Badanie dokładności opracowania sytuacyjnego wielkoskalowych map cyfrowych

• Autorzy: Doskocz A.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2015.142

Warianty tytułu

EN

Study of planimetric accuracy of large-scale maps

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W związku z tym, że współczesne bazy danych map wielkoskalowych gromadzą dane pozyskane różnymi technologiami ocena dokładności tych baz nastręcza pewnych trudności. W pracy przedstawiono zagadnienie oceny dokładności opracowania sytuacyjnego wielkoskalowych map cyfrowych. Na wstępnie odniesiono się do klasycznie stosowanych ocen, a następnie omówiono odporną metodę oceny dokładności map. Zaproponowana metoda opiera się na przeskalowanym odchyleniu medianowym, które jest niewrażliwe na wpływ błędów o wielkościach odstających i grubych. Powyższy fakt oraz możliwości sformułowania procedur automatyzacji oceny dokładności opracowania sytuacyjnego map wielkoskalowych pozwala uważać odporną metodę za właściwe rozwiązanie problemu oceny dokładności map. W przeprowadzonych wcześniej badaniach stwierdzono brak zgodności rozkładu błędów położenia punktów z rozkładem normalnym i innymi teoretycznymi rozkładami. Natomiast po zastosowaniu metody najmniejszych odchyleń absolutnych uzyskano stabilną ocenę środka zgrupowania analizowanych zbiorów błędów położenia punktów kontrolnych. W niniejszej pracy wyznaczono medianę, poprzez którą oszacowano wielkości błędu położenia (mP) punktów kontrolnych dla poszczególnych fragmentów mapy i dla całości ocenionej bazy danych. Oszacowano odporny mP z uwzględnieniem wszystkich punktów kontrolnych wyznaczonych na badanym obiekcie (wraz z punktami wykazującymi odstające odchyłki położenia i błędy grube). Stwierdzono, że wielkość mP dla ocenionych map wynosi: w przypadku mapy wykonanej z pomiarów tachimetrem elektronicznym 0.051±0.004 m, w zakresie mapy opracowanej z operatów wcześniejszych pomiarów terenowych 0.135±0.007 m, odnośnie zbioru danych sytuacyjnych pozyskanych poprzez manualną wektoryzację rastrowego obrazu ortofotomapy 0.231±0.015 m, natomiast w przypadku mapy opracowanej z danych pozyskanych z wektoryzacji zeskanowanych map analogowych 0.303±0.012 m, a po przetransformowaniu tychże danych wektorowych do układu PL-2000 wielkość błędu położenia punktu zmalała i wyniosła 0.195±0.045 m.

EN

In view of the fact that in the large-scale map databases in Poland coexist data collected from various technologies in assessment of the accuracy of these databases are some difficulties. The paper presents the issue of assessing the planimetric accuracy of large-scale digital maps. At the beginning was referenced to the classical assess and then discussed the robust method of assessing the accuracy of the maps. The proposed method is based on the rescaled median deviation that is insensitive (robust) to outliers size of errors and gross errors. For this reason, and with the possibility of formulating of automation procedures to assess the planimetric accuracy of large-scale maps, the robust method can be considered as appropriate solution to issue of assess-ing accuracy of maps. Previously performed studies have found the lack of conformity distribution of position errors of points with a normal distribution and with other theoretical distributions. However, after applying the method of least absolute deviation ensures stable assessment of center of the samples analyzed sets of position errors of control points. In this work was stated the median, by which was estimated position error (mP) of control points for individual fragments of map and for total checked database. Was estimated robust mP taking into account all the control points set on the check object (including points with outliers size of errors and with gross errors). Was stated, that mP for assessed maps have a following size: in case map produced from measurements with an electronic tachymeter 0.051±0.004 m, for map created from previous direct measurements 0.135±0.007 m, for planimetric data produced by manual vectorization in a raster image of an orthophotomap 0.231±0.015 m, therefore in case map created with use the vectoriza-tion technology preceded by scanning of analogue maps 0.303±0.012 m and for map developed based on planimetric data whose position was obtained by transforming coordinates to the PL-2000 frame size of error mP was fell to 0.195±0.045 m.

Słowa kluczowe

PL

mapa wielkoskalowa; mapa cyfrowa; baza danych; źródło danych; zbieranie danych; metoda zbierania; dane planimetryczne; ocena dokładności

EN

large-scale map; digital map; database; data sources; data collection; collection method; planimetric data; accuracy assessment

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 62, nr 3/II
• Strony: 83--104
• Opis fizyczny: Bibliogr. 63 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Doskocz A.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Olsztyn

Bibliografia

• [1] Aalders H.J.G.L., Moellering H.: Spatial Data Infrastructure. Proceedings of the 20th International Cartographic Conference, vol. 4, Beijing, 2001.
• [2] Adamczewski Z.: Teoria błędów dla geodetów. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2005.
• [3] Baran L.W., Szacherska M.K.: Jednolity system oceny dokładności obserwacji geodezyjnych i jego zastosowanie w analizie sieci. Zeszyty Naukowe ART w Olsztynie, seria: Geodezja i Urządzenia Rolne, nr 10, 1982, s. 3-13.
• [4] Będkowski K, Adamczyk J, Mikrut S.: Współczesne metody fotogrametrii i ich zastosowanie w leśnictwie. Roczniki Geomatyki, t. IV, z. 4, 2006, s. 55-65.
• [5] Białousz S.: Kilka rozważań ogólnych na temat SIP przy okazji projektowania systemu baz danych przestrzennych dla województwa mazowieckiego. Prace IGiK, t. 50, z. 107, 2004, s. 161-178.
• [6] Bielecka E.: Systemy informacji geograficznej. Teoria i zastosowania. Wydawnictwo Polsko-Japońskiej Wyższej Szkoły Technik Komputerowych, Warszawa 2006.
• [7] Bychawski W.: Skutki uboczne doskonałości współczesnej fotogrametrii. Prace IGiK, t. XLVIII, z. 104, 2001, s. 163-170.
• [8] Danko D.M.: ISO TC211/Metadata. In: Geo-information Standards in Action, Peter J.M. van Oosterom (Editor). Published by NCG (Netherlands Geodetic Commission) in Delft, 2004, pp. 11-19, www.ncg.knaw.nl
• [9] Dąbrowska D., Dąbrowski W., Lewandowicz E., Nojak J., Wierciński T.: Sytuacyjna mapa numeryczna z pomiarów bezpośrednich – pierwsze doświadczenia nauczania technologii. Materiały V Konferencji Naukowo-Technicznej pt. Systemy Informacji Przestrzennej, s. 339-342, Warszawa 1995.
• [10] Dąbrowski W.: Sprawozdania naukowo-techniczne z badań dotyczących dokładności map cyfrowych miasta Olsztyn i Zielona Góra. Współautor A. Doskocz, maszynopisy powielone, lata 1999-2006, UWM w Olsztynie.
• [11] Dąbrowski W., Doskocz A.: Dokładność sytuacyjnych danych numerycznych pozyskanych różnymi metodami. Materiały I Ogólnopolskiej Konferencji Naukowo-Technicznej pt. Kartografia numeryczna i informatyka geodezyjna, s. 29-38, Rzeszów – Polańczyk 2005.
• [12] Dąbrowski W., Doskocz A., Mrówczyński T.: Miasto doceniło ortofoto. GEODETA nr 1 (140), 2007, s. 26-28.
• [13] Deutsch R.: Teoria estymacji. PWN, Warszawa 1969.
• [14] Doskocz A.: Ocena dokładności ortofotomapy cyfrowej. Przegląd Geodezyjny, nr 4, 2003, s. 9-11.
• [15] Doskocz A.: The use of statistical analysis for estimation of positional accuracy of large-scale digital maps. Geodesy and Cartography, vol. 54, no. 3, 2005, pp. 131-150.
• [16] Doskocz A.: Estimation of permissible differences of double determination of areas from coordinates. Geodesy and Cartography, vol. 55, no. 4, 2006, pp. 209-230.
• [17] Doskocz A.: Initial use of statistical analysis for estimation of horizontal accuracy of large-scale digital maps. Technical Sciences, no. 13, 2010, pp. 133-146.
• [18] Doskocz A.: Propozycja oceny dokładności opracowania sytuacyjnego wielkoskalowych map cyfrowych. Roczniki Geomatyki, t. VIII, z. 5(41), 2010, s. 51-61.
• [19] Doskocz A.: Metodyka oceny dokładności wielkoskalowych map cyfrowych. Rozprawy i Monografie, nr 193, 2013, Wydawnictwo UWM w Olsztynie.
• [20] Duchnowski R.: Sensitivity of robust estimators applied in strategy for testing stability of reference points. EIF approach. Geodesy and Cartography, vol. 60, no. 2, 2011, pp.123-134.
• [21] Erceg-Hurn D.M., Mirosevich V.M.: Modern robust statistical methods. American Psychologist, vol. 63, no. 7, 2008, pp. 591-601.
• [22] Gaździcki J.: Leksykon geomatyczny. Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej, Wydawnictwo „Wieś Jutra” Sp. z o. o., Warszawa 2001.
• [23] Guptill S.C., Morrison J.L. (editors): Elements of spatial data quality. International Cartographic Association, Commission on Spatial Data Quality, Pergamon Press, Oxford 1995.
• [24] Hejmanowska B.: Metody teledetekcyjne w kontroli powierzchni działek dla potrzeb systemu IACS. Katalog wystawców X Międzynarodowych Targów GEA – materiały szkoleniowe, s. 56-65, Kraków 2004.
• [25] Hejmanowska B.: Wspomaganie decyzji z wykorzystaniem narzędzi GIS – ryzyko związane z dokładnością danych źródłowych. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, vol. 16, 2006, s. 197-206.
• [26] International Organization for Standardization: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM) – Supplement 1: Numerical methods for the propagation of distributions. Geneva 2004.
• [27] Janicka J.: Odporna na błędy grube transformacja Helmerta ze zmodyfikowaną korektą Hausbrandta. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, seria. Budownictwo i Inżynieria Środowiska, zeszyt 59, nr 1/2012/II, 2012, s. 159-168.
• [28] Kaczyński R., Ziobro J., Ewiak I.: Dokładność poszczególnych etapów generowania ortofotomap cyfrowych ze zdjąć PHARE 1:26000. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, vol. 9, 1999, s. 57-60.
• [29] Kadaj R.: Wyrównanie z obserwacjami odstającymi. Przegląd Geodezyjny, nr 8, 1978, s. 252-253.
• [30] Kadaj R.: Rozwinięcie koncepcji niestandardowej metody estymacji. Geodezja i Kartografia, t. XXIX, z. 3-4, 1980, s. 185-196.
• [31] Kadaj R.: Die Methode der besten Alternative: Ein Ausgleichungsprinzip für Beobachtungssysteme. Zietschrift für Vermessungswesen, no. 113, 1984, pp. 301-307.
• [32] Kadaj R.: Eine verrallgemeinerte Klasse von Schätzverfahren mit praktischen Andwendungen. Zietschrift für Vermessungswesen, no. 117, 1988, pp. 157-166.
• [33] Kadaj R.: Modele, metody i algorytmy obliczeniowe sieci kinetycznych w geodezyjnych pomiarach przemieszczeń i odkształceń obiektów. Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. H. Kołłątaja, Kraków 1998.
• [34] Kadaj R.: Przekształcenia odwzorowawcze map, czyli w warsztatach kartografii numerycznej. Materiały XI Konferencji Naukowo-Technicznej pt. Systemy Informacji Przestrzennej, s. 377-378, Warszawa 2001.
• [35] Kamiński W.: Zastosowanie niestandardowych metod estymacji w wyrównaniu sieci geodezyjnych. Geodezja i Kartografia, t. XXXVI, z. 1, 1988, s. 29-40.
• [36] Kamiński W.: Wybrane sposoby wykrywania obserwacji geodezyjnych obciążonych błędami grubymi. Przegląd Geodezyjny, nr 4, 2002, s. 14-16.
• [37] Latoś S.: O potrzebie i kierunkach zmian niektórych przepisów w zakresie poziomych osnów geodezyjnych i szczegółowych pomiarów sytuacyjnych. Przegląd Geodezyjny, nr 3, 2000, s. 3-8.
• [38] Muszyński Z.: Zastosowanie metod estymacji odpornej do geodezyjnego opisu deformacji obiektu budowlanego. Acta Sci. Pol. Geod. Descr. Terr., 7(4), 2008, s. 3-14
• [39] Nowak E.: Koordynacja testów wykrywających błędy grube w pomiarach rutynowych. Materiały X Konferencji Naukowo-Technicznej pt. Systemy Informacji Przestrzennej, s. 431-438, Warszawa 2000.
• [40] Osada E., Liszczuk W., Sergieieva K.: O odpornej właściwości metody interpolacyjnej ruchomej powierzchni. GEODETA, nr 9 (172), 2009, s. 28-30.
• [41] PN-EN ISO 19113:2005 Informacja geograficzna – Podstawy opisu jakości. Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa 2005.
• [42] PN-EN ISO 19114:2005 Informacja geograficzna – Procedury oceny jakości. Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa 2005.
• [43] PN-EN ISO 19115:2005 Informacja geograficzna – Metadane. Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa 2005.
• [44] Preuss R.: Rola fotogrametrii w funkcjonowaniu systemów informacji przestrzennej. GEODETA, nr 2 (wydany w lipcu), 1995, s. 12-16.
• [45] Randa J.: Update to proposal for KCRV and degree of equivalence for GTRF key comparisons. Document of Working Group on radio frequency quantities of the CCEM, GT-RF/2005-04, 2005, http://www.bipm.org/wg/CCEM/GTRF/Allowed/18/GTRF-05-04.pdf
• [46] Rönsdorf C.: Positional integration of geodata. Positional accuracy improvement: Impacts of improving the positional accuracy of GI databases. EuroSDR Publication, no. 48 - Related Papers, 2004.
• [47] Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 9 listopada 2011 r. w sprawie standardów technicznych wykonywania geodezyjnych pomiarów sytuacyjnych i wysokościowych oraz opracowywania i przekazywania wyników tych pomiarów do państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego. Dz. U. 2011, nr 263, poz. 1572.
• [48] Rozporządzenie Ministra Administracji i Cyfryzacji z dnia 29 listopada 2013 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie ewidencji gruntów i budynków. Dz. U. 2013, poz. 1551.
• [49] Sitek Z.: Elementy projektowania zintegrowanego GIS dla potrzeb monitoringu środowiska. Praca zrealizowana w ramach projektu KBN pt. Monitoring środowiska z wykorzystaniem GIS. AGH Kraków 1994.
• [50] Szacherska M.K.: Model kompozycji błędów pomiarów geodezyjnych. Geodezja i Kartografia, t. XXIII, z. 1, 1974, s. 21-52.
• [51] Urbański J.: Zrozumieć GIS. Analiza informacji przestrzennej. PWN, Warszawa 1997.
• [52] Valeinis J.: Recent trends in robust statistics. Conference „Mathematical Modelling and Analysis”. 25-28 May, Sigulda 2011, http://home.lu.lv/~valeinis/lv/konferences/Valeinis_MMA2011.pdf
• [53] Volodarsky E.T., Warsza Z., Koshevaya L.A. 2012: Odporna ocena dokładności metod pomiarowych. Pomiary Automatyka Kontrola, nr 4, 2012, s. 396-401.
• [54] Wilkowski W., Pietrzak L.: Numeryczna forma danych a jakość danych. Przegląd Geodezyjny, nr 9, 1995, s. 5-6.
• [55] Wiśniewski Z.: Wyrównanie sieci geodezyjnych z zastosowaniem probabilistycznych modeli błędów pomiaru. Zeszyty Naukowe ART w Olsztynie, seria: Geodezja i Urządzenia Rolne, nr 12, 1982, s. 51-69.
• [56] Wiśniewski Z.: Zastosowanie rozkładów Pearsona typu II i VII w wyrównaniu sieci geodezyjnych. Geodezja i Kartografia, t. XXXIII, z. 3, 1984 s. 85-104.
• [57] Wiśniewski Z.: Wyrównanie sieci geodezyjnych z zastosowaniem probabilistycznych modeli błędów pomiaru. Acta Acad. Agricult. Techn. Olst., seria: Geodezja i Urządzenia Rolne, suplement C, nr 15, 1986, Wydawnictwo ART w Olsztynie.
• [58] Wiśniewski Z.: Zasada wyboru alternatywy a metoda największej wiarygodności. Geodezja i Kartografia, t. XXXVI, z. 2, 1987, s. 123-138.
• [59] Wiśniewski Z.: Alternatywa metody najmniejszych odchyleń absolutnych. Geodezja i Kartografia, t. XLII, z. 3, 1993, s. 199-214.
• [60] Wiśniewski Z.: Metody opracowania wyników pomiarów w nawigacji i hydrografii. Wydawnictwo Akademii Marynarki Wojennej im. Bohaterów Westerplatte, Gdynia 2004.
• [61] Wójtowicz S., Biernat K.: Szacowanie niepewności pomiaru metodą propagacji rozkładów. Publikacja w serwisie "Badania Nieniszczące" z dnia 01-03-2007, http://www.badania-nieniszczace.info
• [62] Zandbergen P.A.: Positional Accuracy of Spatial Data: Non-Normal Distributions and a Critique of the National Standard for Spatial Data Accuracy. Transactions In GIS, no. 12(1), 2008, pp. 103-130.
• [63] Zimnoch W.: O kontroli powierzchni upraw wykazanych we wnioskach rolników o dopłaty. Przegląd Geodezyjny, nr 4, 2005, s. 7-11.