Doğru bir Tissot Indicatrix nasıl oluşturulur?


31

Bir Tissot Göstergesi , belirli bir projeksiyonun eğilimli olduğu bozulma türlerini bir bakışta iletmek için yararlı bir yöntemdir (aşağıdaki şekilde, kırmızı dairelerin her biri aynı alanı kaplar). TI'leri üretmenin popüler metotlarının, bazen haksız yere yanlış olma noktasına gelince, kendi problemleri olduğu söylendi .

Popüler yöntemlerle ilgili sorun nedir ve ortalama GIS ahbabınıza (ette) erişilebilecek bir TI oluşturmanın en doğru yolu nedir?

Merkator ve tekstürlü küreler


2
Harika bir soru. Bunu da bilmek istiyorum.
George Silva

Yanıtlar:


23

Koordinatları doğru olarak yansıtabilen herhangi bir yazılım, doğru Tissot göstergelerini hesaplayabilir .

Formüller için iyi bir kaynak Snyder, John, Harita Projeksiyonları - Öncelikle s. 20-26'daki Çalışma El Kitabı'dır . (Bunları burada çoğaltmayacağım, çünkü bu site matematiksel formülleri iletmek için uygun araçlara sahip değil.) Küresel koordinatlara göre (lat, lon) öngörülen dört koordinatın ilk dört türevinin (x, y) tümünü gerektirirler; (phi, lambda):

dx / d(phi), dx / d(lambda);
dy / d(phi), dy / d(lambda).

TI'ler ile ilgili diğer her şey bunlar açısından hesaplanır (bazı aritmetik ve trigonometrik fonksiyonlar kullanılarak: kosinüs, ana ters sinüs ve ana ters teğet). Hesaplamalar, dünya şeklinin açıklamasını gerektirir. En yüksek doğruluk için yarı eksen a ve eksantriklik e ile elipsoidal bir veri kullanın. (Bunlar yazılıma bilinecektir.)

Snyder'ın kitabında, bu türevler dışındaki her şeyin nasıl hesaplanacağına dair talimatlar var. Sayısal olarak yapın. H = 10 ^ (- 5.2) radyan (tipik olarak yaklaşık 50 metre) mesafedeki birinci dereceden merkezi sonlu fark tahminlerini kullanarak mükemmel sonuçlar elde ettim : bu sınırsızca yaklaşmaya çalışmakla çok fazla hassasiyet kaybetmek arasında iyi bir uzlaşmadır. kayan nokta yuvarlama (çift hassasiyet varsayarak), çünkü yapılan hata (10 ^ (- 5.2)) ^ 2 = 10 ^ (- 10.4) ve 10 ^ (- 5.2) ile orantılıdır, IEEE çift duyarlık hassasiyetinin 10 ^ 10.4 katıdır. 10 ^ (- 15.6) ve hala genellikle 10 ^ (- 10) ile 10 ^ (- 14) arasında değişen tahminlerde, tipik hassasiyetten çok daha büyük.

Peki, sonlu fark tahminlerini nasıl hesaplarsınız? Bu bölüm şaşırtıcı derecede kolaydır. Bir noktada dx / d (phi) elde etmek için (phi, lambda), CBS'den noktaları yansıtmasını isteyin

(phi - h/2, lambda) --> (x0,y0),
(phi + h/2, lambda) --> (x1,y1).

Tahminleri kullan

dx / d(phi) = (x1 - x0)/h,
dy / d(phi) = (y1 - y0)/h.

Benzer şekilde, noktaları yansıt

(phi, lambda - h/2) --> (x2,y2),
(phi, lambda + h/2) --> (x3,y3)

ve tahminleri kullan

dx / d(lambda) = (x3 - x2)/h,
dy / d(lambda) = (y3 - y2)/h.

Bu dört projeksiyon ve küçük bir aritmetik gerektirir. (Merkezi olmayan farklılıkları kullanarak bunu üçe düşürebilirsiniz, ancak doğruluk biraz azalır. GIS'in anket derecesini (milimetre) kullandığından emin olmadıkça, h'nin çok küçük olmasına izin vermeden yüksek doğruluk elde etmek akıllıca olur. izdüşüm formüllerinde doğruluk.)

Bu türevlerden Snyder'in formülleriyle birlikte (4-19 ve 4-21'de açıklanan değişikliklere dikkat ederek), (phi, lambda) 'daki Tissot İndikatrisinin eksenlerinin uzunluklarını ve oryantasyonunu elde edebilirsiniz. Dünya ölçeğinde haritalarda TI görünmez olacak kadar küçük olacaktır, bu nedenle yapılacak son şey, her bir TI'yi ne kadar büyütmek istediğinize karar vermektir. Haritanın ne kadar büyük olacağını, haritadaki tipik TI boyutlarını bularak ve bu TI'lerin harita yaklaşık% 6 genişliğinde olmasını sağlayacak şekilde ölçek faktörünü belirlerim. Zaten iyi bir başlangıç; Kullanıcının TI'nin boyutunu oradan ayarlamasına izin verdim. Tabii ki tüm TI'leri aynı miktarda artıracaksınız, böylece karşılaştırılabilirler ve her biri kendi merkezi çevresinde yeniden ölçeklendirilir (beşinci projeksiyon ile elde edilir, (phi, lambda) -> (x, y) ).

TI'nin eliptik resmine güzel bir katkı yerel meridyen ve paralel yönlerini göstermektir: o zaman bir bakışta ızgara yakınsaklığını değerlendirebilirsiniz . Ayrıca, her TI ile eş merkezli standart bir daire (bozulma göstermeyen) gösteriyorum, çünkü okuyucunun her elips tarafından temsil edilen bozulma miktarını ölçme yeteneğini geliştirir.

alt metin

Bu Mollweide projeksiyonunda dikkat edilmesi gereken, güney kutbuna yakın aşırı TI. Hala mükemmel bir elips ve oradaki harita bozulmasını doğru bir şekilde anlatıyor.


2
whuber en iyisidir: P.
George Silva

1
ESRI'nin tamponlarla bir tissot indicatrix oluşturma hakkında bir makale yayınladığını, bir indicatrix ve bir buffer 'hiç aynı olmadığından' arabelleğin doğru olduğunu fark ettim. blogs.esri.com/Support/blogs/mappingcenter/archive/2011/03/28/…
SaultDon

1
@Sault Tamponlar, doğru TI'lerin yerine geçer. Genel olarak oldukça iyi çalışacaklar, bir kaç dereceden fazla uzatmamaları koşuluyla, bozulmaların aşırı hale geldiği durumlar dışında, ya hiç çalışmayacakları durumlar dışında (tampon, gösterildiği gibi, sonsuz bir bozulma bölgesi boyunca döküldüğü için) bu ESRI haritası ) veya eliptik olmayan şekillerle sonuçlanır. Hafif bir değişiklik bu yaklaşımın daha iyi çalışmasını sağlar: 50 m tampon gibi küçük tamponları hesaplar ve görünür hale getirmek için her birini düzgün bir şekilde (harita üzerinde) merkezin etrafında genişler.
whuber

1
Elipslerin yönünü nasıl hesapladınız?
Jason Davies

3
@Jason Tissot gösterge örneği, bir noktadaki teğet düzlemdeki bir daireye uygulanan çıkıntının türevinin resimli bir sunumundan başka bir şey değildir. Öyleyse çizmenin en basit yolu, bu türevi hesaplamaktır (2'ye 2 matris A ), daireyi parametreleştirmek ve türevi parametrelenmiş köşelere uygulamaktır. Voila, senin bir elipsin var. ( Rakamımdaki elipsler tam olarak böyle çizildi.) Eksenleri A'A'nın özvektörleri olarak hesaplanabilir ; Bu, ikinci dereceden formülünden daha karmaşık hiçbir şey içermeyen basit bir hesaplamadır.
whuber
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.