Các kịch bản tính toán diện tích và chiều dài của ArcGIS [đã đóng]

Đã đóng cửa . Câu hỏi này cần được tập trung hơn . Nó hiện không chấp nhận câu trả lời.

Bạn muốn cải thiện câu hỏi này? Cập nhật câu hỏi để nó chỉ tập trung vào một vấn đề bằng cách chỉnh sửa bài đăng này .

Đóng cửa 4 năm trước .

Cố gắng kiểm soát độ dài và diện tích được tính trong các tình huống khác nhau trong ArcGIS. Tôi không biết tại sao tôi không thể tìm thấy câu trả lời trên các trường lớp tính năng, nhưng tôi không thể tìm thấy câu trả lời chính xác, trừ khi tôi không hiểu điều gì đó và tôi biết có một số lịch sử. Bạn có thể giúp tôi điền vào các dấu hỏi? Hoặc cho tôi biết lý do tại sao tôi đi sai về điều này; )

GCS = Hệ tọa độ địa lý PCS = Hệ tọa độ dự kiến
Tất cả các liên kết đến 10.1 tài liệu trợ giúp -

Các lớp Feature_length và shape_area lớp
a. GCS -?
b. PCS - Sử dụng mặt phẳng đơn giản
c. Có phải nó luôn được cập nhật tự động, ngoại trừ shapefiles? Đúng
Công cụ đo ArcMap
a. GCS - trắc địa mặc định, các lựa chọn thay thế là Loxodrom và Great Elliptic, nhưng không phải là phẳng. Tính diện tích không có sẵn!
b. PCS - mặt phẳng mặc định, các lựa chọn thay thế Geodesic, Loxodrom và Great Elliptic
http://resource.arcgis.com/en/help/main/10.1/index.html#//00s500000022000000
Máy tính bảng thuộc tính
a. GCS - không có sẵn
b. PCS - phẳng
http://resource.arcgis.com/en/help/main/10.1/index.html#//005s00000027000000
Tính toán công cụ trường (hộp công cụ quản lý dữ liệu)
a. GCS - tuyến tính trắc địa, diện tích có sẵn nhưng nghi vấn
b. PCS - phẳng
http://resource.arcgis.com/en/help/main/10.1/index.html#//00170000004m000000
Công cụ đệm (và các công cụ khác sắp tới)
a. GCS - trắc địa
b. PCS - phẳng hoặc chỉ định đầu ra GCS http://resource.arcgis.com/en/help/main/10.1/index.html#//000800000019000000
Khách hàng API Javascript
a. GCS - chức năng đo độ dài và diện tích
b. PCS - có thể chuyển đổi từ trình duyệt web sang địa lý (hoặc sử dụng dịch vụ hình học) http://help.arcgis.com/en/webapi/javascript/arcgis/help/jsapi/namespace_geometry.htmlm
Khách hàng API Flex
a. GCS - chức năng đo độ dài và diện tích trắc địa, "Độ dài [hoặc diện tích] sẽ được tính bằng phép chiếu diện tích hình trụ bằng nhau tùy chỉnh". Điều này không được đề cập trong api javascript !!
b. PCS - có thể chuyển đổi từ trình duyệt web sang địa lý http://resource.arcgis.com/en/help/flex-api/apiref/com/esri/ags/utils/GeometryUtil.html
API REST của ArcGIS Server - Dịch vụ hình học
a. GCS - trắc địa
b. PCS - phẳng
http://help.arcgis.com/en/webapi/javascript/arcgis/help/jsapi/geometryservice.htmlm

Một câu hỏi khác, chính xác một phép đo trắc địa là gì? Tôi nghĩ rằng nó có nghĩa là một công thức trig 3D trên một hình cầu (haversine?). Và nó có quá chậm để sử dụng trong việc tính toán một khu vực và đó là lý do tại sao các phép chiếu diện tích bằng nhau được sử dụng?

Một câu hỏi khác, khi xác định chiều dài và diện tích - là một phép chiếu diện tích bằng nhau chính xác hơn so với phép tính trắc địa sử dụng cùng một mốc, hình cầu? Và ngắn gọn tại sao?

arcgis-10.1 arcgis-desktop coordinate-system

— tuyệt vời
nguồn

Liên quan đến câu hỏi cuối cùng, vui lòng xem Hệ tọa độ chính xác nhất để tính diện tích đa giác là gì? . Đối với áp chót, vì tồn tại các phép chiếu diện tích bằng nhau cho các elip, nên việc tính toán các vùng có các phép chiếu như vậy sẽ dễ dàng hơn nhiều so với viết mã cụ thể của ellipsoid. Tình huống này không tốt cho khoảng cách tính toán , bởi vì không có phép chiếu nào tái tạo một cách trung thực tất cả các khoảng cách: do đó, các công thức khoảng cách hình cầu và elip trực tiếp thường được thực hiện trong các hệ thống GIS tốt.

— whuber

1.b, 3.b và 4.b sử dụng hệ tọa độ dự kiến , do đó, phẳng. 1.c luôn được cập nhật tự động khi bạn sử dụng cơ sở dữ liệu địa lý (cá nhân / tệp / SDE).

— Jens

Tôi nghĩ rằng tốt nhất là nên chia câu hỏi của bạn. Bằng cách đó bạn sẽ có được câu trả lời tốt nhất cho mỗi người. Nó sẽ dễ dàng hơn để bỏ phiếu cho câu trả lời theo cách đó, quá.

— RK

Tôi nghĩ rằng có khoảng 10 câu hỏi ở đây, mỗi câu hỏi rất có thể đã được trả lời nhanh chóng nếu chúng được trình bày cùng một lúc (dưới dạng Câu hỏi riêng biệt). Việc bỏ rất nhiều câu hỏi trong một khiến cho câu trả lời của chúng tôi trở nên khó khăn.

— PolyGeo

Đây không phải là một ứng cử viên tốt cho CW. Hơn nữa, nó được cho là không quá rộng: có vẻ như vậy là do sự liệt kê cẩn thận của nhiều cách khác nhau mà ArcGIS đưa ra để thực hiện các phép tính diện tích và chiều dài. Đây vẫn là một câu hỏi duy nhất được tập trung rất rõ ràng.

— whuber

Câu trả lời:

Câu hỏi của bạn về cơ bản là một tính toán chính xác (và hiệu quả) về chiều dài và diện tích trên một khu vực rộng lớn. Các chi tiết thực tế (trong trường hợp này, liên quan đến ArcGIS) đã được bạn và những người khác điền vào. Họ dường như cũng chỉ ra những kết luận chung này:

chiều dài được tính toán tốt nhất thông qua tọa độ trắc địa (địa lý)
diện tích được tính toán tốt nhất thông qua tọa độ mặt phẳng chiếu diện tích bằng nhau [Chỉnh sửa: Nhưng độ phức tạp của đường biên hoặc số đỉnh cần để mô tả nó cũng là một yếu tố - xem câu trả lời của @ cffk]

Đây là một số giải thích:

Một trắc địa là

đường thẳng ngắn nhất giữa hai điểm trên một bề mặt được xác định theo toán học (như một đường thẳng trên mặt phẳng hoặc một vòng cung của một vòng tròn lớn trên một quả cầu)

http://wordnetweb.princeton.edu/perl/webwn?s=geodesic%20line (FYI, trên ellipsoid, trắc địa thường có hình chữ S một chút.)

Trong khi các tính toán của trắc địa (độ dài trên một ellipsoid) tương đối khó, so với việc sử dụng phương trình Pythagoras nổi tiếng, chúng có thể và chính xác. Chúng tương đối dễ dàng, tuy nhiên, so với tính toán của các khu vực trên một ellipsoid.

Các phép chiếu bản đồ thường không bảo toàn tỷ lệ tuyến tính , do đó tọa độ chiếu thường không tốt cho việc tính toán độ dài. (Có những ngoại lệ nhưng những người phụ thuộc vào nơi bạn đang ở trên chiếu hoặc trong những gì hướng bạn đang đi.) Đối với khu vực , có một loại dự mà không giữ gìn chứa trên bề mặt quy mô chính xác: dự báo tương đương khu vực. Tính diện tích trên mặt phẳng khá đơn giản để thực hiện và nếu sử dụng phép chiếu có diện tích bằng nhau thì chính xác.

Có nhiều nguồn tốt về trắc địa hoặc phép chiếu bản đồ có thể giúp ích. Ví dụ, trắc địa hình học: Sử dụng công nghệ thông tin và máy tính của Maarten Hooijberg.

— Martin F
nguồn

Đặc trưng của một trắc địa là hình chữ S có thể gây hiểu nhầm bởi vì nó ngụ ý rằng nó không phải là một con đường ngắn nhất. Tôi biết các hình khác nhau mô tả trắc địa là một đường cong hình chữ S được kẹp giữa hai phần bình thường. Nhưng tôi nghi ngờ rằng những điều này là không chính xác.

— cffk

Nếu cả hai phần bình thường không phải là trắc địa, thì không nên kẹp trắc địa giữa chúng và trùng khớp một cách thích hợp với mỗi phần ở cuối?

— Martin F

Để trả lời câu hỏi về các khu vực đo. Nếu bạn muốn đo diện tích của một đa giác có các cạnh là trắc địa, bạn có hai lựa chọn:

chiếu đa giác vào một hình chiếu diện tích bằng nhau, chèn đủ các đỉnh bổ sung trên mỗi cạnh để đảm bảo rằng các cạnh được chiếu trung thành theo trắc địa và đo diện tích trong không gian được chiếu;
sử dụng các công thức cho diện tích của đa giác trắc địa.

Phương pháp thứ hai thường nhanh hơn và chính xác hơn trừ khi các cạnh đa giác rất ngắn. Thật không may arcgis không thực hiện phương pháp này (nhưng nó nên!). Tuy nhiên GeographicLib và proj (phiên bản 4.9.0 trở lên) thì có. Xem bài viết Wikipedia về khu vực của một đa giác trắc địa để biết thêm thông tin.

— cffk
nguồn

Tuy nhiên, tôi lo lắng về tính chính xác trong tính toán trắc địa khi áp dụng cho các đa giác nhỏ (chẳng hạn như các khu vực của bưu kiện dân cư): bởi vì nó đang cộng và trừ các khu vực lớn để đến khu vực cuối cùng, nên có sự hủy bỏ và mất mát rất lớn độ chính xác. Khi tọa độ thực sự chính xác gấp đôi thì đây có thể không phải là vấn đề, nhưng với các GIS phân tách tọa độ của chúng thành một lưới tích phân cho các tính toán của chúng (bao gồm ArcGIS), điều này sẽ xóa sạch gần như tất cả độ chính xác vốn có và tạo ra kết quả rác.

— whuber

Không có gì nhiều có thể được thực hiện nếu tọa độ bắt đầu có lỗi. Tuy nhiên, độ chính xác tổng thể của các công thức đo đạc trắc địa sử dụng độ chính xác kép là tồi tệ nhất 0,1 m ^ 2 trên mỗi đỉnh. Lỗi điển hình là ít hơn nhiều. Tôi đã kiểm tra cẩn thận ranh giới của các tỉnh khác nhau ở Ba Lan. Ví dụ: đa giác cho Krakow có 8416 đỉnh (cạnh dài nhất = 405 m, cạnh ngắn nhất = 0,02 m). Diện tích thực (WGS84) = 326798565.428446 m ^ 2, diện tích tính toán (tiện ích Máy đo địa lý của GeographicLib) = 326798565.4285 m ^ 2.

— cffk

Phải: độ chính xác kép là tốt, bởi vì nó có độ chính xác khoảng 52 bit và bạn mất không quá 20 với các phép tính Gauss-Bonnet (thừa góc). Nhưng các số nguyên đã ký có độ chính xác tối đa 32 bit (và thường khá ít hơn một chút, tùy thuộc vào cách khu vực phân tích được khởi tạo), do đó, mất 20 trong số chúng có thể trở nên đáng chú ý. Tôi đang nói về việc mất độ chính xác trong các tính toán, chứ không phải do ảnh hưởng của các lỗi trong tọa độ.

— whuber

Tôi không chắc tại sao tôi muốn đại diện cho bất kỳ số lượng thực nào dưới dạng số nguyên đã ký ở giữa một phép tính như thế này. (Ngoài ra, ước tính của bạn về 20 chữ số cho việc mất độ chính xác đến từ đâu?) Tôi đồng ý rằng việc ước tính lỗi cho đa giác thực tế là khó khăn. Vì vậy, trong trường hợp Krakow được trích dẫn ở trên, tôi đã tính diện tích thực bằng lực lượng vũ phu (đánh giá các công thức diện tích giữ lại 20 số hạng trong chuỗi và sử dụng số học 75 chữ số). Tôi cũng có dữ liệu tương tự cho các tỉnh khác của Ba Lan và cho cả nước (68000 đỉnh), diện tích = 312e9 m ^ 2, lỗi = 0,001 m ^ 2.

— cffk

ĐỒNG Ý. Tuy nhiên, tôi vẫn không thấy lý do tại sao biểu diễn tọa độ trên lưới số nguyên lại bắt buộc phải tính toán trên các tọa độ đó bằng số nguyên thay vì độ chính xác kép. Vì vậy, dường như với tôi rằng bạn thực hiện một cú đánh chính xác lên phía trước định lượng tọa độ cho lưới. Tuy nhiên, lỗi bổ sung do cắt ngắn chuỗi và làm tròn trong quá trình tính diện tích có thể được thực hiện khá nhỏ (xem các ví dụ ở trên).

— cffk