สถานการณ์การคำนวณความยาวและพื้นที่ ArcGIS [ปิด]


13

พยายามที่จะรับการจัดการกับความยาวและพื้นที่คำนวณในสถานการณ์ต่าง ๆ ใน ArcGIS ฉันไม่รู้ว่าทำไมฉันไม่สามารถหาคำตอบในฟิลด์คลาสฟีเจอร์ แต่ฉันไม่สามารถหาคำตอบที่แม่นยำได้เว้นแต่ว่าฉันไม่เข้าใจบางสิ่งและฉันรู้ว่ามีประวัติบางอย่าง คุณช่วยฉันกรอกเครื่องหมายคำถามได้ไหม? หรือบอกฉันว่าทำไมฉันถึงทำผิดทั้งหมด )

GCS = ระบบพิกัดทางภูมิศาสตร์ PCS = ระบบพิกัดที่คาดการณ์
ลิงก์ทั้งหมดอยู่ที่ 10.1 เอกสารความช่วยเหลือ -

  1. Class มี shape_length และ shape_area เขต
    GCS -
    ข PCS - การใช้ง่ายระนาบ
    ค มันอัพเดทอัตโนมัติเสมอยกเว้น shapefiles หรือไม่ ใช่

  2. ArcMap measurment เครื่องมือ
    GCS - geodesic เริ่มต้นทางเลือกคือ Loxodrome และ Great Elliptic แต่ไม่ใช่ระนาบ ไม่มีการคำนวณพื้นที่!
    ข PCS - ระนาบเริ่มต้น, ทางเลือก Geodesic, Loxodrome และ Great Elliptic
    http://resources.arcgis.com/th/help/main/10.1/index.html#//00s500000022000000

  3. แอตทริบิวต์คำนวณตาราง
    GCS - ไม่สามารถใช้ได้
    ข PCS - ระนาบ
    http://resources.arcgis.com/th/help/main/10.1/index.html#//005s00000027000000

  4. เครื่องมือคำนวณฟิลด์ (กล่องเครื่องมือการจัดการข้อมูล)
    GCS - เชิงเส้นเนื้อที่พื้นที่มี แต่สงสัย
    ข PCS - ระนาบ
    http://resources.arcgis.com/th/help/main/10.1/index.html#//00170000004m000000

  5. บัฟเฟอร์เครื่องมือ (และเครื่องมืออื่น ๆ มา)
    GCS - geodesic
    b. PCS - ระนาบหรือระบุเอาต์พุต GCS http://resources.arcgis.com/th/help/main/10.1/index.html#//000800000019000000

  6. Javascript API ไคลเอน
    ต์ GCS - บริเวณเนื้อที่และฟังก์ชั่นความยาว
    ข PCS - สามารถแปลงจากเว็บ Mercator เป็นภูมิศาสตร์ (หรือใช้บริการรูปทรงเรขาคณิต) http://help.arcgis.com/th/webapi/javascript/arcgis/help/jsapi/namespace_geometry.htm

  7. Flex API Clientside
    GCS - ฟังก์ชั่นพื้นที่ทางธรณีวิทยาและความยาว "ความยาว [หรือพื้นที่] จะถูกคำนวณโดยใช้การประมาณพื้นที่ทรงกระบอกแบบกำหนดเอง" สิ่งนี้ไม่ได้กล่าวถึงใน javascript api !!
    ข PCS - สามารถแปลงจากเว็บ Mercator เป็นภูมิศาสตร์ http://resources.arcgis.com/en/help/flex-api/apiref/com/esri/ags/utils/GeometryUtil.html

  8. ArcGIS เซิร์ฟเวอร์ REST API - เรขาคณิตบริการ
    GCS - geodesic
    b. PCS - ระนาบ
    http://help.arcgis.com/th/webapi/javascript/arcgis/help/jsapi/geometryservice.htm

คำถามอีกข้อหนึ่งการวัดทางมาตรวิทยาคืออะไร? ฉันคิดว่ามันหมายถึงสูตรตรีโกณมิติแบบสามมิติบนทรงกลม (แฮเวอร์ซีน) และมันช้าเกินไปที่จะใช้ในการคำนวณพื้นที่และนั่นคือสาเหตุที่การใช้พื้นที่ประมาณการเท่ากัน?

อีกคำถามหนึ่งเมื่อพิจารณาความยาวและพื้นที่ - การประมาณการพื้นที่เท่ากันมีความแม่นยำมากกว่าการคำนวณทางธรณีวิทยาโดยใช้ datum เดียวกันคือ spheroid หรือไม่? และทำไมสั้น ๆ


2
เกี่ยวกับคำถามสุดท้ายโปรดดูระบบพิกัดที่แม่นยำที่สุดสำหรับการคำนวณพื้นที่รูปหลายเหลี่ยมคืออะไร? . สำหรับสุดท้ายเนื่องจากมีการคาดการณ์พื้นที่เท่ากันสำหรับellipsoidsการคำนวณพื้นที่ด้วยการฉายภาพนั้นง่ายกว่าการเขียนรหัสเฉพาะของ ellipsoid สถานการณ์ไม่ดีสำหรับการคำนวณระยะทางเนื่องจากไม่มีการฉายภาพจำลองระยะทางทั้งหมดอย่างซื่อสัตย์: ดังนั้นสูตรระยะทางทรงกลมและทรงรีโดยตรงจึงถูกนำไปใช้ในระบบ GIS ที่ดี
whuber

1
1.b, 3.b และ 4.b ใช้ระบบพิกัดที่คาดการณ์ดังนั้นดังนั้นภาพถ่ายจึง 1.c อัพเดทอัตโนมัติทุกครั้งเมื่อคุณใช้ฐานข้อมูลภูมิศาสตร์ (ส่วนตัว / ไฟล์ / SDE)
Jens

2
ฉันคิดว่ามันเป็นการดีที่สุดที่จะแยกคำถามของคุณ ด้วยวิธีนี้คุณจะได้รับคำตอบที่ดีที่สุดสำหรับแต่ละคน มันจะง่ายกว่าในการโหวตคำตอบด้วยวิธีนั้นเช่นกัน
RK

1
ฉันคิดว่ามีประมาณ 10 คำถามที่นี่ซึ่งแต่ละคำถามน่าจะได้รับคำตอบอย่างรวดเร็วหากมีการนำเสนอครั้งละหนึ่งคำถาม (แยกเป็นคำถาม) คำถามจำนวนมากในหนึ่งเดียวทำให้ยากต่อการตอบคำถามสไตล์ของเรา
PolyGeo

1
นี่ไม่ใช่ผู้สมัครที่ดีสำหรับ CW ยิ่งไปกว่านั้นเนื้อหาไม่กว้างเกินไป: ดูเหมือนว่าเป็นเช่นนั้นเท่านั้นเนื่องจากการระมัดระวังการแจงนับในวิธีต่างๆที่ ArcGIS เสนอเพื่อทำการคำนวณพื้นที่และความยาว มันยังคงเป็นคำถามเดียวที่เน้นอย่างชัดเจน
whuber

คำตอบ:


5

คำถามของคุณนั้นสำคัญอย่างหนึ่งในการคำนวณความยาวและพื้นที่ที่แม่นยำ (และมีประสิทธิภาพ) ในพื้นที่ขนาดใหญ่ รายละเอียดการปฏิบัติ (ในกรณีนี้เกี่ยวข้องกับ ArcGIS) กำลังถูกกรอกโดยคุณและผู้อื่น พวกเขาดูเหมือนจะชี้ไปที่ข้อสรุปทั่วไปเหล่านี้:

  • ความยาวคำนวณได้ดีที่สุดผ่านพิกัดทางภูมิศาสตร์ (ทางภูมิศาสตร์)
  • คำนวณพื้นที่ได้ดีที่สุดโดยใช้ระนาบพิกัดพื้นที่การฉายเท่ากับ - [แก้ไข: แต่ความซับซ้อนของขอบเขตหรือจำนวนจุดยอดที่ต้องการอธิบายมันเป็นปัจจัยด้วย - ดู @ คำตอบของ cffk]

นี่คือคำอธิบายบางอย่าง:

เนื้อที่เป็น

เส้นที่สั้นที่สุดระหว่างสองจุดบนพื้นผิวที่กำหนดทางคณิตศาสตร์ (เป็นเส้นตรงบนระนาบหรือส่วนโค้งของวงกลมขนาดใหญ่บนทรงกลม)

http://wordnetweb.princeton.edu/perl/webwn?s=geodesic%20line (FYI บน ellipsoid โดยทั่วไปจะมีรูปตัว S เล็กน้อย)

ในขณะที่การคำนวณมาตรศาสตร์ (ความยาวของทรงรี) นั้นค่อนข้างยากเมื่อเทียบกับการใช้สมการพีทาโกรัสที่รู้จักกันดีพวกมันมีความเป็นไปได้และแม่นยำ อย่างไรก็ตามมันค่อนข้างง่ายเมื่อเทียบกับการคำนวณพื้นที่บนทรงรี

การคาดคะเนแผนที่มักไม่รักษาระดับเชิงเส้นดังนั้นโดยทั่วไปพิกัดการฉายจึงไม่ดีสำหรับการคำนวณความยาว (มีข้อยกเว้น แต่ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่คุณอยู่ในการฉายภาพหรือในทิศทางที่คุณกำลังจะไป) สำหรับพื้นที่นั้นมีคลาสของการฉายภาพที่จะรักษาระดับความกว้างของเสียงไว้อย่างแน่นอน: การคาดการณ์พื้นที่เท่ากัน การคำนวณพื้นที่บนเครื่องบินนั้นทำได้ค่อนข้างง่ายและถ้าใช้การประมาณพื้นที่เท่ากันมันก็แม่นยำ

มีแหล่งข้อมูลที่ดีมากมายเกี่ยวกับมาตรวัดหรือการคาดคะเนแผนที่ที่อาจช่วยได้ ตัวอย่างเช่นเรขาคณิตมาตร: การใช้ข้อมูลและเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์โดย Maarten Hooijberg


การจำแนกลักษณะทางภูมิศาสตร์ว่าเป็นรูปตัว S อาจทำให้เข้าใจผิดเพราะมันบอกเป็นนัยว่ามันไม่ใช่เส้นทางที่สั้นที่สุด ฉันรู้ถึงตัวเลขต่าง ๆ ที่แสดงให้เห็นถึงเนื้อที่ทางภูมิศาสตร์เป็นเส้นโค้งรูปตัว S ที่คั่นระหว่างส่วนปกติสองส่วน แต่ฉันสงสัยว่าสิ่งเหล่านี้ไม่ถูกต้อง
cffk

ถ้าไม่ใช่ทั้งสองส่วนปกติคือ geodesic geodesic ไม่ควรประกบอยู่ระหว่างพวกเขาและตรงกับแต่ละตอนที่เหมาะสม?
Martin F

4

เพื่อตอบคำถามเกี่ยวกับการวัดพื้นที่ หากคุณต้องการวัดพื้นที่ของรูปหลายเหลี่ยมที่มีขอบเป็นมาตรศาสตร์คุณมีสองทางเลือก:

  1. ฉายรูปหลายเหลี่ยมให้เท่ากับพื้นที่ฉายภาพโดยแทรกจุดยอดเพิ่มเติมที่เพียงพอบนแต่ละขอบเพื่อให้แน่ใจว่าขอบที่ฉายเป็นไปตามธรณีวิทยาอย่างซื่อสัตย์และวัดพื้นที่ในพื้นที่ฉาย
  2. ใช้สูตรสำหรับพื้นที่ของรูปหลายเหลี่ยมเนื้อที่

โดยทั่วไปวิธีที่สองนั้นเร็วกว่าและแม่นยำกว่าเว้นแต่ว่ารูปหลายเหลี่ยมจะสั้นมาก น่าเสียดายที่ arcgis ไม่ได้ใช้วิธีนี้ (แต่ควร!) อย่างไรก็ตามGeographicLibและproj (เวอร์ชัน 4.9.0 และใหม่กว่า) ทำ ดู บทความ Wikipedia บนพื้นที่ของ geodesic polygonสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม


+1 อย่างไรก็ตามฉันกังวลเกี่ยวกับความแม่นยำในการคำนวณทางธรณีวิทยาเมื่อนำไปใช้กับรูปหลายเหลี่ยมขนาดเล็ก (เช่นพื้นที่ของที่อยู่อาศัยพัสดุ): เนื่องจากมีการเพิ่มและลบพื้นที่ขนาดใหญ่เพื่อไปถึงพื้นที่สุดท้ายจึงมีการยกเลิกและสูญเสียอย่างมาก ความแม่นยำ เมื่อพิกัดมีความแม่นยำเป็นสองเท่าอย่างแท้จริงนี่อาจไม่ใช่ปัญหา แต่ด้วย GIS ที่แยกแยะพิกัดของพวกเขากับตารางที่สำคัญสำหรับการคำนวณของพวกเขา (ซึ่งรวมถึง ArcGIS) สิ่งนี้น่าจะช่วยขจัดความแม่นยำโดยธรรมชาติเกือบทั้งหมดและสร้างผลลัพธ์ขยะ
whuber

ไม่มีอะไรมากที่สามารถทำได้ถ้าพิกัดเริ่มต้นมีข้อผิดพลาด อย่างไรก็ตามความแม่นยำโดยรวมของสูตรพื้นที่ทางธรณีวิทยาโดยใช้ความแม่นยำสองเท่านั้นเลวร้ายที่สุดคือ 0.1 m ^ 2 ต่อจุดยอด ข้อผิดพลาดทั่วไปมีน้อยกว่ามาก ฉันทำการตรวจสอบอย่างละเอียดสำหรับขอบเขตของจังหวัดต่าง ๆ ในโปแลนด์ เช่นรูปหลายเหลี่ยมสำหรับคราคูฟมีจุดยอด 8416 จุด (ขอบที่ยาวที่สุด = 405 ม., ขอบที่สั้นที่สุด = 0.02 ม.) True area (WGS84) = 326798565.428446 m ^ 2 พื้นที่คำนวณ (ยูทิลิตี้ Planimeter ของ GeographicLib) = 326798565.4285 m ^ 2
cffk

ขวา: ความแม่นยำสองเท่านั้นใช้ได้เพราะมีความแม่นยำประมาณ 52 บิตและคุณสูญเสียไม่เกิน 20 ด้วยการคำนวณ Gauss-Bonnet (เชิงมุมเกิน) แต่จำนวนเต็มที่มีลายเซ็นจะมีความแม่นยำสูงสุด 32 บิต (และมักจะน้อยกว่าเล็กน้อยขึ้นอยู่กับวิธีการกำหนดค่าเริ่มต้นของพื้นที่การวิเคราะห์) ดังนั้นการสูญเสีย 20 ของพวกเขาจึงอาจสังเกตได้ ฉันกำลังพูดถึงการสูญเสียความแม่นยำในการคำนวณไม่ใช่ผลของข้อผิดพลาดในพิกัดเอง
whuber

ฉันไม่แน่ใจว่าทำไมฉันถึงต้องการแสดงปริมาณจริงใด ๆ ในรูปของจำนวนเต็มที่มีลายเซ็นกลางการคำนวณแบบนี้ (เช่นกันที่ประมาณ 20 หลักของคุณสำหรับการสูญเสียความแม่นยำมาจากไหน) ฉันยอมรับว่าการประเมินข้อผิดพลาดสำหรับรูปหลายเหลี่ยมที่เหมือนจริงเป็นเรื่องยาก ดังนั้นในกรณีของคราคูฟที่ยกมาข้างต้นฉันคำนวณพื้นที่จริงด้วยแรงเดรัจฉาน (ประเมินสูตรพื้นที่ที่รักษา 20 เทอมในชุดและใช้เลขคณิต 75 หลัก) ฉันยังมีข้อมูลที่คล้ายกันสำหรับจังหวัดอื่น ๆ ของโปแลนด์และสำหรับทั้งประเทศ (68,000 จุด) พื้นที่ = 312e9 m ^ 2 ข้อผิดพลาด = 0.001 m ^ 2
cffk

1
ตกลง. อย่างไรก็ตามฉันยังไม่เห็นสาเหตุที่แสดงพิกัดในตารางจำนวนเต็มทำให้การคำนวณบนพิกัดเหล่านั้นโดยใช้จำนวนเต็มแทนที่จะเป็นความแม่นยำสองเท่า ดังนั้นสำหรับผมแล้วคุณจะเห็นความแม่นยำในการคำนวณพิกัดของกริด อย่างไรก็ตามข้อผิดพลาดเพิ่มเติมเนื่องจากการตัดแบบอนุกรมและปัดเศษในระหว่างการคำนวณพื้นที่สามารถทำได้ค่อนข้างน้อย (ดูตัวอย่างด้านบน)
cffk
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.