ArcGIS Uzunluk ve Alan Hesaplama Senaryoları [kapalı]


13

ArcGIS'teki farklı senaryolarda uzunluk ve alanın nasıl hesaplandığını ele almaya çalışmak. Neden özellik sınıfı alanlarında bir cevap bulamadım bilmiyorum, ama bir şey anlamadım ve bazı tarihler olduğunu biliyorum sürece kesin bir cevap bulamıyorum. Soru işaretlerini doldurmama yardım eder misin? Ya da bana bunun neden yanlış gittiğimi söyle; )

GCS = Coğrafi koordinat sistemi PCS = Öngörülen koordinat sistemi
Tüm bağlantılar 10.1 yardım belgesine -

  1. Özellik Sınıfı shape_length ve shape_area alanları
    a. GCS -?
    b. PCS - Basit düzlemsel kullanma
    c. Şekil dosyaları dışında her zaman otomatik olarak güncellenir mi? Evet

  2. ArcMap Ölçüm Aracı
    a. GCS - varsayılan jeodezik, alternatifler Loxodrome ve Büyük Eliptik'tir, ancak düzlemsel değildir. Alan hesaplaması mevcut değil!
    b. PCS - varsayılan düzlemsel, Geodesic, Loxodrome ve Büyük Eliptik alternatifleri
    http://resources.arcgis.com/en/help/main/10.1/index.html#//00s500000022000000

  3. Öznitelik Tablosu Hesaplayıcısı
    a. GCS - mevcut değil
    b. PCS - düzlemsel
    http://resources.arcgis.com/tr/help/main/10.1/index.html#//005s00000027000000

  4. Alan Aracını Hesapla (Veri Yönetimi araç kutusu)
    a. GCS - jeodezik doğrusal, kullanılabilir alan ancak tartışmalı
    b. PCS - düzlemsel
    http://resources.arcgis.com/tr/help/main/10.1/index.html#//00170000004m000000

  5. Tamponlama Aracı (ve diğer araçlar geliyor)
    a. GCS - jeodezik
    b. PCS - düzlemsel veya GCS çıktısını belirtin http://resources.arcgis.com/en/help/main/10.1/index.html#//000800000019000000

  6. Javascript API İstemcileri
    a. GCS - jeodezik alan ve uzunluk fonksiyonları
    b. PCS - web mercator'undan coğrafi alana dönüştürebilir (veya geometri servisini kullanabilir) http://help.arcgis.com/en/webapi/javascript/arcgis/help/jsapi/namespace_geometry.htm

  7. Flex API İstemcileri
    a. GCS - jeodezik alan ve uzunluk fonksiyonları, "Uzunluk [veya alan] özel bir silindirik eşit alan projeksiyonu kullanılarak hesaplanacaktır". Bu javascript api bahsedilmez !!
    b. PCS - web mercator'ından coğrafi konuma dönüştürebilir http://resources.arcgis.com/en/help/flex-api/apiref/com/esri/ags/utils/GeometryUtil.html

  8. ArcGIS Server REST API - Geometri Hizmeti
    a. GCS - jeodezik
    b. PCS - düzlemsel
    http://help.arcgis.com/tr/webapi/javascript/arcgis/help/jsapi/geometryservice.htm

Başka bir soru, jeodezik ölçümün tam olarak ne olduğunu? Bunun bir küredeki (haversin?) 3D trig formülü anlamına geldiğini düşündüm. Bir alanın hesaplanmasında kullanmak çok yavaş mı ve bu yüzden eşit alan projeksiyonları kullanılıyor mu?

Başka bir soru, uzunluk ve alanı belirlerken - eşit bir alan projeksiyonu aynı veriyi kullanan bir jeodezik hesaplamadan daha doğrudur, sferoid? Ve neden kısaca?


2
Son soru ile ilgili olarak, lütfen bkz . Çokgen alanlarının hesaplanması için en doğru koordinat sistemi nedir? . Sondan bir yana, elipsoidler için eşit alan projeksiyonları olduğundan , bu tür projeksiyonlarla alanları hesaplamak, elipsoide özgü kod yazmaktan çok daha kolaydır. Durum mesafeleri hesaplamak için iyi değildir , çünkü hiçbir projeksiyon tüm mesafeleri sadakatle yeniden üretmez: bu nedenle, doğrudan küresel ve elipsoidal mesafe formülleri genellikle iyi CBS'lerde uygulanır.
whuber

1
1.b, 3.b ve 4.b yansıtılan koordinat sistemini kullanır, bu nedenle düzlemseldir. Bir coğrafi veri tabanı (kişisel / dosya / SDE) kullandığınızda 1.c her zaman otomatik olarak güncellenir.
Jens

2
Bence sorularınızı bölmek en iyisi olabilir. Bu şekilde her biri için en iyi cevapları alacaksınız. Cevaplara bu şekilde oy vermek daha kolay olurdu.
RK

1
Burada yaklaşık 10 soru olduğunu düşünüyorum, her biri büyük olasılıkla her seferinde bir tane sunulmuş olsaydı, hızlı bir şekilde cevaplandırılacaktır (ayrı Sorular olarak). Bir çok soruyu bir araya getirmek soru-cevap yanıt tarzımızı zorlaştırıyor.
PolyGeo

1
Bu CW için iyi bir aday değil . Dahası, tartışmasız çok geniş değil: sadece ArcGIS'in alan ve uzunluk hesaplamaları yapmak için sunduğu birçok farklı yolu dikkatli bir şekilde numaralandırması nedeniyle öyle görünüyor. Hala çok net bir şekilde odaklanmış tek bir soru.
whuber

Yanıtlar:


5

Sorunuz, büyük bir bölge üzerindeki uzunluk ve alanın doğru (ve verimli) hesaplanmasında esastır. Pratik ayrıntılar (bu durumda, ArcGIS ile ilgili) zaten siz ve diğerleri tarafından doldurulmaktadır. Ayrıca bu genel sonuçlara işaret ediyor gibi görünüyor:

  • uzunluk en iyi jeodezik (coğrafi) koordinatlarla hesaplanır
  • alan en iyi eşit alanlı projeksiyon düzlemsel koordinatları ile hesaplanır [Düzenle: Ancak sınırın karmaşıklığı veya onu tanımlamak için gereken köşe sayısı da bir faktördür - bakınız @ cffk cevabı]

İşte bazı açıklamalar:

Bir jeodezik olduğunu

matematiksel olarak tanımlanmış bir yüzeydeki iki nokta arasındaki en kısa çizgi (bir düzlemde düz bir çizgi veya bir küre üzerindeki büyük bir dairenin yayı olarak)

http://wordnetweb.princeton.edu/perl/webwn?s=geodesic%20line (FYI, elipsoid üzerinde, bir jeodezik genellikle biraz S şeklindedir.)

Jeodezi hesaplamaları (bir elipsoid üzerindeki uzunluklar), iyi bilinen Pisagor denklemi ile karşılaştırıldığında nispeten zor olsa da, bunlar mümkün ve doğrudur. Bununla birlikte, elipsoid üzerindeki alanların hesaplanmasına kıyasla nispeten kolaydır .

Harita projeksiyonları genellikle doğrusal ölçekleri korumaz , bu nedenle projeksiyon koordinatları uzunluk hesaplamaları için genellikle iyi değildir. (İstisnalar vardır, ancak projeksiyonun neresinde olduğunuza veya hangi yöne gittiğinize bağlıdır.) Alan için , alansal ölçeği tam olarak koruyan bir projeksiyon sınıfı vardır : eşit alanlı projeksiyonlar. Bir düzlemdeki alanların hesaplanması oldukça kolaydır ve eşit alanlı bir projeksiyon kullanılıyorsa doğrudur.

Jeodezi veya harita projeksiyonlarında yardımcı olabilecek birçok iyi kaynak vardır. Örneğin, Geometrik Jeodezi: Maarten Hooijberg tarafından Bilgi ve Bilgisayar Teknolojisinin Kullanımı .


Bir jeodeziğin S-şekilli olarak nitelendirilmesi muhtemelen yanıltıcıdır çünkü en kısa yol olmadığını ima eder. Jeodezi, iki normal bölüm arasında sıkıştırılmış S-şekilli bir eğri olarak tasvir eden çeşitli figürlerin farkındayım. Ancak bunların doğru olmadığından şüpheleniyorum.
cffk

İki normal bölümden hiçbiri jeodezik değilse, jeodezikler aralarında sandviçlenmemeli ve uçlarda her birine uygun şekilde uyuşmamalıdır mı?
Martin F

4

Ölçüm alanları ile ilgili soruya cevap vermek. Kenarları jeodezik olan bir çokgenin alanını ölçmek istiyorsanız iki seçeneğiniz vardır:

  1. çokgeni eşit alanlı bir projeksiyona yansıtın, yansıtılan kenarların jeodeziklere sadakatle uymasını sağlamak ve yansıtılan alandaki alanı ölçmek için her bir kenara yeterli ek köşeler yerleştirin;
  2. jeodezik çokgen alanı için formülleri kullanabilir.

İkinci yöntem, çokgen kenarları çok kısa olmadığı sürece genellikle daha hızlı ve daha doğrudur. Ne yazık ki arcgis bu yöntemi uygulamıyor (ama yapmalı!). Ancak GeographicLib ve proj (sürüm 4.9.0 ve üstü) bunu yapar. Daha fazla bilgi için bir jeodezik çokgen alanı hakkındaki Wikipedia makalesine bakın .


+1 Bununla birlikte, küçük çokgenlere (konut parselleri alanları gibi) uygulandığında jeodezik hesaplamalardaki doğruluk hakkında endişeleniyorum: çünkü son alana ulaşmak için büyük alanlar ekleyip çıkardığı için, büyük bir iptal ve kayıp var hassas. Koordinatlar gerçekten çifte kesinlik olduğunda, bu muhtemelen bir sorun değildi, ancak hesaplamalarını (ArcGIS dahil) için koordinatlarını ayrılmaz bir ızgaraya ayıran CBS'lerle, bu neredeyse tüm doğal hassasiyeti silecek ve çöp sonuçları üretecektir.
whuber

Başlangıç ​​koordinatlarında hata varsa yapılabilecek çok şey yoktur. Bununla birlikte, çift duyarlık kullanan jeodezik alan formüllerinin genel doğruluğu, tepe noktası başına en kötü 0.1 m ^ 2'dir. Tipik hatalar çok daha azdır. Polonya'daki çeşitli illerin sınırları için dikkatli bir kontrol yaptım. Örneğin, Krakow için çokgen 8416 köşeye sahiptir (en uzun kenar = 405 m, en kısa kenar = 0.02 m). Gerçek alan (WGS84) = 326798565.428446 m ^ 2, hesaplanan alan (GeographicLib'in Planimetre yardımcı programı) = 326798565.4285 m ^ 2.
cffk

Doğru: çift hassasiyet iyidir, çünkü yaklaşık 52 bit hassasiyete sahiptir ve Gauss-Bonnet (açısal fazla) hesaplamaları ile 20'den fazla kaybetmezsiniz. Ancak imzalı tamsayıların en fazla 32 bit hassasiyeti vardır (ve analiz alanının nasıl başlatıldığına bağlı olarak genellikle biraz daha az), bu nedenle 20'sini kaybetmek fark edilebilir. Hesaplamalarda hassasiyet kaybından bahsediyorum, koordinatlardaki hataların etkilerinden değil.
whuber

Neden böyle bir hesaplamanın ortasında gerçek miktarları imzalı tamsayı olarak göstermek istediğimden emin değilim. (Ayrıca, hassasiyet kaybı için 20 basamaklı tahmininiz nereden geliyor?) Gerçekçi çokgenler için hatayı tahmin etmenin zor olduğunu kabul ediyorum. Bu yüzden yukarıda belirtilen Krakow durumunda, gerçek alanı kaba kuvvetle hesapladım (seride 20 terimi tutan ve 75 basamaklı aritmetik kullanarak alan formüllerini değerlendirdim). Polonya'nın diğer eyaletleri ve tüm ülke için de benzer verilerim var (68000 köşe noktası), alan = 312e9 m ^ 2, hata = 0.001 m ^ 2.
cffk

1
TAMAM. Bununla birlikte, bir tamsayı ızgarasında koordinatların temsil edilmesinin neden çift kesinlik yerine tamsayılar kullanarak bu koordinatlar üzerinde hesaplamalar yapılmasını gerektirdiğini hala anlamıyorum. Bana öyle geliyor ki, bir koordinatın koordinatlarını nicelleştirerek ön planda bir isabet aldınız. Bununla birlikte, alan hesaplaması sırasında seri kesilmesi ve yuvarlanması nedeniyle ek hata oldukça küçük yapılabilir (yukarıdaki örneklere bakın).
cffk
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.