đáng tin cậy, và báo cáo độ dịch chuyển hoặc RMSE mặt phẳng. Hình ảnh Google không có một độ lệch duy nhất nào áp dụng cho mọi địa điểm.

Sự bất ngờ phổ biến nhất là "chuẩn xác, nhưng không chính xác". Mọi phép đo đều khớp với phép đo trước đó, vì vậy bản đồ trông có vẻ đúng, nhưng toàn bộ đường đồ lại bị lệch so với vị trí thực tế.

Cùng kích thước, khác vị trí

Hãy hình dung một hình chữ nhật kích thước 20 m x 10 m ở vị trí thực tế của nó. Bây giờ hãy hình dung cùng một hình chữ nhật đó được đồ lại trên hình ảnh bị lệch 3 m về phía đông và 4 m về phía bắc. Cả hai hình chữ nhật đều là 20 m x 10 m. Hình chữ nhật được đồ lại vẫn cách vị trí thực tế 5 m.

Sự dịch chuyển cục bộ đồng nhất như thế này giữ nguyên các kích thước. Sự biến dạng trong hình ảnh có thể làm thay đổi chúng.

Các số liệu này chỉ mang tính chất minh họa. Chúng không phải là các độ lệch đo được của Google.

Tại sao hình ảnh bản đồ web có thể bị lệch

Hình ảnh vệ tinh và hàng không được xử lý và ghép lại với nhau trước khi đưa lên bất kỳ bản đồ web nào. Một vài hiệu ứng phổ biến cần lưu ý:

• Các vật thể cao bị nghiêng. Camera nhìn các tòa nhà, tháp và cây cối từ một góc nghiêng, vì vậy phần đỉnh của chúng có thể xuất hiện lệch khỏi vị trí chân đế. Hãy đồ theo nơi tòa nhà tiếp giáp với mặt đất, chứ không phải đường viền mái nhà.
• Hình ảnh là một mảnh ghép (mosaic). Một chế độ xem có thể kết hợp các hình ảnh từ các ngày và nhà cung cấp khác nhau. Thông tin bản quyền hình ảnh ở dưới cùng của bản đồ thường liệt kê một vài nguồn. Việc căn chỉnh có thể thay đổi tại nơi hai hình ảnh tiếp giáp nhau.
• Độ phân giải giới hạn những gì bạn có thể thấy. Bạn không thể đặt một đỉnh chính xác hơn các pixel mà bạn đang nhấp vào.

Cách Scribble Maps tính toán các phép đo

Để được hướng dẫn từng bước, hãy xem bài viết về đo diện tích và khoảng cách.

Scribble Maps không đo trên bản đồ phẳng mà bạn nhìn thấy trên màn hình. Bản đồ web kéo giãn các khu vực càng nhiều khi bạn càng ở xa xích đạo. Thay vào đó, Scribble Maps đo trên một mô hình Trái Đất, để sự kéo giãn đó không làm thay đổi các số liệu của bạn.

• Mô hình Trái Đất là một hình cầu có bán kính 6.378.137 m.
• Chiều dài đường được đo dọc theo cùng một đường dẫn mà đường đó đi qua trên bản đồ, theo từng phân đoạn.
• Diện tích đa giác được tính toán trên hình cầu. Các lỗ trong đa giác sẽ được trừ đi.
• Hình tròn sử dụng bán kính từ tâm đến cạnh. Diện tích là π × bán kính².

Phần mềm khảo sát và GIS trên máy tính thường sử dụng một hình elipsoid hoặc một hệ tọa độ chiếu địa phương để thay thế. Kết quả của chúng có thể khác biệt một chút so với phép đo dựa trên hình cầu, đặc biệt là trên khoảng cách dài.

Hiển thị đủ số chữ số thập phân

Các phép đo hiển thị 2 chữ số thập phân. Với cài đặt Auto mặc định, chiều dài được hiển thị bằng kilômét (Metric) hoặc dặm (Imperial). Một đường dài 37 m sẽ hiển thị là "0.04 km". Việc làm tròn đó có thể che giấu vài mét trên một đường ngắn.

Đối với công việc chi tiết, hãy chọn một đơn vị nhỏ hơn:

1. Chọn biểu tượng bánh răng ở góc dưới cùng bên trái của bản đồ để mở Editor Settings.
2. Dưới mục Unit Types / Measurement, chọn Metric hoặc Imperial.
3. Đặt Length Unit thành Metre hoặc Feet, ví dụ như vậy.
4. Đặt Area Unit thành Square Metre hoặc Square Foot nếu bạn cần diện tích chính xác. Trong Auto, diện tích sẽ chuyển đổi giữa mét vuông, hecta và kilômét vuông (hoặc foot vuông, mẫu Anh và dặm vuông) dựa trên kích thước.

Tọa độ: trình chỉnh sửa hiển thị vĩ độ và kinh độ đến 5 chữ số thập phân, tương đương khoảng 1 m. Các tệp xuất GeoJSON giữ lại 9 chữ số thập phân. Nhiều chữ số thập phân hơn mô tả điểm bạn đã nhấp chính xác hơn. Chúng không làm cho điểm đó gần hơn với thế giới thực.

Kiểm tra với một chiều dài bạn đã biết

Cách kiểm tra độ chính xác dễ nhất là sử dụng một vật thể có kích thước đã biết. Một sân bóng đá dài 100 yard (91,44 m) từ vạch vôi cuối sân này sang vạch vôi cuối sân kia. Dưới đây là một đường đồ của một sân bóng (sân Rose Bowl ở Pasadena, trên hình ảnh vệ tinh Google), được hiển thị với hai cài đặt Length Unit khác nhau.

• Với Auto, tooltip hiển thị 0.09 km. Điều đó là chính xác, nhưng được làm tròn đến 10 m gần nhất, vì vậy nó quá thô để đánh giá độ chính xác.
• Với Metre, nó hiển thị 91.46 m, trong khoảng sai số 0,02 m so với chiều dài đã biết.

Đây là một đường đồ của một sân bóng. Nó hướng dẫn cách tự kiểm tra công việc của bạn. Nó không phải là một độ chính xác được đảm bảo. Hãy lặp lại việc đồ vài lần để xem kết quả của bạn phân tán bao nhiêu (độ chuẩn xác), và kiểm tra một điểm đã biết để xem hình ảnh có bị lệch hay không (vị trí).

Một ví dụ thực tế về tỷ lệ phần trăm (không phải dung sai sản phẩm)

Giả sử mỗi đầu của một đường thẳng nằm trong khoảng 0,25 m so với vị trí thực tế của nó. Sai số đồ lại trong trường hợp xấu nhất là:

• Khoảng 0.5% trên 100 m
• Khoảng 2.5% trên 20 m

Công thức là 2 × 0.25 ÷ chiều dài × 100.

Cùng một sai số đồ lại sẽ chiếm tỷ lệ phần trăm lớn hơn trên một đường ngắn. Sai số hình ảnh và sai số tính toán phải được kiểm tra riêng biệt. Sai số diện tích phụ thuộc vào hình dạng và vị trí đặt ranh giới.

Hai quy trình làm việc để căn chỉnh đáng tin cậy

1) Sửa lỗi trong phần mềm GIS của bạn

Đã đồ lại trên bản đồ nền?

1. Xuất các đối tượng của bạn từ Scribble Maps. Mở Menu, sau đó chọn Import & Export, tiếp theo chọn Export As, và chọn một định dạng như GeoJSON, Shapefile (.SHP), GeoPackage (.GPKG), KML hoặc DXF. Việc xuất yêu cầu gói nâng cấp.
2. Kiểm tra hệ tọa độ và hệ quy chiếu trước. GeoJSON và hầu hết các định dạng Export As sử dụng vĩ độ và kinh độ WGS84 (EPSG:4326). Các tệp DXF và DGN được chiếu vào múi UTM ở trung tâm dữ liệu của bạn. Khi bạn xuất DXF, việc chọn Illustrator sử dụng Web Mercator để thay thế.
3. Trong phần mềm GIS của bạn, hãy so sánh các đối tượng của bạn với hình ảnh hoặc các điểm khống chế đáng tin cậy.
4. Nếu độ lệch giống nhau ở mọi nơi, hãy sử dụng các công cụ di chuyển của phần mềm GIS để áp dụng độ lệch mà bạn đã xác minh.
5. Nếu sai số thay đổi tùy theo từng nơi, các đối tượng cần được sửa lỗi thêm hoặc đồ lại.

2) Đồ lại trên một GeoTIFF

Cần tọa độ được căn chỉnh ngay từ đầu?

1. Sử dụng hình ảnh của tổ chức bạn, hoặc đặt mua hình ảnh trực giao, được tham chiếu địa lý với độ chính xác vị trí đã được ghi nhận bằng tài liệu.
2. Trong Scribble Maps, chọn Image Tool trên thanh công cụ. Bảng Image Overlay sẽ mở ra. Bạn cần đăng nhập để tải lên hình ảnh.
3. Chọn tệp GeoTIFF của bạn bằng Choose Files, hoặc thả nó vào Drag image here. Khi tệp được tham chiếu địa lý, Scribble Maps sẽ đọc vị trí của nó từ tệp và chiếu lại để khớp với bản đồ. Các ô North, South, East và West sẽ tự động được điền cho bạn.
4. Sử dụng thanh trượt Opacity để nhìn thấy bản đồ nền xuyên qua hình ảnh của bạn, và kiểm tra căn chỉnh của nó với các điểm đã biết.
5. Chọn Place On Map, đồ lại trên hình ảnh của bạn, sau đó xuất sang phần mềm GIS của bạn.

Điểm mấu chốt

Kích thước chính xác không tự động đồng nghĩa với tọa độ chính xác. Sử dụng hình ảnh đáng tin cậy, kiểm tra căn chỉnh và xác thực với các điểm khống chế mặt đất.

Bài viết này không đưa ra một tỷ lệ phần trăm độ chính xác được xác minh duy nhất nào của Scribble Maps hay dung sai vị trí của Google, bởi vì không có số liệu chung nào có thể áp dụng. Một tệp GeoTIFF mang thông tin tham chiếu không gian, chứ không phải là một sự đảm bảo về độ chính xác. Đối với mỗi dự án, hãy xác thực hình ảnh, điểm khống chế mặt đất, phép chuyển đổi hệ quy chiếu và phương pháp đo lường.

Các bài viết liên quan

• Cách đo diện tích và khoảng cách
• Cách tìm tọa độ