谷歌地球数学精度知多少
Hayley_Bin
3.1检测区域图1在谷歌地球上进行某测区选点检测分5个测区,每个测区作独立观测和数据统计。其中,测区1和测区2位于同一中型城市的东部和西部,属平坦区域,平均高程在10m以内,谷歌地球上的影像分辨率为1m。测区3位于与距离测区
1、测区2较远的小型城市,地势平坦,平均高程在10m以内,谷歌地球上的影像分辨率为1m。测区4和测区5位于山区,高程在100m~400m之间,谷歌地球上的影像分辨率为
2.5m。5个测区中,相距最远的两个测区直线距离超过300km。测区的设计和选取主要考虑到以下因素和目的:(1)包含不同的地形类别——以分析平地、山地、高山地地形差异对精度的影响。(2)包含不同的地面影像分辨率——以分析谷歌地球上藉以选点的卫星影像分辨率差异对精度的影响。(3)包含不同的区域——以分析是否存在区域性偏差。
3.2样本数据的提取样本数据从谷歌地球上直接获取,方法如下:(1)在谷歌地球上选点点位要求为:①影像清晰;②指向精准;③点位周围地势平坦,无突出地面的建筑物;④易于外业观测(易到达、易设站、GPS信号好);⑤点位实地与谷歌地球影像一致。(2)制作检测点样本文件从谷歌地球上截屏获取点位影像视图,对视图进行编号;放大点位视图影像,读取目标的点位坐标(经纬度)和高程。为方便外业检测,每点建立两张视图文件,一张为较小比例尺的,供外业在实地选点时用;另一张是外业所选点位的放大视图,能显示谷歌地球上影像点的经纬度和高程。图2平地点位选点图3山地点位选点
3.3外业数据采集(1)使用仪器:双频GPS接收机,型号为“Leica1230”。(2)观测方法:通过浙江省连续运行卫星标注综合服务系统提供的网络RTK服务模式静态观测方式,外业采集经度、纬度和大地高(均为WGS-84坐标系),每点观测两次,符合限差的取平均数。根据以往浙江省连续运行卫星标注综合服务系统的测试,本次观测精度相当于:平面5cm(X/Y分量),高程10cm。故相对于谷歌地球数据,在计算中误差时将本次外业实测成果视作“真值”。为了节省外业检测工作量,位于山区的39个地面点,利用了2008年1月至5月施测的1:10000航测外业像控点成果。具体方法是:调用航测像控点位影像和外业实测经纬度与高程,然后在谷歌地球网站上读取同名点位的经度、纬度和大地高(WGS-84),并截取视图。4数据处理和精度统计数据处理和精度统计以测区为单元。(1)将检测点的两组经纬度坐标(分别从谷歌地球和外业实测获取)转换为高斯克吕格平面坐标计算横纵坐标误差和统计点位中误差。(2)按测区进行平面坐标和高程(WGS-84)比对。(3)以外业检测值作为“真值”计算谷歌地球的平面坐标、高程之中误差。(注:在比对过程中,发现其中一个位于山区的测区,谷歌地球的平面中误差高达±
10.13m,高程中误差高达±2
2.29m,误差明显高于其他其他测区。经重新调看谷歌地球截屏视图和外业实测时所拍摄的点位照片(航测外业作业时实拍),发现其中一些点位落在高程变换处或房角处,平面误差和高程误差交互影响较大。经分析后剔除了高程变换处或房角处的点,增选了部分点进行外业复测,对极个别经分析后仍不明原因的“异常点”进行了剔除。)图4高程急剧变换处精度容易不稳定5个测区99个点的精度统计见下表:5检测结果分析(1)各测区内的谷歌地球数学精度并不一致。测区3的平面精度和高程精度最高,中误差小于±2m;测区4的平面精度最低,达±
9.59m;大多数点的平面中误差和高程中误差为±5m。所有测区点位中误差和高程中误差均在±10m以内。(2)地形类别差异对谷歌地球数学精度的影响并不明显,并未显现一般航测中平地精度高于山地精度的情况。但山地测区位于斜坡上或高程急剧变换处的点精度不稳定。分析原因认为:谷歌地球的影像处理采用了美国制作的全球DEM进行投影差改正,在“山脚和平地交接”或者“坎上坎下”处,平面误差与高程误差相互交织,会导致精度不稳定。(3)当作为选点点位的影像分辨率分别为1m和
2.5m时,影像分辨率的高低对谷歌地球数学精度的影响并不明显。6结论和建议(1)经剔除个别异常值后参加计算的点为99点,有效检测点数较多,且作业规范、点位分布均匀,可以作为谷歌地球在本地区精度检测的一个样本。(2)受样本的数量大小和地域范围的限制,本检测仍不足于代表谷歌地球在整个中国地区的精度,有必要在全国范围(东西南北中)选择不同地形类别(平原、丘陵、山区、高原)全面测试谷歌地球的精度,作出更加全面和客观的评价。(3)如经过进一步的严密论证,谷歌地球或其他国际网站地图在我国区域确已达到10米左右的精度,那么我国的现有规定“公开地图位置精度不得高于50米,等高距不得小于50米”应该适时作调整,把精度提高到与谷歌地球精度相应层次。(4)本文对于研究我国地理信息保密政策的改进具有一定参考意义。7致谢胡正伟、苏立钱、冯里涛、万斐等同志参与本检测工作,胡正伟同志协助笔者完成数据统计工作,谨此致谢!
2021-09-23 17:37:38 1663查看 1回答
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