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Allgemein anerkannter Effektivwertfehler (RMS) zum Korrigieren topografischer Karten

Allgemein anerkannter Effektivwertfehler (RMS) zum Korrigieren topografischer Karten


Dies ist eine allgemeine Anfrage zur allgemeinen Praxis/Norm zur Bestimmung der akzeptablen RMS-Werte bei der Georeferenzierung topografischer Karten. Gibt es einen absoluten Wert?

Einige Literatur schlägt vor, dass es "weniger als oder gleich 1/2 der Seite einer Zelle sein sollte, die die Gesamtauflösung des Bildes ausmacht".


Nein, es gibt keinen absoluten Wert für RMS, da dies von der Qualität der georeferenzierten Karte, der Qualität der Zielkarte (Basiskarte) und dem Zweck der Georeferenzierung abhängt. Insbesondere sind alle Ratschläge, die RMS mit der Zellgröße in Verbindung bringen, falsch informiert, da die Zellgröße Präzision in der digitalen Darstellung eines Bildes, wobei der RMS-Fehler den Durchschnitt widerspiegelt Richtigkeit (vorausgesetzt, die Grundkarte ist absolut genau). Obwohl die Unterscheidung von Präzision und Genauigkeit wie ziellose Pedanterie erscheinen mag, ist ihre Verwechslung ein grundlegender Fehler mit praktischen Konsequenzen.

All dies ist ziemlich vage, also schauen wir uns ein konkretes Beispiel an. Kürzlich habe ich eine Reihe von Screenshots von Karten erhalten, die die Standorte von Bodenproben zeigen. Um Koordinaten zu erhalten, plante ich, diese Screenshots auf eine Orthophoto-Basiskarte zu georeferenzieren und die Punkte dann mit Heads-up-Digitalisierung zu digitalisieren. Zu den Überlegungen gehörten:

  1. Die Orthophoto-Basiskarte hat eine Zellgröße von 0,3 m.
  2. Die Screenshots haben ungefähr 2 m Zellengröße.
  3. Die Standorte der Bodenproben wurden nicht vermessen; sie wurden auf der Karte "mit dem Auge" lokalisiert, als der Probenehmer im Feld war. Der Kunde schätzte die Genauigkeit auf etwa 3 m, aber 10 m sind wahrscheinlicher.
  4. Die Screenshots haben wenige scharfe Details: Es handelt sich hauptsächlich um Höhenlinien, mit gelegentlichen Zaunlinien (die im Orthofoto nicht deutlich sichtbar sind). Somit wäre der Aufbau vieler guter Links zeitaufwendig und fehleranfällig.
  5. In den Screenshots gab es wahrscheinlich einige lokale Verzerrungen, was bedeutet, dass eine hohe Genauigkeit (niedriger RMS) nur mit komplexen Transformationen erreicht werden kann.
  6. Es war wichtig, die Standorte der Bodenproben zu digitalisieren, damit relativ Entfernungen waren für nahegelegene Punkte ziemlich genau, aber absolute Genauigkeit war nicht erforderlich, da ein Ergebnis der Studie sein wird, viel mehr Bodenproben zu erhalten, die diese vorläufige Untersuchung verfeinern und präzisieren.

Um einen RMS von der Hälfte des größer cellsize würde eine Polynomtransformation höherer Ordnung oder eine Verzerrung über ein Punktraster erfordern, was die Einrichtung eines Netzwerks von etwa 50 - 100 guten Verbindungen zwischen den Bildern erfordert: eine bis mehrere Stunden sorgfältiger Arbeit wahrscheinlich, da es schwierig ist, sie überhaupt zu finden sichtbare Links. Um einen RMS von der Hälfte des kleiner cellsize würde eine Größenordnung mehr Aufwand erfordern: Tage der Arbeit. Für die Zwecke der Studie wäre jedoch ein RMS von 5 m mehr als ausreichend. Dies wurde mit 7 Links und einer affinen Transformation erreicht, nur wenige Minuten Arbeit. Beachten Sie, dass dieser RMS um ein Vielfaches höher ist als der größer der beiden Zellgrößen in den Bildern.

Dieses Beispiel veranschaulicht, wie Falsche Faustregeln blind zu befolgen kann teuer werden. Achten Sie zunächst auf Ihre Datenqualitätsziele; alles andere folgt aus ihnen.


Das nächste Buch, das ich zur Hand habe: Geographical Information Systems in Archaeology sagt, es hängt "vom Maßstab der Karten und dem Zweck ab, für den sie verwendet werden", empfiehlt jedoch, einen Fehler von weniger als 1:3000 anzustreben, also wenn die die ursprüngliche Karte war 1:15000, dann wäre ein RMSE von 5 m oder weniger akzeptabel. Sicherlich wäre etwas weniger als 1/2 Pixel weitgehend überflüssig, wäre aber schön zu haben.

Wenn Sie mehr als eine Karte kombinieren, ist der endgültige RMSE die Quadratwurzel der Summe der einzelnen RMSEs. Wenn sich also eine hochauflösende Karte nicht verhält, eine Karte mit niedrigerer Auflösung jedoch, dann ist dies möglicherweise nicht der Fall Es lohnt sich, Zeit zu investieren, damit der erste besser passt.


Ihre Frage hat die Antwort, an der ich immer vorbeigegangen bin.

kleiner oder gleich 1/2 der Seite einer Zelle, die die Gesamtauflösung des Bildes ausmacht

Dies ist eine Faustregel. Im wirklichen Leben musste ich manchmal aus verschiedenen Gründen weniger genau sein:

  • Mit der Anzahl der zu korrigierenden Kacheln ist es nicht möglich, diese Ebenen zu erreichen.
  • Das Projekt erfordert nicht die in diesen Regeln angegebene Genauigkeit (d. h. die Verwendung erfolgt für ein strategisches Projekt und es werden keine Messungen an der Ausgabe vorgenommen.
  • Es war unmöglich, dies zu erreichen, da es nicht möglich war, eine ausreichende Anzahl von sicheren Kontrollpunkten zu zeichnen.

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