地形図を修正するための一般に受け入れられている二乗平均平方根(RMS)エラー


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これは、地形図を地理参照するときにRMSの許容値を決定するための一般的な慣行/標準に関する一般的な調査です。絶対値はありますか?

一部の文献では、「画像の全解像度を構成するセルの辺の1/2以下」であることが推奨されています。

回答:


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いいえ、RMSの絶対値はありません。これは、ジオリファレンスされるマップの品質、ターゲット(ベース)マップの品質、およびジオリファレンスの目的に依存するためです。セルサイズを反映するため、特に、セルサイズにRMSに関するアドバイスは、誤解された精度を RMS誤差は平均反射する一方、画像のデジタル表現で精度(ベースマップが完全に正確であると仮定します)。精度と精度を区別することは、目的のない訓練のように思えるかもしれませんが、それらを混同することは、実際的な結果を伴う基本的な間違いです。

これはすべて漠然としているので、具体例を見てみましょう。最近、土壌サンプルの場所を示す一連のスクリーンショットのスクリーンショットを受け取りました。座標を取得するために、これらのスクリーンショットを正射写真のベースマップにジオリファレンスし、ヘッドアップデジタル化でポイントをデジタル化することを計画しました。考慮事項は次のとおりです。

  1. 正射写真ベースマップのセルサイズは0.3 mです。
  2. スクリーンショットのセルサイズは約2 mです。
  3. 土壌サンプルの場所は調査されませんでした。それらは、サンプラーがフィールドにいたときに、マップ上で「目で」見つけられました。クライアントは、精度は約3 mであると推定しましたが、10 mの方が高い可能性があります。
  4. スクリーンショットにはシャープなディテールがほとんどありません。主に等高線であり、時折フェンス線があります(正射写真でははっきりと見えません)。したがって、多くの適切なリンクを確立するには時間がかかり、エラーが発生しやすくなります。
  5. スクリーンショットには局所的な歪みがある可能性があります。つまり、複雑な変換でのみ高精度(低RMS)を実現できます。
  6. 土壌サンプルの位置をデジタル化して、近くのポイントの相対距離がかなり正確になるようにすることが重要でしたが、研究の結果の1つは、この予備調査を洗練してより正確にする多くの土壌サンプルを取得することになるため、絶対的な精度は不要でした。

セルサイズの半分のRMSを得るには、高次の多項式変換または点のグリッド全体のワーピングが必要になり、画像間に約50〜100の良好なリンクのネットワークを確立する必要があります。おそらく、目に見えるリンクを見つけることさえ困難です。小さいセルサイズの半分のRMSを得るには、1 桁の作業、つまり作業日数が必要です。ただし、調査の目的には、5 mのRMSで十分です。これは、7つのリンクとアフィン変換でわずか数分で達成されました。このRMSは、画像内の2つのセルサイズのうち大きい方の数倍であることに注意してください。

この例は、悪い経験則に盲目的に従うことがどれほど費用がかかり得るかを示しています。最初にデータ品質目標に注意してください。他のすべてはそれらから続きます。


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絶対に。ドメイン固有の知識と直感に代わるものはありません。プログラマーとして、現代のGISに理想的に適した問題であるべきものが、いまだに計算不可能な芸術であることに驚かされることはありません。カメラを飛行機にボルトで固定することを考えた明るい火花が、過去100年間で実際に変わっていません。それは決してマニングや彼の質問を軽視することではありませんが、両方の世界大戦の航空写真通訳者が非常に訓練された理由と、それらのスキルが当時と同じくらい重要である理由があります。
MerseyViking

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すばらしい答えです!私はあなたが言っていることにほとんど従い、あなたが引用した特定の例はほとんどそれを釘付けにしました。@MerseyViking、多くの同僚がこの経験則に陥るので、質問は非常に重要だと思います。
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非常に良い答えですが、RMSEが純粋な精度を反映しているという事実には同意しません。実際には、推定量の分散(精度)とそのバイアス(精度)の両方が組み込まれています。
-radouxju

@radouxju同意します:説明をありがとう。
whuber

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私が手に入れなければならない最も近い本:考古学の地理情報システムは、「地図の縮尺とそれらが置かれている目的に依存する」と言っていますが、1:3000未満のエラーを目指すことをお勧めします元のマップは1:15000でしたが、5m以下のRMSEは許容範囲です。確かに、ピクセルの1/2より小さいものはほとんど冗長になりますが、持っておくといいでしょう。

複数のマップを組み合わせる場合、最終的なRMSEは個々のRMSEの合計の平方根になるため、1つの高解像度マップが動作していないが、低解像度のマップが動作している場合は、そうではない可能性があります最初のものをより良く適合させるために時間をかける価値があります。


+1良い点。1:3000の正当化は、典型的な考古学研究のニーズに根ざしていなければなりません。そのルールは無関係なフィールドに変換されません。
whuber

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あなたの質問には、私がいつも行ってきた答えがあります。

画像の総解像度を構成するセルの辺の1/2以下

これは経験則です。実生活では、さまざまな理由により、これよりも精度が低いことがありました。

  • これらのレベルに到達するには、修正する必要のあるタイルの数では実現不可能です。
  • プロジェクトでは、これらのルールで規定されている精度は必要ありません(つまり、ルールの使用は戦略的なプロジェクトのためであり、出力から測定値が作成されることはありません。
  • 十分な数の自信のある制御点をプロットできないため、これに到達することは不可能でした。
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