Hu:Using aerial imagery
Légifelvételek használata
_-_The_Noun_Project.svg){kind=small}
Az OpenStreetMap légifelvételekből történő rajzolása - egyfajta foteltérképezés - faék egyszerűségűnek tűnhet. Mi is lehetne jobb, mint az iD-ben, a JOSM-ben és a többi szerkesztőprogramban rendelkezésre álló tiszta, nagy felbontású légi felvételekből térképezni?
Valójában a légifotóknak több potenciális problémája is van, amelyeket ez a cikk érint. A saját magad által ellenőrzött adatok jobbak; a legértékesebb térképezéshez egy terület felkeresése és földi felmérés szükséges. A helyi „háttér” ismereteid sokat segíthetned, de ne feledd, hogy még ez a „tudás” is elavulhat.
Az utak és egyéb térképelemek pontos elhelyezését segítheti a GPS nyomvonalak rögzítése a terepen. A légifelvételek egyértelműen hasznos segítséget nyújtanak a térképezési folyamatban, de rossz ötlet lehet a mások által készített térképi objektumok áthelyezése csak azért, hogy azokat a légi felvételekhez illesszük. A légifelvételek torzulhatnak és eltolódhatnak az objektumok valós helyéhez képest.
Bizonyos területeken olyan jól illeszkedő légifelvételek és LIDAR adatok állnak rendelkezésre, amelyek jobbak, mint a GPS nyomvonalak. Megjegyzendő, hogy csak azért, mert egy légifelvétel nagy felbontású, még nem jelenti azt, hogy jól is van igazítva.
Légifelvételek és az OSM
A szerkesztőprogramokon belüli háttér rétegként használhatjuk a Bing, Esri World Imagery, és más légifelvételeket. Ezek bármelyike használható az elemek létrehozásához és módosításához, de vedd figyelembe, hogy mindegyiküknek lehet eltolódása vagy egyéb torzítása.
Kezdetben a csempézett képek egyedi, műholdról vagy repülőgépről készített, középső koordinátával jelölt különálló fotókként kezdik az életüket (ami önmagában is hibákkal terhelt, lásd alább a GPS-ről szóló részt). A fénykép sarokkoordinátái általában a föld feletti magasságból és a lencse tulajdonságaiból származtathatók. Ezek speciális szoftverrel átalakíthatók egy olyan vetületbe, amelyet az OSM térképkészítésnél gyakrabban használnak. Ez az átalakítás nem tökéletes, és torzulást és helyzeti hibákat okozhat.
Ezt a folyamatot úgy képzelheted el, hogy az egymás melletti légifotókat összeillesztik, és az így kapott óriási gumilepedőt húzzák rá a Föld görbületére, és a domborzatra. Amikor az illesztőpontokkal egyeztetik, itt-ott jobban húzzák-nyújtják. Emiatt a műholdképek akár 50-100 m eltolással is rendelkezhetnek, mert ritkák az illesztési pontok. Az ortofotókat pontosabb felszínmodellel és sűrű illesztési pontokkal készítik, ezért az elcsúszásuk és általában a torzításuk is kisebb.
Mivel a képen mindenképpen van perspektíva (még akkor is, ha a Föld lapos lenne), a tárgyak annál ferdébbnek tűnhetnek, minél magasabban vannak az ellipszoid felett, így ez érinti a magas épületeket, a hegyeket és a dombokra fel/lefelé vezető utakat. A perspektíva azért létezik, mert a kamera mindig csak egy bizonyos pont felett van egy adott pillanatban. A perspektívaprobléma csak úgy csökkenthető, ha több felülről készült képet készítünk bizonyos távolságonként, és ezeket kombináljuk.
GPS nyomvonalak
A GPS nyomvonalak is lehetnek pontatlanok. Ahogy a műholdak elhaladnak fölöttünk, a te helyzeted idővel javuló vagy romló pontossággal háromszögelhetik. A korlátozó tényezők közé tartoznak az időjárási körülmények, a légköri interferencia, a nem optimális vétel (csillapítás), a tárgyakról való visszaverődések (különösen a sűrű városi területeken, ahol magas épületek vannak) és az akadályozott kilátás az égre (amikor a nyomvonalakat a jármű belsejéből rögzítik). A szelektív rendelkezésre állás [SA] (a pozíció szándékos tompítása) csökkentette a GPS pontosságát a polgári felhasználók és az ellenség számára, de ezt az amerikai kormány 2000-ben kikapcsolta [1].
Ennek eredményeként a GPS nyomok gyakran el vannak csúszva a valósághoz képest. Az, hogy a rögzített adatok jobbak vagy rosszabbak-e, mint a képek, a megfigyelt területtől függ. Ez a GPS hiba korrigálódhat magától, vagy rosszabbodhat a hosszú rögzített nyomvonal időtartama alatt. Minden GPS vevőkészülék hasonló adatokat és hasonló problémákat ad. Sok GPS vevő képes ezt a hibát rögzíteni, ami a pozíció hígulásának (DoP) nevezett, néha vízszintes és függőleges komponensekre (HDoP/VDoP) bontott adatban mutatkozik meg. A GPS alkalmazások vizuálisan is megjeleníthetik; a népszerű OsmAnd alkalmazás egy bizonytalansággal arányos méretű áttetsző kék kört rajzol rá a jelölője köré. [A DoP csak a pozíciószámításhoz használt műholdak geometriai elhelyezkedésétől függ, és nem tartalmazza a fenti környezeti tényezők okozta hibákat, bizonytalanságokat.]
Bár a pontos helymeghatározás szempontjából nem feltétlenül jobb a GPS nyomvonalra hagyatkozni, bizonyos területeken pontosabb lehet, mint a légi felvételek. Bizonyos helyzetekben valójában a GPS-nyomvonal lehet az egyetlen észszerű adatforrás, például amikor a felvételek csak a fák lombkoronáját mutatják egy erdőben, anélkül, hogy felfednék az alatta húzódó ösvényeket.
Több nyomvonal rögzítésével, azaz az útvonal kétszer, háromszor vagy többször (esetleg különböző napokon) történő bejárásával a nyomvonal átlagolható, és segíthet a rossz kezdeti pontosságú GPS nyomvonalak azonosításában. Ha azonban túl sok nyomvonal van ugyanarról az útvonalról, az megnehezítheti a vizuális átlagolást, mivel növeli a szórás szélességét.
Tárgyak rögzítése
A légi felvételek beállítása előtt ki kell választani bizonyos „ismert” referenciapontokat, azaz olyan adatpontokat, amelyek helyzete ismert, vagy legalábbis a legkisebb hibával rendelkező helyek. Ilyen referenciapontok lehetnek például:
- GPS nyomvonalak'. Amint azt fentebb kifejtettük, a GPS nyomvonalak sem tökéletesek, és egyes nyomok nagy fokú pontatlanságot szenvedhetnek, különösen, ha azokat városi területeken, szűk völgyben, vagy lombkorona takarása alól rögzítették. Esetenként olyan nyomvonalakkal is találkozhat, amelyeket más, az OSM-mel nem kompatibilis koordinátarendszerben rögzítettek. Ilyen esetekben jobb, ha a légi felvételeket olyan területet használva referenciaként használja, ahol sok nyomvonal található (az átlagos hiba csökkentése érdekében). Figyelmeztetés: Néha csábító a GPS nyomvonalak és a felszínből kiemelkedő autópálya-felüljárók összevetése, de ezt mindig kerülni kell, mert a műholdfelvételek nem merőleges látószöge miatt (parallaxis) minden felszín felett elhelyezkedő objektum másképp tolódik el, mint a földfelszíni objektumok. Az igazításhoz mindig a földfelszíni objektumokat használd!
- Ismert eltolás. Használható a JOSM-ben, ahol a szerkesztőbe be lehet írni az eltolás értékét. Egyes területek esetében ez az érték megtalálható egy wikiben vagy fórumon. Az értékeket gyakran térképező csoportok általi használatra (pl. mapping party) és a kezdők időmegtakarítása érdekében jegyzik fel. Figyelembe kell azonban venni, hogy az eltolások még az egyes képek esetében is eltérőek lehetnek, és egyes helyeken blokkról blokkra drámaian változhatnak.
- Objektumok a térképen. Akkor használható, ha biztos vagy benne, hogy az objektumok eleve helyesen lettek elhelyezve. Például városi területek feltérképezése során először állítsd be a képeket az utcák egyezésével! Ezután ellenőrizd a térképen és a légifelvételen hasonlóan elhelyezett épületeket! Végül a tökéletes egyezés érdekében még egy kicsit mozgathatsz a légifelvételen.
- Objektumok a légifelvételen - ismert koordinátákkal. Ha ismeri néhány objektum pontos koordinátáit, akkor ezeket az objektumokat használhatja a képeltoláshoz. Csak illeszd össze ezeket az objektumokat a térképen és az alsó rétegen!
- Jól igazított légifelvételek. Egyes képek olyan jó igazítási minőséggel rendelkeznek, hogy felülmúlják a begyűjtött GPS nyomvonalak minőségét. A geoportal.gov.pl légi felvételei LIDAR-ja egy példa az OpenStreetMap számára elérhető ilyen adatállományra. Más régiókban is gyakran vannak kormányok által közzétett adatok.
- Földmérési jelek A legtöbb állam/tartomány rendelkezik olyan nyílt adatportállal, amely a felmérési jelek listáját vagy térképét tartalmazza. Ezek valószínűleg rendelkeznek hosszúsági és szélességi fokokkal, amelyek felhasználhatók a képek összehangolásához.
Mindenesetre ne kapkodd el a mások által létrehozott objektumok mozgatását! Győződj meg róla, hogy a te eltolásod pontosabb - vagy csak lépj kapcsolatba a másik térképezővel! A térképész valószínűleg saját nyomvonalakat használt, de nem töltötte fel a szerverre. Vagy éppen ellenkezőleg, alacsonyabb felbontású légifelvételeket használt. Akkor kezdj el objektumokat mozgatni a térképen, ha teljesen biztos vagy benne, hogy az eltolásod pontos!
Magyar specialitások
Ha Magyarországon szerkesztesz, mi nem vagyunk olyan kényelmes helyzetben, mint az imént említett lehetőségek. Az egyetlen országos lefedettségű, kellő pontosságú adatforrásunk a FÖMI (Lechner) ortofotó. Ez ugyan csak 10 év elteltével válik ingyenesen hozzáférhetővé, viszont georeferáltsága (a képek valós koordinátákhoz igazítása) meglehetősen pontos az egész országban. Ebből dolgozik például a teljes államigazgatás (beleértve a földhivatalokat és az Agrárminisztériumot).
Az tehát teljesen érthető, ha egy tíz évesnél frissebb műholdkép alapján rajzolnál (a legfrissebb általában az Esri, míg a Bing az alapértelmezett az iD szerkesztőben). Az igazítást viszont mindenképp a legújabb FÖMI-hez végezd el, vagy esetleg a területen elérhető nagyobb felbontású ortofotóról! Ez az elvárt.
Szintén jó referencia a Magyar Közút által biztosított térképréteg, mely az országos közutakat tartalmazza vonalként. (Ennek annyi a korlátja, hogy egy kb. egyenes főutcát tartalmazó falu úttal párhozamos eltolása nem látszik.) Az országos közúthálózat OSM-es pontosítása folyamatban van, ami praktikusan két dolgot jelent:
- Még folyamatban van, ezért automatikusan még nem igazíthatod a légifelvételt a főutakra, mert nem biztos, hogy már pont ott is megtörtént.
- Mielőtt egy főutat (autópálya, autóút, számozott főút [OSM-ben: Főút, Összekötő út, Bekötőút - primary, secondary, tertiary]) arrébb húznál nézd meg a történetében, az elmúlt évben nem történt-e rajta szerkesztés "Nyomvonal pontosítás"-hoz hasonló megjegyzéssel és "Magyar Közút"/"MK" forrással.
A műholdképek illesztése meglehetősen változatos, ezért néhány száz méterenként szükséges az eltolás újbóli ellenőrzése.
Légifelvételek igazítása különböző szerkesztőkben
Az OSM-adatok szerkesztéséhez különböző szerkesztőket használhatsz. A háttér rétegek beállításai minden szerkesztőben hasonlóak. Először töltsd le a térképet és a GPS adatokat. Ezután kapcsold be a háttér réteget, és told helyére a légifelvételt! Az alábbiakban ismertetjük, hogyan kell ezt a különböző szerkesztőkkel elvégezni:
iD
- Nyomd meg a B gombot, ha Szerkesztés nézetben vagy (vagy kattints a rétegeket ábrázoló ikonra)!
- A megjelenő Háttér panel aljára görgetve kattints a „Légi felvétel eltolása” szövegre!
- Négy nyilacskát fogsz látni, amivel tologathatod a légifelvételt. Ugyanezt megteheted a szürke téglalap húzásával is, vagy az eltolás számszerű értékeinek beírásával.
Az így beállított eltolás nem kerül tárolásra az egyes szerkesztések között.
Vespucci
Használhatod az Imagery Offset Database adatait, vagy kézzel létrehozhatsz egy korrekciót, és ha akarod, ezt fel is töltheted az adatbázisba.
JOSM
Az Imagery Offset Database bővítménnyel
- Fő cikk:: Imagery_Offset_Database#JOSM_Plugin
Bővítmények nélkül
A GPS nyomvonalak letöltéséhez jelöld be a „Nyers GPS-adatok” opciót a „Letöltés” ablakban! A letöltés után megjelenik egy további réteg, a „Letöltött GPX adatok”. Ezután a „Légi felvétel” menü segítségével hozzáadhatod a légifelvételt. Térképezés közben elrejtheted a „Letöltött GPX adatok” réteget, ha zavar.
A légifelvétel eltolásához kattintsd a jobb egérgombbal a légifelvétel rétegre, vagy a „Légi felvétel” menüben nyisd meg az „Új eltolás” menüpontot, vagy használd a „Légifelvétel-eltolás beállítása” gombot az eszköztáron: 
!
Ha ismered az eltolási értékeket, akkor beírhatod azokat, vagy mozgathatod a képet (egérrel vagy billentyűzettel), amíg a nyomvonalak vagy térképobjektumok illeszkedni nem fognak, attól függően, hogy melyik módszert választod. A megnyitott ablakban körülnézhetsz egy területen, hogy ellenőrizd, hasonló-e az eltolás. A térképezés után az eltolást könyvjelzőbe mentheted későbbi használatra.
Egyéb példák: JOSM_offset_images.
Merkaartor
A szerzők soha nem használják ezt a szerkesztőt, de úgy tudják, a Potlatch-hoz hasonlóan a szóköz gomb lenyomásával eltolhatod a légifelvételeket.
Az eltolás megadása után elkezdheted a szerkesztést, de ne felejts el eltávolodni a kezdeti területtől, és folyamatosan ellenőrizni az eltolást, és szükség esetén újra elmozdítani a légifelvételt.
Go Map!!
Az eltolás beállítására:
- Bökj a (0,0)-ra, amely a bal felső sarokban található!
- Megjelenik 4 nyíl, amelyekkel a légifelvételt el lehet mozgatni.
A képek eltolásakor ajánlott, hogy a térkép észak felé mutasson. Ezenkívül a képeltolás nem tárolódik a munkamenetek között.
Külső szolgáltatás: Strava Heatmap
A Strava egy GPX nyomvonalakat tartalmazó hőtérképet biztosít, amely iD-ben vagy JOSM-ben használható. Ez a réteg lehetővé teszi, hogy a légifelvételeket összehangoljuk a sportolók által gyűjtött több ezer GPX nyomvonallal (kerékpározás, túrázás, gyaloglás). Fel kell iratkoznia a Strava-ra, telepítenie kell egy kiegészítőt a böngészőjébe, be kell jelentkeznie a Strava-ra, és ki kell másolnia a WMS URL-címét.
A réteg elérésével kapcsolatos további információkért látogasson el a következő oldalra: Tutorial Strava High Resolution Layer + OpenStreetMap (JOSM vagy ID). Megjegyzendő, hogy ez az útmutató nem utal a Strava előfizetésre. Valószínűleg azért, mert a megírás idején erre még nem volt szükség.
Gyakori hibák
Szerver-oldali eltolás adatbázisok
Aktív
- Imagery Offset Database — Ingyenes adatbázis és API, széles körben használt JOSM bővítmény
Inaktív
Számos ötlet született arra vonatkozóan, hogy a tapasztalt felhasználók megoszthassák az eltolásokat, a szerveren tárolva azokat, és esetleg a szerkesztő programokon belül automatikusan alkalmazva a korrekciókat.
Az orosz IRS réteg átesett egy, a fórumon megvitatott folyamaton: https://forum.openstreetmap.org/viewtopic.php?id=6817
A True Offset Process egy projekt/vitafórum volt, amely valami hasonlóról szólt, bármilyen légifelvétel esetében, de különösen a Bing-hez