Γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών: διερεύνηση σφαλμάτων στις διαδικασίες ψηφιακής καταγραφής υψομετρικών καμπυλών και δημιουργίας ψηφιακών μοντέλων υψομέτρων

Περίληψη

Τα Ψηφιακά Μοντέλα Υψομέτρων (Ψ.Μ.Υ.) μπορούν να δημιουργηθούν από την ψηφιακή καταγραφή αναλογικών τοπογραφικών χαρτών ή άλλων πηγών όπως στερεό - φωτογραμμετρία, στερεό - δορυφορικών εικόνων, εφαρμογές ραντάρ και πρωτογενείς τοπογραφικές μετρήσεις. Παρόλο που οι τελευταίες πηγές είναι πιο διαδεδομένες πλέον σε διαδικασίες μαζικής παραγωγής Ψ.Μ.Υ. με σκοπό την εμπορική τους εκμετάλλευση, εντούτοις η πρώτη περίπτωση δημιουργίας Ψ.Μ.Υ., είναι ακόμα σε εφαρμογή από μεμονωμένους χρήστες. Αυτό συμβαίνει λόγω της απλότητας της μεθόδου, του χαμηλού κόστους της σε μικρής έργα κλίμακας και της ευκολίας εφαρμογής της σε μικρής περιοχές έκτασης. Η διαδικασία δημιουργίας ενός Ψ.Μ.Υ. από έναν αναλογικό τοπογραφικό χάρτη, ακολουθεί τρία κύρια στάδια. Συγκεκριμένα, τα στάδια αυτά είναι η ψηφιακή καταγραφή (ή αλλιώς «χειροκίνητη» ψηφιοποίηση) των ισοϋψών καμπυλών του χάρτη, ο μετασχηματισμός των συντεταγμένων των ισοϋψών καμπυλών και η παρεμβολή. Το θέμα της ακρίβειας του τελικού Ψ.Μ.Υ., επηρεάζεται ...
Γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών: διερεύνηση σφαλμάτων στις διαδικασίες ψηφιακής καταγραφής υψομετρικών καμπυλών και δημιουργίας ψηφιακών μοντέλων υψομέτρων

Περίληψη

Τα Ψηφιακά Μοντέλα Υψομέτρων (Ψ.Μ.Υ.) μπορούν να δημιουργηθούν από την ψηφιακή καταγραφή αναλογικών τοπογραφικών χαρτών ή άλλων πηγών όπως στερεό - φωτογραμμετρία, στερεό - δορυφορικών εικόνων, εφαρμογές ραντάρ και πρωτογενείς τοπογραφικές μετρήσεις. Παρόλο που οι τελευταίες πηγές είναι πιο διαδεδομένες πλέον σε διαδικασίες μαζικής παραγωγής Ψ.Μ.Υ. με σκοπό την εμπορική τους εκμετάλλευση, εντούτοις η πρώτη περίπτωση δημιουργίας Ψ.Μ.Υ., είναι ακόμα σε εφαρμογή από μεμονωμένους χρήστες. Αυτό συμβαίνει λόγω της απλότητας της μεθόδου, του χαμηλού κόστους της σε μικρής έργα κλίμακας και της ευκολίας εφαρμογής της σε μικρής περιοχέςτυξη μοντέλων που συσχετίζουν την γεωμετρία των ισοϋψών καμπυλών με τα σφάλματα που δημιουργούνται κατά το στάδιο της ψηφιοποίησης. ■ Ανάπτυξη αλγορίθμων για τη διερεύνηση των συνολικών σφαλμάτων που επηρεάζονται από έναν αριθμό παραμέτρων σε κάθε βήμα (μετασχηματισμός, παρεμβολή). ■ Εξαγωγή πραγματικών δεικτών ποιότητας των υψομέτρων που εκτιμώνται από τα Ψ.Μ.Υ. ■ Διερεύνηση της χρήσης τοπογραφικών χαρτών προσομοίωσης, στην αξιολόγηση και την πιστοποίηση των μοντέλων που έχουν αναπτυχθεί για την εκτίμηση του σφάλματος στα Ψ.Μ.Υ. Τα κυριότερα συμπεράσματα της έρευνας αυτής είναι: ■ Το σφάλμα ψηφιοποίησης εξαρτάται από την καμπυλότητα και την πολυπλοκότητα της καμπύλης που ψηφιοποιείται. Εξαρτάται επίσης από την πυκνότητα των ισοϋψών καμπυλών στη γειτονική περιοχή όπου διεξάγεται η ψηφιοποίηση και από τη διεύθυνση ψηφιοποίησης. ■ Τα οριζοντιογραφικά σφάλματα που δημιουργούνται κατά το στάδιο της ψηφιοποίησης, είναι σημαντικά (99.7% των σφαλμάτων αυτών βρίσκονται στο εύρος του 0.00mm - 0.54mm). Σε πολλές περιπτώσεις ξεπερνούν την ακρίβεια του χάρτη που ψηφιοποιείται και η οποία ακρίβεια οφείλεται στην κλίμακα του.■ Λαμβάνονται υπόψη τα σφάλματα που δημιουργούνται κατά τη φάση της ψηφιοποίησης, ως μια σειρά δεδομένων τα οποία και αναλύονται, χρησιμοποιώντας τη θεωρία των σειρών. Παρατηρείται ότι υπάρχει συσχέτιση μεταξύ δύο γειτνιαζόντων σφαλμάτων, της τάξεως του 75%. ■ Τα οριζοντιογραφικά σφάλματα που παράγονται κατά το στάδιο της ψηφιοποίησης, παρουσιάζουν αύξηση κατά 20% περίπου όσον αφορά την διεύθυνση πάνω - κάτω σε σύγκριση με την κάθετη προς αυτή διεύθυνση, την διεύθυνση δεξιά - αριστερά. ■ Τα μοντέλα εκτίμησης σφάλματος ψηφιοποίησης, είναι στατιστικώς αποδεκτά (επίπεδο εμπιστοσύνης 95%) και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διαδικασίες προσομοίωσης της ψηφιοποίησης. ■ Ο μετασχηματισμός συντεταγμένων δημιουργεί οριζοντιογραφικά σφάλματα μεγέθους 20% έως και 60% των οριζοντιογραφικών σφαλμάτων που δημιουργούνται κατά το στάδιο της ψηφιοποίησης. Τα σφάλματα αυτά πρέπει να λαμβάνονται υπόψη αν και είναι μικρότερα συγκρινόμενα με τα σφάλματα του σταδίου της ψηφιοποίησης. ■ Η χρήση μεγάλου αριθμού σημείων αγκίρωσης κατά το στάδιο του μετασχηματισμού συντεταγμένων, δεν βελτιώνει σημαντικά την ακρίβεια του τελικού προϊόντος που είναι το Ψ.Μ.Υ. ■ Η χρήση της ακρίβειας λόγω της κλίμακας του αναλογικού χάρτη, και του μηχανικού σφάλματος του ψηφιοποιητή, ως αρχικού σφάλματος ψηφιοποίησης, συνεισφέρει κατά 33% έως 50% στην ακρίβεια του τελικού προϊόντος που είναι το Ψ.Μ.Υ. ■ Συγκρίνοντας τα εκτιμηθέντα σφάλματα των Ψ.Μ.Υ. και τα αποδεκτά εμπειρικά σφάλματα που καθορίστηκαν από τον Imhof [Imhof 1982] για τους αναλογικούς τοπογραφικούς χάρτες, παρατηρείται ότι τα τελευταία αποκλίνουν από τα πρώτα κατά 50% έως και 90%. ■ Η συνεισφορά του στάδιου της ψηφιοποίησης είναι μεγαλύτερη απ’ ότι η συνεισφορά του στάδιου της παρεμβολής κατά 15% έως και 40%, όσον αφορά τα τελικά σφάλματα των Ψ.Μ.Υ. ■ Ελαττώνοντας την ανάλυση του δημιουργηθέντος Ψ.Μ.Υ. (αύξηση του μεγέθους της ψηφίδας), η συμμετοχή του στάδιου της ψηφιοποίησης στο τελικό σφάλμα του Ψ.Μ.Υ. ελαττώνεται. Η ελάττωση αυτή παρατηρείται συγκριτικά με το στάδιο της παρεμβολής.
περισσότερα

Περίληψη σε άλλη γλώσσα

Digital Elevation Models (D.E.Ms.) can be generated through digitizing of analogue topographic paper maps or sources such as stereo - photogrammetry, stereo satellite imaging, radar sources and topographic field measurements. While the latter sources are currently ματος ψηφιοποίησης. ■ Διερεύνηση των οριζοντιογραφικών σφαλμάτων που δημιουργούνται στο στάδιο της ψηφιοποίησης και πως τα σφάλματα αυτά επηρεάζονται από τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των ισοϋψών καμπυλών και τα ατομικά χαρακτηριστικά του προσωπικού που ψηφιοποιεί. ■ Πρόταση μιας αποδεδειγμένης διαδικασίας για την εκτίμηση των υψομετρικών σφαλμάτων των Ψ.Μ.Υ., λαμβάνοντας υπόψιν όλα τα στάδια που απαιτούνται για τη δημιουργία των μοντέλων αυτών. Η διατριβή αποτελείται από έντεκα κεφάλαια και χωρίζεται σε τρία μέρη. Το πρώτο μέρος συγκεντρώνει όλο το Θεωρητικό Υπόβαθρο, στο οποίο στηρίζεται η διατριβή. Το δεύτερο μέρος περιλαμβάνει το σχεδίασμά, την υλοποίηση και την ανάλυση της έρευνας που αφορά τη Ψηφιοποίηση και τον Γεωμετρικό Μετασχηματισμό Συντεταγμένων. Το τρίτο μέρος αφορά τον σχεδίασμά, την υλοποίηση και ανάλυση της έρευνας για την Παρεμβολή. Στο τέλος συγκεντρώνονται και παρατίθενται τα βασικά συμπεράσματα και παρατηρήσεις όλης της έρευνα. Ειδικότερα, τα αντικείμενα της διατριβής ήταν: ■ Η ανάubstantially the accuracy of the final product (D.E.M.). • The use of the error due to the analogue map’s scale and the digitizer's mechanical error, as an initial error of the digitizing step, contributes 33-50% to the accuracy of the final D.E.M. • A comparison between the estimated D.E.M. errors and the respective errors derived empirically by Imhof [Imhof 1982] for analogue maps, has shown that these latter errors deviate from the former errors, by 50% to 90%. • The contribution of the digitizing step is greater than the contribution of the interpolation step (15% to 40% greater), as it concerns the final D.E.M. error. • Decreasing the resolution of the generated D.E.M. (pixel increment), the contribution of the digitizing step to the final D.E.M. error decreases, comparatively with the contribution of the interpolation step.
περισσότερα
(αύξηση του μεγέθους της ψηφίδας), η συμμετοχή του στάδιου της ψηφιοποίησης στο τελικό σφάλμα του Ψ.Μ.Υ. ελαττώνεται. Η ελάττωση αυτή παρατηρείται συγκριτικά με το στάδιο της παρεμβολής.
περισσότερα

Περίληψη σε άλλη γλώσσα

Digital Elevation Models (D.E.Ms.) can be generated through digitizing of analogue topographic paper maps or sources such as stereo - photogrammetry, stereo satellite imaging, radar sources and topographic field measurements. While the latter sources are currently more widespread in mass production processes of digital elevation information (D.E.Ms.), the former is still used by single users because of simplicity, low cost for small projects and its ease of application in local areas. The procedure of D.E.M. generation from analogue topographic paper maps, comprises three main steps, namely digitizing the contours of the map, transformation of coordinates of contours and interpolation. However, the issue of the accuracy of the final D.E.M. is affected by the error associated in each of the three steps. Although there has been described in the literature studies on the errors on individual steps, there is lack of thorough examination of all parameters affecting the final product of D.E. ...

Όλα τα τεκμήρια στο ΕΑΔΔ προστατεύονται από πνευματικά δικαιώματα.

DOI
10.12681/eadd/16787
Διεύθυνση Handle
http://hdl.handle.net/10442/hedi/16787
ND
16787
Εναλλακτικός τίτλος
Study of errors in the procedures of digitizing contour lines and generating digital elevation models
Συγγραφέας
Αχιλλέως, Γεώργιος (Πατρώνυμο: Ανδρέας)
Ημερομηνία
2002
Ίδρυμα
Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (ΕΜΠ). Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών. Τομέας Γεωγραφίας και Περιφερειακού Σχεδιασμού
Εξεταστική επιτροπή
Κουτσόπουλος Κωνσταντίνος
Κάσσιος Κώστας
Κάβουρας Μαρίνος
Μπαλοδήμου Μαρία
Κουκουβίνος Χρήστος
Νάκος Βύρωνας
Τσούλος Λύσανδρος
Επιστημονικό πεδίο
Επιστήμες Μηχανικού και ΤεχνολογίαΕπιστήμη Πολιτικού Μηχανικού
Λέξεις-κλειδιά
Σφάλμα; Ακρίβεια; Ψηφιακά μοντέλα υψομέτρων; Ψηφιοποίηση; Μετασχηματισμός συντεταγμένων; Παρεμβολή; Ισοϋψείς καμπύλες
Χώρα
Ελλάδα
Γλώσσα
Ελληνικά
Άλλα στοιχεία
-1
Στατιστικά χρήσης
ΠΡΟΒΟΛΕΣ
Αφορά στις μοναδικές επισκέψεις της διδακτορικής διατριβής για την χρονική περίοδο 07/2018 - 07/2023.
Πηγή: Google Analytics.
ΞΕΦΥΛΛΙΣΜΑΤΑ
Αφορά στο άνοιγμα του online αναγνώστη για την χρονική περίοδο 07/2018 - 07/2023.
Πηγή: Google Analytics.
ΜΕΤΑΦΟΡΤΩΣΕΙΣ
Αφορά στο σύνολο των μεταφορτώσων του αρχείου της διδακτορικής διατριβής.
Πηγή: Εθνικό Αρχείο Διδακτορικών Διατριβών.
ΧΡΗΣΤΕΣ
Αφορά στους συνδεδεμένους στο σύστημα χρήστες οι οποίοι έχουν αλληλεπιδράσει με τη διδακτορική διατριβή. Ως επί το πλείστον, αφορά τις μεταφορτώσεις.
Πηγή: Εθνικό Αρχείο Διδακτορικών Διατριβών.
Σχετικές εγγραφές (με βάση τις επισκέψεις των χρηστών)