谷歌地球數學精度知多少——一份谷歌地球精度檢測分析報告

2021-02-14 慧天地

本節之後所列的測試方案設計思想、野外檢測方法、數據整理分析和有關建議等,主要提供給有關專業人士閱讀,有關讀者可以據此進一步分析本測試的科學性和可靠性,或者作為深入研究時的參考。

3.1 檢測區域

檢測分5個測區,每個測區作獨立觀測和數據統計。

其中,測區1和測區2位於同一中型城市的東部和西部,屬平坦區域,平均高程在10m以內,谷歌地球上的影像解析度為1m。測區3位於與距離測區1、測區2較遠的小型城市,地勢平坦,平均高程在10m以內,谷歌地球上的影像解析度為1m。測區4和測區5位於山區,高程在100m~400m之間,谷歌地球上的影像解析度為2.5m。5個測區中,相距最遠的兩個測區直線距離超過300km。

測區的設計和選取主要考慮到以下因素和目的:

(1)包含不同的地形類別——以分析平地、山地、高山地地形差異對精度的影響。

(2)包含不同的地面影像解析度——以分析谷歌地球上藉以選點的衛星影像解析度差異對精度的影響。

(3)包含不同的區域——以分析是否存在區域性偏差。

3.2 樣本數據的提取

樣本數據從谷歌地球上直接獲取,方法如下:

(1)在谷歌地球上選點

點位要求為:

①影像清晰;

②指向精準;

③點位周圍地勢平坦,無突出地面的建築物;

④易於外業觀測(易到達、易設站、GPS信號好);

⑤點位實地與谷歌地球影像一致。

(2)製作檢測點樣本文件

從谷歌地球上截屏獲取點位影像視圖,對視圖進行編號;放大點位視圖影像,讀取目標的點位坐標(經緯度)和高程。為方便外業檢測,每點建立兩張視圖文件,一張為較小比例尺的,供外業在實地選點時用;另一張是外業所選點位的放大視圖,能顯示谷歌地球上影像點的經緯度和高程。

圖2 平地點位選點

圖3 山地點位選點

3.3 外業數據採集

(1)使用儀器:雙頻GPS接收機,型號為「Leica1230」。

(2)觀測方法:通過浙江省連續運行衛星定位綜合服務系統提供的網絡RTK服務模式靜態觀測方式,外業採集經度、緯度和大地高(均為WGS-84坐標系),每點觀測兩次,符合限差的取平均數。根據以往浙江省連續運行衛星定位綜合服務系統的測試,本次觀測精度相當於:平面5cm(X/Y分量),高程10cm。故相對於谷歌地球數據,在計算中誤差時將本次外業實測成果視作「真值」。

為了節省外業檢測工作量,位於山區的39個地面點,利用了2008年1月至5月施測的1:10 000航測外業像控點成果。具體方法是:調用航測像控點位影像和外業實測經緯度與高程,然後在谷歌地球網站上讀取同名點位的經度、緯度和大地高(WGS-84),並截取視圖。

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