Uk:Using Imagery

From OpenStreetMap Wiki
Jump to navigation Jump to search
Зсув фонового зображення, Миколаїв

Креслення об’єктів в OpenStreetMap по аерофотознімках — це один з найпоширеніши з видів дистанційного мапінгу — може здаватись досить простою справою. Що може бути краще, ніж мапінг по чітких аерофотознімках із високою роздільною здатністю, доступних у iD, JOSM та інших редакторах?

Насправді аерофотознімки мають безліч потенційних проблем, про які далі. Дані, що перевіряються самостійно, — це кращі дані: мапінг за результатами польових досліджень є найточнішим. Ваші «попередні» знання місцевості можуть також допомогти, але пам’ятайте, що навіть ці «знання» можуть застарівати.

Точне положення доріг та інших об’єктів може бути встановлене за допомогою записів треків GPS, які ви можете зробити під час польових робіт. Очевидно, аерофотознімки, допомагають під час мапінгу, але переміщення об’єктів, доданих раніше іншими маперами, так щоб вони збігались з аерофотознімками може бути поганою ідеєю. Аерофотознімки можуть бути спотворені та зміщені щодо реальних об’єктів.

В деякий місцях доступні аерофотознімки та дані отримані з LIDAR-ів, що набагато кращі ніж дані треків GPS. Зауважте, що не всі аерофотознімки з високою роздільною здатністю є добре прив’язаними до об’єктів на місцевості.

Аерофотознімки та OSM

В редакторах ми використовуємо фонові зображення надані Bing, Esri, Mapbox, Landsat та іншими постачальниками. Всі вони можуть використовуватись для додавання та уточнення об’єктів на мапі, а зверніть увагу на те, що кожне з зображень може мати власне зміщення та різноманітні викривлення, які виникають в процесі обробки «сирих» знімків.

Спочатку тайли фонових зображень починають життя як окремі великі фотографії, зроблені із супутника чи літака, що мають лише одну координату центру зображення (яка сама може бути неточною, див. про GPS). Координати кутів знімка зазвичай можна отримати з властивостей висоти над землею та об’єктива. Зважаючи на це, спеціальне програмне забезпечення трансформує знімок так щоб отримати його проєкцію, яка частіше використовується при створенні мап OSM. Ця трансформація не є досконалою і може спричинити спотворення та помилки розташування всього або частин знімку.

Через те що знімок має власну перспективу, в будь-якому разі наша Земля все одно не пласка, об’єкти на ньому можуть виглядати скошеними вбік тим більше, чим далі вони знаходяться від вертикальної вісі до поверхні землі проведеної від точки створення знімка. Це досить впливає на те, як ми бачимо високоповерхові будівлі, гори та дороги, що проходять по схилах. Перспектива існує, оскільки камера в будь-який момент часу знаходиться лише над однією певною точкою. Вирішити проблему перспективи можна, лише зробивши більше знімків, які досить сильно перекривають одине одного та поєднавши їх.

Треки GPS

Треки GPS також мають неточності. Коли супутники проходять над головою, ваше становище може бути отримано за допомогою триангуляції з кращою або гіршою точністю в залежності від часу. До обмежувальних факторів відносяться погодні умови, атмосферні перешкоди, неоптимальне приймання (зменшення сили сигналу), віддзеркалення сигналу від об’єктів (зокрема, в щільній міській забудові з висотними будівлями), обмежений огляд неба (при записі треків зсередини автомобіля) та навмисне знижена точність для користувачів споживацького сектору.

Унаслідок GPS-треки матимуть зміщення від реального положення приймача. Чи будуть отримані дані кращими чи гіршими ніж положення об’єктів на знімках, залежить від певної території. Стандарт GPS передбачає певну корекцію помилок, але під час довготривалої роботи приймача помилки можуть накопичуватись та впливати на точність. Всі GPS-приймачі мають однакові проблеми. Деякі з пристроїв GPS здатні реєструвати ці помилки, отримуючи параметр, який називається розведенням положення (DOP), іноді розділеним на горизонтальні та вертикальні складові (HDOP/VDOP). Застосунки, можуть візуалізувати цей параметр, так популярний застосунок OsmAnd малює напівпрозоре синє коло навколо вашого маркера на екрані.

Хоча це й не обов’язково, краще покладатися на GPS-треки для точного позиціювання, вони можуть бути точнішим, ніж аерофотознімки в деяких областях. Насправді треки GPS можуть бути єдиним доступним джерелом даних у певних ситуаціях, наприклад, коли на знімках видно лише крони дерев під якими важко розгледіти шляхи.

Записуючи кілька треків, проїжджаючи по тому самому шляху два, три чи більше разів (бажано в різні дні та час доби), їх можна усереднити відкинувши треки з поганою точністю. Однак наявність занадто великої кількості треків для однієї дороги може ускладнити візуальне усереднення внаслідок збільшення ширини розкиду точок треків.

Прив’язка об’єктів

Перш ніж розпочати коригування положення аерофотознімків, вам потрібно вибрати певні «відомі» контрольні точки, тобто точки з відомими місцями розташування, або, принаймні, місця в яких похибка є найменшою. Такі орієнтири можуть включати:


  • Треки GPS. Як пояснювалося вище, GPS-треки можуть бути недосконалими, а деякі треки можуть страждати від великої неточності, особливо якщо вони були записані в районах з багатоповерховою забудовою. Іноді ви також можете зустріти треки, записані за допомогою іншої системи координат, несумісної з OSM. У таких випадках краще посилатися на аерофотознімки, використовуючи місця із великою кількістю треків (для зменшення середньої похибки). Попередження: іноді виникає спокуса узгодити треки GPS та естакади, розташовані над землею, але завжди треба уникати цього, оскільки кут зору поза надиром супутникових зображень змушує будь-який об’єкт, розташований над землею, зміщуватися інакше від об’єктів на рівні землі через ефект паралаксу. Завжди використовуйте для вирівнювання об’єкти на рівні землі.
  • Відомі дані про зміщення. JOSM або iD мають можливість вказати відомі параметри зміщення для фонових зображень. Для деяких регіонів ці значення можна дізнатись в каналах спілкування місцевої спільноти. Часто значення зсувів записуються у загально доступному місці для використання групами маперів та для економії часу для початківців. Однак потрібно брати до уваги, що зсуви можуть бути різними навіть для окремих фотографій, а в деяких місцях можуть різко змінюватися від місця до місця.
  • Об’єкти на мапі. Вони можуть використовуватись для перевірки зсувів в першу чергу. Наприклад, під час мапінгу міської забудови, перевірте чи збігаються дороги зі знімками. Потів перевірте чи збігаються будівлі, і тільки після цього підлаштуйте положення фонового знімка, для найкращого збігу.
  • Об’єкти на знімку з відомими координатами. Якщо ви знаєте точні координати для деяких об’єктів, ви можете використовувати їх для виправлення зсуву зображення. Посуньте зображення так щоб об’єкти на зображенні та дані збігались один з одним.
  • Добре прив’язані зображення — деякі зображення мають досить якісну прив’язку, яка навіть краща за точність треків GPS. Наприклад, знімки з geoportal.gov.pl та їх LIDARні дані доступні для мапінгу в OpenStreetMap. В інших регіонах також можуть бути доступні урядові відкриті дані.

У будь-якому разі, не поспішайте совати об’єкти, створені іншими маперами! Переконайтесь, що ваші дані про зміщення є точнішими — або спробуйте зв’язатись з попередніми маперами. Можливо, мапер використовував власні треки, але не завантажував їх на сервер. Або, навпаки, він чи вона використовували зображення з нижчою роздільною здатністю. Рухайте об’єкти на мапі, лише за наявності 100% впевненості, що ваш зсув точніший.

Підлаштування положення знімків в різних редакторах

Для редагування даних OSM можна використовувати різні редактори. Налаштування фонового шару подібні у всіх редакторах. Спочатку завантажте дані мапи та дані GPS. Потім увімкніть фоновий шар і змістіть зображення. Нижче пояснюється, як це зробити за допомогою різних редакторів:

iD

  • Натисніть «B» або скористайтесь відповідним інструментом на панелі праворуч
  • Потім розгорніть розділ «Зміщення фону».
  • Ви побачите чотири стрілки, які допоможуть вам підлаштувати положення фону.

Зсув не зберігається між сесіями роботи в редакторі. Вам доведеться встановлювати його кожного разу, для цього занотуйте числові значення зсуву та додавайте його у поле всередині (між стрілками) наступного разу.

Vespucci

Може використовувати зсуви з Imagery Offset Database, або ви можете вручну підлаштувати зсув та зберегти його в базі.

JOSM

За допомогою втулка Imagery Offset Database

Основна стаття: Imagery_Offset_Database#JOSM_Plugin

Вручну

Завантажте треки GPS, поставивши прапорець «Завантажувати дані GPS» у вікні «Завантаження». Після їх завантаження з’явиться шар «Завантажені дані GPX». Далі ви можете додати фоновий шар з меню «Фон». Під час мапінгу ви можете відключати шар «Завантажені дані GPX», якщо він заважатиме.

Для підлаштування зсуву зображення клацніть правою кнопкою миші в області мапи, або оберіть пункт «Новий зсув» у меню «Фон», або скористайтесь кнопкою на панелі інструментів: Adjustimg.png

Якщо зсув вам відомий, ви можете ввести його або посуньте фонове зображення за допомогою миші чи клавіатури так, щоб об’єкти даних збігались з їх відповідниками на фоновому шарі. Не закриваючи вікна перевірте стан речей на мапі, так щоб зсув у різних частинах мапи був однаковим. Ви можете додати назву зсуву та зберегти його у закладках для подальшого використання.

Інші приклади: JOSM_offset_images.

Merkaartor

Ви можете підлаштовувати зсув натиснувши пробіл та потягнувши фонове зображення, так само як і в Потлатч.

Після налаштування зсуву ви можете розпочинати мапити, але у разі віддалення від місця встановлення зсуву потрібно його перевірити та підлаштувати за потреби.

Типові помилки

Схоже, на цьому знімку все гаразд, і дороги розміщені правильно, але погляньте на наступний знімок.


На цьому знімку видно, як дороги зміщені приблизно на 20 метрів (65 футів). Зіставте зображення із GPS-треками. Перемістіть усі точки доріг і розташуйте будівлі відповідно до зміщених зображень.


Тепер набагато краще. На цьому знімку ви можете бачити, як дорога (позначена червоним) все ще не відповідає фоновому шару, оскільки село знаходиться в долині, а дорога на пагорбі. Це призвело до зміни зміщення зображення, і нам потрібно перемістити його знову, але в цьому випадку просто використовувати треки.

Бази даних зсувів фонових знімків

Діючі

  • Imagery Offset Database — вільна база даних з API, яке використовується в JOSM та Vespucci.

Недіючі

Був ряд ідей щодо підходів, які дозволяли б досвідченим користувачам ділитися зсувами, зберігаючи їх на сервері та, можливо, навіть автоматично застосовувати ці зсуви в редакторах.

Проєкт/обговорення True Offset Process був переважно націлений на Bing.