RU:Использование аэрофотоснимков
Рисование карт OpenStreetMap, используя спутниковые снимки - вид 'диванной картографии' - и может казаться лёгкой задачей. Что может быть лучше, чем отрисовывать, используя ясные спутниковые снимки высокого разрешения, доступные в редакторах вроде iD и JOSM?
На деле, такие снимки имеют множество возможных проблем, о которых говорится в этой статье. Данные, подтверждённые собственноручно - самые лучшие данные для нанесения. Наиболее ценным видом маппинга является посещение местности и сбор информации оттуда. Ваши местные знания так же могут быть использованы для внесения изменений, но важно помнить о том, что и они могут устареть.
Точное расположение дорог и других объектов могут быть отмечены, используя запись GPS-треков. Снимки со спутника, очевидно, оказывают помощь в процессе нанесения информации на карту, но перемещать объекты, не совпадающие с аэрофотоснимками, созданные другими людьми, обычно - плохая идея. Эти снимки могут быть искажены и смещены относительно реального расположения объектов.
В некоторых местах доступны снимки и данные LIDAR такого качества, что их использование принесёт лучшие результаты, чем даже использование GPS-треков. Важно также понимать, что высокое разрешение фотоснимка не означает, что он хорошо совпадёт с реальным расположением объектов.
Спутниковые снимки и OSM
В качестве подложки нам доступны снимки Bing, Maxar, IRS и Landsat. Все они могут быть использованы при отрисовке, но нужно помнить, что каждая подложка имеет свое смещение.
Откуда оно берётся? Изначально есть только фотография и координаты спутника. Дальше специальная программа автоматически вычисляет координаты углов каждой фотографии. Чем выше их разрешение, тем точнее требуется вычислять координаты. Но снимков тысячи, а поверхность Земли — не идеальный эллипсоид, поэтому человек не может проверить точность привязки каждого снимка, и координаты оказываются слегка неправильными. От этого снимок, в лучшем случае, будет сдвинут — часто на метр-два, но бывает, что и на сотни, — а может и вообще быть нелинейно искажён, например, в горах (впрочем, привязка страдает и на холмах).
Координаты объектов в OpenStreetMap измеряются через данные GPS. Разумеется, в иных местах навигатор может давать неправильные показания (например, из-за отражения от высоких зданий, погоды, помех), однако точность качественно собранных треков обычно превышает точность привязки доступных коммерческих спутниковых снимоков, потому их принято считать за основной источник наиболее достоверных сведений о положении объектов. Поэтому дороги нужно обводить по трекам, как бы ни извивалась линия на спутниковой фотографии. Последние же нужно обязательно сдвигать перед использованием, чтобы сеть треков-дорог накладывалась на такую же сеть на снимке.
GPS-треки
Конечно, GPS-треки тоже могут иметь неточности. В то время, как спутник пролетает прямо над вашей головой, ваше положение может быть трилателировано с улучшеной или ухуджешной точностью со временем. Ограничивающие факторы также включают в себя погодные условия, атмосферные помехи, искажение волнны (т.е. её затухание), отражения от объектов (в частности, плотных городских застроек многоэтажными зданиями) и перекрытый вид на небо (во время записи треков внутри транспортного средства). Выборочная Доступность (намереное искажение расположение) уменьшала точность GPS для граждан и врагов, но была прекращена Правительством Соединённых Штатов в 2000[1].
В результате, GPS-треки часто имеют сдвиги относительно реального расположения. Качество записанных данных зависит от определённой зоны, в которой эти данные собираются. Эти неточности могут как взаимоисключить друг друга, давая более точные результаты, так и наложиться друг на друга и ухудшаться во время записывания длинных треков. Все устройства GPS дают похожие данные и похожие проблемы. Многие устройства способны записывать эту ошибку, обобщая её в так называемое размытие позиции (англ. dilution of position, DOP.), иногда разделяя на горизонтальное и вертикальное размытие (HDOP и VDOP, horizontal и vertical). Приложения, использующие GPS, могут показывать это визуально, например, популярное приложение OsmAnd отображает полупрозрачную синюю окружность вокруг маркера вашего местоположения, выражая это самое размытие.
Хотя GPS-треки не всегда лучше, чем аэрофотоснимки, они, обычно, более точны в некоторой местности. На самом деле, GPS-трек может быть единственным адекватным источником данных в некоторых ситуация, таких как когда снимки показывают лишь кроны деревьев без возможности разглядеть тропинки.
Записывая несколько треков, иными словами, проходя по пути два, три или больше раз (возможно даже в разные дни), можно улучшить данные, усреднив показатели треков и помочь в обнаружении треков с изначально плохими данными. Тем не менее, имение слишком большого количества записей одной и той же дороги могут затруднить визуальное усреднение, увеличивая ширину разброса.
К чему привязывать
Перед смещением подложки необходимо выбрать объекты привязки, в расположении которых можно быть уверенным. Чаще всего это:
- GPS-треки. Как правило, при соблюдении некоторых условий - самый лучший источник. Как написано выше, треки могут быть неточны сами по себе, но их смещение обычно куда ниже, чем у спутниковых снимков. Встречаются случаи, когда отдельные треки имеют большее смещение, особенно в условиях городской застройки и медленном движении при записи. Попадаются треки, записанные в другой системе координат. В таких случаях стоит опираться на области с большим количеством треков. Внимание: иногда бывает очень соблазнительно использовать для уточнения смещения снимков надземные рампы и эстакады транспортных развязок, однако этого стоит всегда избегать, так как направление съемки со спутника, отличающееся от вертикального, делает все объекты, находящиеся выше уровня земли, смещенными иначе, чем объекты на земле. Всегда используйте только объекты (дороги), находящиеся на земле.
- Известное смещение спутниковых снимков. Применимо для редактора JOSM, где оно выражено числом. Для некоторых снимков можно найти точное значение сдвига в вики или на форуме (например, для Псковской области). Обычно оно записывается, чтобы результаты работы разных людей не были смещены друг относительно друга, и чтобы сэкономить время новым мапперам. Но учтите, что смещение даже одного снимка часто непостоянно, а для иных городов меняется в пределах кварталов.
- Объекты, уже нанесённые на карту. Подойдёт, если вы уверены, что объекты на карте расположены точно. Например, при отрисовке городской застройки необходимо сначала совместить основные дороги на снимке с треками, а убедившись, что строения на карте почти совпадают со строениями на спутниковом снимке, можно ещё сдвинуть снимок для полного совмещения.
- Объекты на спутниковом снимке с точно известными координатами. Если вы знаете, что это за объекты, и источник точных значений координат для них не вызывает сомнения, то можно использовать их для смещения подложки.
- Хорошо совмещённые снимки. Некоторые снимки имеют такое хорошее качество смещение, что оно порой лучше, чем собранные GPS-треки. Хороший пример - geoportal.gov.pl. Их аэрофотоснимки и ЛИДАРы имеют хорошую точность и доступны для использования в OpenStreetMap. В других регионах так же могут быть данные, опубликованные правительством.
В любом случае, не спешите изменять положение объектов, созданных другими пользователями! Постарайтесь убедиться, что ваше смещение более точное, или написать автору объектов. Возможно, он использовал свои треки, не загруженные на сервер. Или наоборот, пользовался спутниковым снимком с меньшим разрешением. Только если вы полностью уверены в точности своей привязки, начинайте двигать объекты на карте.
Смещение снимков в редакторе
Для редактирования данных OSM применяется множество редакторов. Смещение во всех делается одинаково: сначала скачиваются данные карты и GPS-треки, затем включается подложка и двигается в правильную сторону. Опишем конкретные действия в основных редакторах:
iD
- Нажмите 'b' в открытом редакторе (или кликните на иконку со слоями)
- Затем кликните на "Смещение снимка" в самом низу появившейся панели, развернется поле с 4мя стрелками
- Используйте стрелки направлений, чтобы сопоставить снимок с GPX треками
Смещение не сохраняется между сессиями.
Potlatch
Для загрузки всех треков с сервера нажмите клавишу «G» в Potlatch 1 или кнопку «GPS Data» в Potlatch 2. Первой версией редактора пользоваться нежелательно, хотя бы потому, что там нет снимков Bing. Подложку можно поменять в меню «Background». Зажмите пробел и перемещайте спутниковый снимок до его совпадения с треками или с объектами на карте, в зависимости от выбранного способа привязки.
JOSM
Для загрузки треков в окне «Скачать» необходимо включить галочку «Данные GPS». После загрузки появится дополнительный слой «Скачанные GPX данные». В дальнейшем его можно скрыть, если он мешает. Затем нужно добавить подложку спутниковых фотографий (через меню «Снимок»).
Для привязки снимка нажмите правую кнопку на слое подложки (или зайдите в меню «Снимок»), откройте подменю «Смещение» и выберите пункт «Новое смещение». Если известны точные значения, их можно ввести в открывшемся окне, иначе перемещайте снимок мышью или стрелками на клавиатуре до его совмещения с треками или объектами на карте, в зависимости от выбранного способа привязки. При открытом окне можно двигать карту, для проверки точности смещения в других местах карты. Закончив работу, значения сдвига можно сохранить на будущее, введя для них название.
RU:Imagery Offset Database - база смещений подложек и плагина базы для JOSM.
Merkaartor
Авторы не работали в этом редакторе, но известно, что подложку в нём можно двигать так же, как в Potlatch: с нажатой клавишей пробела.
После привязки можно начинать редактирование, но не забывайте, что на некотором удалении необходимо проверить смещение и сместить подложку снова, если необходимо.
Типичная ошибка
На этом примере кажется, что всё правильно, и дороги там, где и должны быть, но взглянем на вторую картинку:
На этой картинке прекрасно видно, что дороги смещены от треков. Смещение около 20 метров. Выравниваем спутниковый снимок по трекам. Для исправления подтягиваем все дороги по трекам, а дома расставляем по смещённому спутниковому снимку.
Теперь гораздо лучше. На примере видно, что дорога справа (выделена красным) всё ещё не совпадает со снимком. Дело в том, что посёлок находится во впадине, а дорога на холме, вследствие чего смещение спутникового снимка поменялось, и его необходимо сдвинуть ещё раз. Но в этом случае проще пользоваться треками.
Привязка на стороне сервера
активные
- Imagery Offset Database — свободная база данных, API и плагин для JOSM.