JA:画像の利用

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Pskov(ロシア)の Bing 画像のオフセット

航空画像をトレースすること(一種の安楽椅子マッピング)で OpenStreetMap に協力するときは、写真が古かったり、切れていたり、位置がずれていたりすることを認識してください。持っておいたほうがより良いのは確認済みのデータです。もっとも価値が高い協力方法は、データを集めるために実際に現地に赴いて行った調査に基づいて区域をマッピングすることです。あなたの知識で協力することもできますが、「知識」そのものが古くなっているおそれもあります。道路やその他の地物を正確な位置に配置するには、実地での GPS トラックを収録することが役に立ちます。航空画像は明らかにマッピングプロセスで役立ちますが、単に航空画像に合わせるだけの目的で、他人が作った地図上のものを移動させるのは良いことではありません。航空画像は現実のオブジェクトの位置から、歪んでいたりずれていたりすることがあります。

画像と OSM

エディタの中では BingIRSLandsat などを背景レイヤーとして使用することができます。いずれもオブジェクトを作ったり変更したりするために利用できますが、いずれもずれていたり歪んでいたりする可能性があります。

最初、タイル画像は人工衛星や飛行機から個々の写真として撮影され、中央の座標がタグ付けされ(それ自身がエラーの原因になることもあります。後の GPS の説を参照してください)。写真の隅の座標は、地上からの距離とレンズの属性から求めることができます。その上で、特殊なソフトウェアで OSM 地図を作成するのに使われる投影法に変換されます。この変換は完全なものではなく、ゆがみや位置のずれが生じることがあります。

どのような場合も(仮に地球が平らであったとしても)、画像には視点があるので、オブジェクトは「楕円体の上」の高さが高いほど、端が歪んで見えることがあります。これは高い建物、山、丘を上り下りする道路などに影響します。カメラは常に1つの点の上空にあるので、視点が存在します。視点の問題はもっと高い位置から撮影したり、結合したりすることで防止することができます。

GPS 軌跡

GPS tracks, too, can have inaccuracies. As satellites pass overhead, your position may be triangulated with improved or degraded accuracy over time. Limiting factors include weather conditions, atmospheric interference, suboptimal reception (dampening), reflections off objects (in particular, dense urban areas with high-rise buildings) and the deliberately diluted accuracy for non-military users.

The result is that GPS tracks will frequently have an offset from reality. Whether the recorded data is better or worse than imagery is dependent on the particular area being observed. This GPS error may correct itself, or get worse through the duration of a long recorded track. All GPS devices give similar data and similar problems. Many GPS devices are capable of recording this error, culminating it in something called dilution of position (DOP), sometimes separated into horizontal and vertical components (HDOP/VDOP). GPS applications may also be showing it visually; the popular OsmAnd application draws a translucent blue circle for it around your marker.

While it is not necessarily better to rely on a GPS trace for accurate positioning, it can be more accurate than aerial imagery in some areas. A GPS trace may, in fact, be the only sensible data source in certain situations, such as when imagery only shows tree canopies of a forest without revealing the paths below, for example.

By recording several tracks, that is, going your route twice, three times, or more, (perhaps even on different days), the track can be averaged out and may help identifying GPS traces with a bad initial fix.

地物のひもづけ

Before adjusting aerial imagery, you need to choose certain "known" reference points, i.e. data points with known locations, or at the very least, locations with the least error. Such reference points might include:

  • GPS tracks. As explained above, GPS tracks can be imperfect and some tracks may suffer from great inaccuracy, especially if they were recorded in urban areas. Occasionally, you might also come across tracks that have been recorded using another coordinate system that is not compatible with OSM. In such cases, it is better to reference aerial imagery using an area with a high number of tracks (to reduce the average error).
  • Known offset. Can be used in JOSM, where you can input into editor the value of offset. For some areas, you can find this value on a wiki or forum (example for Pskov region in Russia). Often, values are noted for use by groups of mappers and to save time for beginners. However, you need to take into account that offsets can be different even for single photos and, in some places, can dramatically change from block to block.
  • Objects on the map. It can be used if you are sure that objects were placed correctly in the first place. For example, while mapping urban areas, first set imagery by matching general roads and tracks. Then check buildings similarly placed on the map and imagery. In the end, you can shift imagery a bit more for perfect matching.
  • Objects on the imaginary with known coordinates. If you know the accurate coordinates for some objects, you can use such objects for the image offset. Just match those objects on the map and bottom layer.

どちらにしても、他人が作った地物を安易に動かさないでください!あなたのオフセット値がより正しいということを確かめるか、そのマッパーに連絡してください。ことによると、相手の方は GPS トラックを使ってマッピングして、それをサーバーにアップロードしていないだけかもしれません。もしくは、低解像度の画像を使ったのかもしれません。あなたのオフセット値が正しいと確信できてからマップ上の地物の移動を開始してください。

エディタ別の画像あわせ方法

OSM データを編集するために、様々なエディタが利用できます。最下層のレイヤーの設定は、どのエディタでも似ています。最初に地図と GPS データをダウンロードして下さい。そして最下層のレイヤーに切り替えて画像の位置を補正します。下記では、それらの操作方法をエディタ別に説明しています。

ID

  • エディタが開いているときに[B]を押してください(またはレイヤーのアイコンをクリックしてください)
  • それから「背景画像をずらす」という文字をクリックします。
  • 4つの矢印が表示され、背景画像をずらせるようになります。

ずらした位置はセッション間で保存されません。

Vespucci

Imagery Offset Database からのデータを使用します。

Potlatch

マッピングを行なう周辺の GPS データをダウンロードするには、 Potlatch 1 では[G]キーを、 Potlatch 2 では[GPS Data]ボタンを押してください。おそらく最初のバージョンのエディタを使うことはないでしょう。 Bing 画像を扱えないからです。しかし、[Background]メニューから最下層レイヤーを変更することが出来ます。[スペース]キーを押したままにしてトラックや地物が望みの位置に合わさるように画像をドラッグさせてください。

JOSM

Imagery Offset Database プラグインを利用する場合

詳細は「Imagery_Offset_Database#JOSM_Plugin」を参照

プラグインを利用しない場合

GPS 軌跡をダウンロードするには、「ダウンロード」ウィンドウにある[生の GPS データ]をチェックしてください。ダウンロード後、「ダウンロードした GPX データ」というレイヤーが追加されます。それから、「画像」メニューを使用して画像レイヤーを追加することができます。「ダウンロードした GPX データ」レイヤーは、邪魔であればマッピング中は非表示にしておくことができます。

画像の位置合わせを行なうには、画像レイヤーでマウスを右クリックするか、[画像]メニューで、[新しいオフセット]を選択するか、または、ツールバーの[画像のオフセット調整]ボタンをクリックします。Adjustimg.png

もし、オフセット値が既にわかっていれば、その値を入力することが出来ますし、画像をトラックやマップ上の地物と重なるように移動させることもできます。ウインドウを広げることで周囲のオフセット値をチェックする事が出来ます。マッピング終了後に次回の利用のためにオフセット値に名前を付けてブックマークすることができます。

その他の例: [JOSM_offset_images].

Merkaartor

筆者はこのエディタを使いませんが、 Potlatch と同様に[スペース]キーを押しながら画像を位置合わせすることができると知られています。

位置合わせが完了したら、編集を開始できますが、当初のエリアから移動する場合には、位置を再チェックして必要に応じて画像を移動し直してください。

よくある間違い

Wrong offset ru1.jpg

この写真では道路が正しく配置されていて、 OK の様に見えます。しかし、次の写真を見てください…

Wrong offset ru2.jpg

この写真では明らかに道路がずれていることが判ります。ズレは約20メートル(65フィート)です。画像を GPS トラックに合わせて、全ての道路ノードを建物と合うように移動させてください。

Wrong offset ru3.jpg

これでとても良くなりました。この写真では、(赤色でマークされた)道路が背景画像と合っていないように見えますが、それは村落が谷底にあって道路が丘の上にあるためです。このことから、オフセットが変化していることが判りますので、再度位置合わせを行う必要があります。しかし、この場合には GPS トラックに合わせるだけなので簡単です。

サーバー側でのオフセットデータベース

稼働中

非稼働

経験を積んだユーザーがオフセットを共有できるように、サーバーに格納してエディタに自動的に適用し修正するアプローチがいくつも考案されてきました。

ロシアの IRS レイヤーはこのフォーラムで議論が進められてきました。 http://forum.openstreetmap.org/viewtopic.php?id=6817

True Offset Process はどの画像でも同様に行えるように、特にbingに対応できるようにプロジェクト/議論が進められてきました。