Контрольная работа по «Географическим и земельно-информационным системам»

     МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное  образовательное учреждение высшего               профессионального образования

«Саратовский государственный аграрный университет  имени Н.И. Вавилова»

   Астраханский филиал

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по    дисциплине:  

 «ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ И ЗЕМЕЛЬНО-ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ»

 

 

 

 

                                                                                               Выполнила:

Утебаева Р.Т.

                                                                                                     Группа: ЗК-251

Шифр: 07041

                                                                                                     Проверил:

                                                                                                      __________

 

 

г. Астрахань-2011

 

1. ПОГРЕШНОСТЬ И ТОЧНОСТЬ ДАННЫХ

    Одним из критериев применимости пространственно-временных данных в системах ГИС является точность - близость результатов, расчетов или оценок к истинным значениям (или значениям, принятым за истинные).

Например, точность горизонтали в  цифровой базе данных, полученной на основе ди-гитализации по карте, можно оценить сравнением ее с горизонталью на исходной карте.

Рассмотрим несколько показателей  точности в ГИС: точность вычисления, точность измерения, точность представления.

Точность вычисления определяется количеством значимых цифр после  запятой, точность измерений - количеством  значимых цифр при измерениях, точность представления — количеством  разрядов, описывающих координатные данные.

Точность вычислений и измерений  не адекватна точности представления.

Большое количество значимых цифр не всегда гарантирует точность вычислений или измерений.

Точность вычисления в ГИС велика, обычно она намного выше, чем точность самих данных.

Более того, набор специальных методов  и алгоритмов в ряде случаев позволяет  повысить точность первичных измерений.

Точность входит в комплекс данных, определяющий важный показатель - качество данных.

В США разработаны национальные стандарты для цифровых картографических данных, которые применяются при  оценке точности цифровых данных.

Стандарт выделяет несколько компонентов  качества данных: • позиционную  точность; • точность атрибутов; •  логическую непротиворечивость; •  полноту; • происхождение.

Позиционная точность выражается степенью отклонения данных ГИС о местоположении от истинного положения объекта  на местности.

Обычно точность карт приблизительно определяется толщиной линии, или 0,4 мм.

Для проверки позиционной точности используют независимые более точные источники, например карту более крупного масштаба, систему глобального позиционирования (GPS) и др.

Можно на основе известного в статистике правила "переноса ошибок" оценить  точность, зная погрешности, вносимые различными источниками.

Точность атрибутов определяется близостью значений атрибута к его  истинной величине.

В зависимости от типов данных точность атрибутов может быть измерена разными  способами.

Для непрерывных атрибутов (поверхностей), например в полигонах Тиссена, точность выражается как погрешность измерений.

Для атрибутов категорий объектов, например классифицированных полигонов, точность зависит от того, являются ли категории подходящими, достаточно подробными и определенными, и от того, какова вероятность наличия  в данных грубых ошибок.

Точность атрибута может быть различной  в разных частях карты, поэтому полезнее рассчитывать пространственную вариацию вероятности ошибки в классификации, чем пользоваться обобщенными статистическими  показателями.

Несколько специфический показатель происхождение включает сведения об источниках данных и операциях по созданию базы данных, о методах  кодирования данных, времени сбора  данных, методе обработки данных, точности результатов вычислений и т.

Что касается точности векторных данных, то здесь можно говорить о преимуществе векторных моделей перед растровыми, так как векторные данные могут  кодироваться с любой мыслимой степенью точности, которая ограничивается лишь возможностями метода внутреннего  представления координат.

Обычно для представления векторных  данных используется 8 или 16 десятичных знаков (одинарная или двойная  точность).

Только некоторые классы данных, получаемых в процессе измерений, соответствуют  точности векторных данных.

Поэтому следует помнить, что в  ГИС действительное представление  о точности дают размер растровой  ячейки и неопределенность положения  векторного объекта, а не точность координат.

Необходимо остановиться на вопросах точности отображения в растровых  моделях.

Поэтому точность привязки элемента растра определяют как 1/2 ширины и высоты ячейки.

Трехмерные явления характеризуются  несколькими свойствами: распределение, геометрическая сложность, топологическая сложность, точность измерения, точность представления.

Точность представления определяет допуски при проектировании, изысканиях, научных исследованиях.

Точность измерения выражается допусками и погрешностью средств  измерения.

Точность моделирования реальных сетей при использовании этой подсистемы высока, так как различная  информация типа направления и стоимости  передвижения или перемещения грузов может храниться в таблицах сопряженных  характеристик для каждой линии  в сети.

Для достижения такой целостности  информация должна быть полной, актуальной и отвечать требованиям точности при получении данного проекта  карты.

При фотограмметрических технологиях  сбора информации разработаны методы, позволяющие определять плотность  выборки для обеспечения требований точности.

Измерение этих линий происходит с  меньшей точностью, чем измерение  точек сетки, так как оператор должен контролировать движение по трем координатам.

Это дает ряд преимуществ: • высокая  точность; • поддержка различных  типов данных - имеется возможность  объединения различных типов  данных (векторных, табличных и точечных), например, динамическая связь с базой  данных на основе SQL позволяет представлять табличные данные в графической  форме;

Разнообразие этих инструментов позволяет  выбирать методы, наиболее подходящие для решения проблем пользователя, наиболее соответствующие типу используемых в процессе данных и требуемой  точности результатов.

Точность моделирования реальных сетей при использовании пакета высока, так как различная информация типа направления и стоимости  передвижения или перемещения грузов может храниться в таблицах сопряженных  характеристик для каждой линии  в сети.

Использование модуля предоставляет  следующие дополнительные преимущества: • улучшение точности классификации; • реальное выявление факторов (материалов), дающих не менее 20 % яркостного спектра; • возможность классификации  пикселей по более детальным признакам (виды деревьев или тип воды); •  минимизация ошибок определения  без существенной потери скорости расчетов; • возможность использования  записей спектральных свойств по одному снимку при проведении классификации  по другим снимкам; • возможность проведения последовательной работы в пределах одного или нескольких снимков.

Обработанные снимки обладают повышенной радиометрической и геометрической точностью, визуально имеют лучшее качество и лучше дешифрируются  человеком.

Для электронных карт, как и для  традиционных, характерны следующие  принципы построения и свойства: •  пространственно-временное отображение  геоинформационных объектов реального  мира; • системность отображения  главных элементов с учетом генезиса, структуры и иерархии объектов; •  избирательность (синтетичность), раздельное представление или выделение  характерных особенностей действительности, которые проявляются совместно  или изолированно; • метричность, обеспечиваемая математическими законами построения, точностью составления и воспроизведения карты; • наглядность, возможность зрительного восприятия пространственных форм, размеров, связей, воспроизводимых с эффектами освещения и текстуры поверхности изображаемых объектов; • обзорность, возможность охвата обширных пространств с выделением главных элементов содержания при учете генерализации и взаимосвязей; • возможность тематической направленности.

Технология создания электронных  карт зависит от их вида; требований, предъявляемых к их точности, содержанию и условным знакам; исходных картографических данных; снимков; структур входных/выходных информационных массивов.

Плановая точность этих карт, характеризуемая  средней ошибкой положения контуров с четкими очертаниями относительно ближайших точек съемочного обоснования, должна быть не хуже 0,5 мм в масштабе карты.

Требуемая точность измерений, характеризуемая  средней квадрати-ческой ошибкой, составляет 4 мкм в масштабе обрабатываемого снимка.

Программа фототриангуляции должна обеспечивать построение блочной сети с использованием центров проектирования аэрофотоснимков, координаты которых получены с помощью GPS, в качестве опорных точек с контролем точности по нескольким наземным опорным точкам.

На выходе подсистемы в результате обработки данных получают следующие  материалы: • фотоплан или фотокарту  с координатной сеткой, зарамочным оформлением и требуемой графической нагрузкой, представленные на твердом носителе; • цифровой фотоплан или фотокарту в форматах TIFF и Binary; • текстовые документы с результатами контроля точности трансформирования; • цифровую картографическую информацию в векторном формате (как минимум DGN,DXF), представляющую результаты съемки объектов на фотоплане; • цифровые изображения аэрофотоснимков в виде машинных файлов стандартного формата для возможного хранения в архиве и передачи в подсистему фотограмметрического сбора данных (если она основана на использовании цифровой фотограмметрической станции); • контрольные абрисы собранных контуров.

Работа подсистемы должна обеспечивать следующую точность трансформирования: • максимальное расхождение положения  маркированных опорных точек  на трансформированном изображении  относительно их положения, определяемого  координатами из каталога, не должно превышать 0,4 мм в масштабе создаваемой фотокарты; • максимальное расхождение в  положении соответствующих контуров по границе монтажа смежных трансформированных снимков не должно превышать 0,7 мм.

В технологическом плане они  отличаются повышением требований к  точности координатных данных и спецификой организации запросов в зависимости  от целей ГИС/ЗИС.

При его получении имеется возможность  с высокой точностью устанавливать  и определять параметры съемки.

Позиционная точность координатных данных - степень отклонения данных ГИС  о местоположении объекта от его  истинного положения на местности.

Видеоинформация в обычных АСИС не имеет метрической точности и  не пригодна для проведения на ее основе расчетов по определению метрических  характеристик объектов местности.

 

Погрешность измерения — оценка отклонения измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения.

Поскольку выяснить с абсолютной точностью истинное значение любой величины невозможно, то невозможно и указать величину отклонения измеренного значения от истинного. (Это отклонение принято называть ошибкой измерения. В ряде источников, например, в БСЭ, термины ошибка измерения и погрешность измерения используются как синонимы, но согласно РМГ 29-99[1] термин ошибка измерения не рекомендуется применять как менее удачный). Возможно лишь оценить величину этого отклонения, например, при помощи статистических методов. На практике вместо истинного значения используют действительное значение величины хд, то есть значение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него[1]. Такое значение, обычно, вычисляется как среднестатистическое значение, полученное при статистической обработке результатов серии измерений. Это полученное значение не является точным, а лишь наиболее вероятным. Поэтому в измерениях необходимо указывать, какова их точность. Для этого вместе с полученным результатом указывается погрешность измерений. Например, запись T=2,8±0,1 c. означает, что истинное значение величины T лежит в интервале от 2,7 с. до 2,9 с. некоторой оговорённой вероятностью (см. доверительный интервал, доверительная вероятность, стандартная ошибка).