Có một lời giải thích về Root-Mean-Square-Error (RMSE) cho Dummies có sẵn không?


14

Có chuyên môn toàn diện về GIS đôi khi không đủ để hiểu đầy đủ một số khái niệm về Khoa học GIS. Để thêm vào điều này, tôi cũng không phải là một nhà toán học.

Xem xét điều này, liệu có ai có thể đưa ra lời giải thích của một đứa trẻ về Root-Mean-Square-Error (RMSE) trong khi hội thảo địa lý một hình ảnh trên sơ đồ cơ sở không? Đã thực hiện thao tác này hàng ngàn lần, mối quan tâm duy nhất của tôi trước tiên là tìm vị trí trong bản đồ mục tiêu cũng nằm trong bản đồ cơ sở. Sử dụng ý thức chung như một công cụ, tôi thường sẽ tìm thấy các nhà thờ, các tòa nhà cũ và các vật thể tương tự có cấu trúc rất ổn định và sẽ không di chuyển trong sự khác biệt về thời gian giữa bản đồ nền và hình ảnh mục tiêu. Sau khi đặt càng nhiều điểm càng tốt, tôi sẽ xem bảng thống kê và thực hiện lại các điểm qua với RMSE cao hoặc xóa chúng để điểm RMSE tổng thể trở nên thấp nhất có thể.

Bây giờ tôi biết rằng rmse là một phép tính lỗi thống kê, nhưng điều luôn làm tôi khó chịu, là đôi khi tôi chắc chắn 100% rằng các điểm dừng được đặt rất chính xác trên hình ảnh ... ví dụ. trên một gác chuông nhà thờ, hoặc một cấu trúc ổn định khác có trong cả hình ảnh mục tiêu và bản đồ nền, nhưng độ rmse vẫn còn cao. Do đó, tôi có thể thay đổi các điểm dừng thành một vị trí cách xa cấu trúc tham chiếu (nghĩa là làm cho phép biến đổi hình ảnh kém chính xác hơn) để giảm tốc độ! Điều này dường như là một nghịch lý, bởi vì tôi sẽ làm giảm độ chính xác trực quan của thao tác để tăng độ chính xác thống kê.

Đôi khi, tôi hoàn toàn bỏ qua rmse vì tôi có thể THẤY rằng sau hoạt động hội nghị địa lý, bản đồ tham chiếu và hình ảnh mục tiêu xếp hàng rất tốt ... tức là tất cả các điểm qua đều ở đúng vị trí trên cả hai bản đồ.

Bất cứ ai có thể xin vui lòng cung cấp cho tôi một lời giải thích đơn giản tốt hơn về việc liệu tôi đang làm điều gì đó sai về cơ bản ở đây?


3
Bán bình luận có liên quan. Không bao giờ sử dụng những thứ như nhà thờ cao tầng và tháp. Cố gắng sử dụng các điểm gần mặt đất
Devdatta Tengshe

1
RMSE thấp hơn không phải lúc nào cũng bằng hội nghị địa lý tốt hơn. Ví dụ cực đoan tự nhiên là một phép biến đổi Spline sẽ giảm RMSE xuống 0, đừng bận tâm đến việc điểm của bạn chính xác hay không.
HDunn

2
Chỉ cần nhấn mạnh những gì Devdatta đã nói: trừ khi bạn tham gia hội thảo địa lý một bản đồ sử dụng chính xác hình ảnh trên không, pixel cho pixel, như bản đồ bạn đang tham chiếu đến nó, bạn không nên sử dụng gác chuông nhà thờ để đo lường bất cứ điều gì nếu bạn có các tùy chọn khác . Các điểm kiểm soát nên càng gần mặt đất càng tốt. Nếu gác chuông nhà thờ của bạn được chụp từ hai góc khác nhau từ các độ cao khác nhau, vị trí thực tế bạn đang nhấp có thể bị tắt đi một chút.
Dân C

Bài đăng này thực sự đã giúp "Người giả" này hình dung RMSE: /gis/4802/rmse-b
Stu Smith

Câu trả lời:


11

Có nhiều vấn đề trong tay và tôi nghĩ chúng ta nên xử lý từng vấn đề một.

Tôi cảm thấy rằng bạn đang cố gắng để hỏi

Làm thế nào để georefrence một bản đồ để có ít lỗi RMS nhất?

Nếu điều này là như vậy, tôi sẽ đề nghị bạn chỉnh sửa câu hỏi của bạn và thay đổi tiêu đề cho phù hợp.

Để hiểu cách giảm lỗi RMS, bạn cần hiểu RMS Error nghĩa là gì. Giả sử có nđiểm; Đối với mỗi điểm, bạn có tọa độ mà bạn đã nhập và bạn có tọa độ được tính toán. Sự khác biệt giữa chúng được tính toán bằng hình học euclid đơn giản và đây được gọi là lỗi.

Để có được lỗi tổng thể, chúng tôi thêm các lỗi này. chúng tôi không có ý nghĩa số học đơn giản, nhưng sử dụng RMS của các lỗi này. Có nhiều lý do khoa học cho việc này, nhưng kiến ​​thức thống kê của tôi quá yếu để giải thích cho bạn.

Vì vậy, về cơ bản, bạn tính toán lỗi RMS bằng Công thức sau: RMS error=Square Root(Σ(e^2)/n)

Bây giờ đến câu hỏi mà bạn đang thực sự hỏi. Làm thế nào chúng ta có thể giảm lỗi RMS này? Để làm điều đó, bạn cần chú ý đến cách tính tọa độ được tính toán. Có hai điểm chính để giải quyết ở đây:

Trước tiên, bạn cần chọn chuyển đổi thích hợp cho hội nghị địa lý. Có nhiều biến đổi (affine / Spline, thứ 1, thứ 2, v.v.). Tôi có thể trích dẫn tốt nhất whuber, người trong câu trả lời xuất sắc này nói:

Sử dụng một phương pháp có thể đại diện cho các biến dạng có thể xảy ra. Với quét bản đồ giấy, các biến dạng có thể cục bộ và không đều, vì vậy hãy xem xét các spline. Với những thay đổi của phép chiếu (bao gồm cả những thay đổi xảy ra trong hầu hết xử lý ảnh trên không và vệ tinh), việc chuyển đổi phù hợp để sử dụng là một phép chiếu. Các phép biến đổi phóng xạ không phải là đa thức (nói chung) cũng không phải là spline.

Thứ hai, bạn cần cẩn thận trong khi chọn các điểm kiểm soát cho hội nghị địa lý của bạn. Whuber trong câu trả lời của mình được liên kết ở trên làm cho nhiều con trỏ theo hướng này.

Bạn cần chọn các điểm sẽ có trong cả hai hình ảnh. Những thứ như tượng đài, ngã tư đường, công trình kiên cố v.v ... thường được sử dụng. Cố gắng sử dụng các đối tượng tại, hoặc gần mặt đất hơn. Không sử dụng nhà cao tầng, ngọn tháp nhà thờ hoặc tháp, như bạn đã đề cập trong câu hỏi.

Lý do rất đơn giản. Hầu hết các raster đều lấy từ một góc, và cung cấp một cái nhìn xiên. Do đó, các vật thể cao sẽ xuất hiện nghiêng theo hướng hướng ra ngoài từ Trục tiêu cự của cảm biến. Ví dụ: nhìn vào Hình ảnh Google Maps sau đây của Tháp Eiffel. Điểm Đỏ gần đúng vị trí trung tâm, nhưng bạn nhìn thấy đỉnh tháp tại Điểm Cyan. (Đây chỉ là minh họa. Chế độ xem Vệ tinh của Google Map được xử lý để xóa các loại tạo tác này, nhưng vẫn còn nhiều)
nhập mô tả hình ảnh ở đây


1
Tôi nghĩ bạn có nghĩa là lỗi RMS = Căn bậc hai ((e ^ 2) / n)
Llaves

Xin chào .... cảm ơn tất cả các ý kiến. Để đơn giản hóa câu hỏi của tôi xuống nó, hình thức cơ bản nhất sẽ là như sau: "Tại sao tôi cần kiểm tra RMSE nếu tôi hài lòng với kết quả trực quan của hình ảnh mục tiêu được tham chiếu địa lý? Vào cuối ngày, chúng tôi thường nhìn vào bản đồ cơ sở và đặt độ trong suốt của hình ảnh mục tiêu thành 50%. Nếu có lỗi rmse trong khoảng từ 2-9 cho các điểm qua, nhưng hình ảnh rất phù hợp, ai sẽ quan tâm các lỗi?
Robert Buckley

@RobertBuckley: Nếu đó là câu hỏi của bạn, vui lòng xem tại gis.stackexchange.com/questions/8900/ . Không có lỗi RMS cụ thể mà bạn nên cố gắng tiếp cận. Lỗi RMS chỉ là một biện pháp chỉ định và bạn có thể bỏ qua nó, nếu bạn nghĩ rằng kết quả là đủ tốt.
Devdatta Tengshe
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.