تبدیل فرافکنی
تبدیل فرافکنی خطوط را به خطوط ترسیم می‌کند، اما لزوماً موازی بودن را حفظ نمی‌کند. اندازه‌ها یا زاویه‌ها را نیز حفظ نمی‌کند. دو خط موازی را می‌توان به دو خط متقاطع تبدیل کرد. به عنوان مثال، یک مستطیل ممکن است با استفاده از تبدیل تصویری به یک چهار ضلعی نامنظم تبدیل شود. این بر اساس یک فرمول ریاضی پیچیده تر است که شکل کلی آن را می‌توان به صورت زیر بیان کرد:
حل ضرایب تبدیل به حداقل چهار نقطه کنترل (یا چهار پیوند جابجایی) نیاز دارد. این روش عمدتاً برای تبدیل داده‌های گرفته شده مستقیماً از عکس‌های هوایی استفاده می‌شود.
خطاهای باقیمانده و ریشه میانگین مربعات خطا در تبدیل هندسی
دقت تبدیل هندسی معمولاً با استفاده از خطاهای باقیمانده و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSEs) نقاط کنترل اندازه گیری می‌شود. خطای باقیمانده یک نقطه کنترل، استخراج نقاط کنترل منبع تبدیل شده از نقاط کنترل مقصد است. فرض کنید (x, y) مختصات یک نقطه کنترل مقصد (موقعیت واقعی) و (x’, y’) نشان دهنده مختصات تبدیل شده نقطه کنترل منبع مربوطه (موقعیت تخمین زده شده توسط تبدیل) است. خطای باقیمانده نقطه کنترل به سادگی به عنوان فاصله بین مکان واقعی و موقعیت تخمینی محاسبه می‌شود:
بنابراین، خطای باقیمانده اندازه‌گیری تناسب بین مکان‌های واقعی و مکان‌های تبدیل شده نقاط کنترل است. در ArcGIS، این خطا برای هر پیوند جابجایی ایجاد می‌شود. اگر خطای باقیمانده از مقدار تلورانس لازم بیشتر شود، نقطه کنترل باید حذف شود و یک نقطه کنترل جدید وارد شود. RMSE با گرفتن جذر میانگین مجذور باقیمانده محاسبه می‌شود:
که در آن n تعداد نقاط کنترل استفاده شده در تبدیل و ei خطای باقیمانده نقطه کنترل i است. RMSE تجمع خطاهای موقعیتی تمام نقاط کنترل را در طول تبدیل اندازه گیری می‌کند. هنگامی که RMSE به ویژه بزرگ است، برخی از نقاط کنترل باید حذف، تنظیم یا اضافه شوند تا مطمئن شوید که خطا در محدوده قابل قبول است.
RMSE به طور کلی برای اندازه گیری دقت کلی تبدیل استفاده می‌شود. با این حال، یک مقدار RMSE کم به این معنی نیست که تبدیل بسیار دقیق است. تبدیل ممکن است همچنان حاوی خطاهای قابل توجهی به دلیل یک نقطه کنترل ضعیف باشد. هر چه نقاط کنترلی با کیفیت بالا استفاده شود، تبدیل دقیق تر است. علاوه بر این، نقاط کنترل باید نقاط کاملاً مشخصی باشند که مختصات (x,y) آنها مشخص باشد. نشانه‌های مهم مانند اتصالات جاده‌ها، پست‌های گوشه پادوک‌های حصاردار، جاده‌ها یا اتصالات جاده‌ای به راه‌آهن، خروجی‌های دریاچه، تلاقی رودخانه‌ها و گوشه‌های سوله‌ها/خانه‌های با تصویر واضح اغلب به عنوان نقاط کنترل انتخاب می‌شوند. آنها نباید در مناطقی که ممکن است تغییر کنند، مانند خطوط ساحلی و مناطق جنگلی انتخاب شوند. آنها همچنین باید در کل نقشه پخش شوند نه اینکه در یک منطقه متمرکز شوند. به طور معمول، داشتن حداقل یک نقطه کنترل در نزدیکی هر گوشه از نقشه و چند نقطه در سراسر داخلی ممکن است بهترین نتایج را ایجاد کند. در ArcGIS، حداقل سه پیوند برای ایجاد یک تبدیل مورد نیاز است که منجر به RMSE می‌شود که می‌تواند همراه با خطاهای باقیمانده در جدول پیوند مشاهده شود. یک بحث کلی تر از RMSE را می‌توان در بخش ۳-۵ یافت.
تطبیق لبه
هنگامی که یک منطقه مورد مطالعه ویژگی‌هایی را پوشش می‌دهد که در سراسر مرزهای صفحات نقشه مجاور یا لایه‌های داده ، مانند خاکها و نقشه‌های کانتور، صفحات یا لایه‌های نقشه گاهی اوقات باید در یکی ادغام شوند. با این حال به طور کلی برگه‌های نقشه جداگانه به صورت جداگانه رقومی می‌شوند. به طور حتم خطاهایی در هر برگه نقشه وجود دارد که با تحریف نقشه‌های کاغذ اصلی یا در حین رقومی شدن یا فرایند ارجاع جغرافیایی رخ می‌دهد.
همانطور که در شکل ۳-۱۳ نشان داده شده است، این خطاها منجر به قطع شدن ویژگی‌های عبور از مرزهای صفحه نقشه می‌شود. تطبیق لبه روشی برای تنظیم موقعیت ویژگی‌ها در مرزهای صفحه نقشه از لایه‌های مجاور است به طوری که آنها در محل اتصال به هم برسند. عمدتاً شامل شناسایی ویژگی‌های منطبق در امتداد لبه‌های دو لایه داده مجاور، سپس تنظیم لایه داده با ویژگی‌های کمتر دقیق‌تر به‌گونه‌ای است که آن ویژگی‌هایی که از مرزهای لایه عبور می‌کنند با همان ویژگی‌های لایه مجاور همسو شوند (شکل ۳-۱۳). پس از تطبیق لبه، دو لایه مجاور را می‌توان در یک لایه ادغام کرد. اگر ویژگی‌های دو لایه ورودی ویژگی‌های چند ضلعی هستند، یک مرحله اضافی برای حذف مرزهای مشترک چند ضلعی‌ها و بازسازی توپولوژی برای تشکیل یک لایه پیوسته لازم است. کادر ۳-۹ نحوه انجام تطبیق لبه در ArcGIS را نشان می‌دهد.
| کادر ۳-۹- تطبیق لبه در ArcGIS |
| کاربردی |
| تطبیق لبه‌ها را می‌توان با استفاده از ابزار Edge Match در مجموعه ابزارهای تنظیم مکانی ArcGIS انجام داد. این ابزار از لایه داده با ویژگی‌های دقیق تر به عنوان کنترل برای تنظیم لایه داده مجاور با ویژگی‌های کمتر دقیق استفاده می‌کند. رئوس ویژگی‌های چند ضلعی یا نقاط انتهایی ویژگی‌های خط با استفاده از پیوندهای جابجایی به مکان‌های مربوطه در لایه کنترل تنظیم می‌شوند. برای پیروی از این مثال ArcMap را شروع کنید و دو لایه داده myrivers_w (به عنوان لایه منبع) و myrivers_e (به عنوان لایه هدف) را از C:\Databases\GIS4EnvSc \others\ اضافه کنید. |
| ۱) محیط ویرایش را مانند مرحله اول در کادر ۳٫۷ تنظیم کنید. همچنین اطمینان حاصل کنید که پایان snapping فعال است. اگر اینطور نیست، روی End Snapping در نوار ابزار Snapping کلیک کنید. |
| ۲) محیط تنظیم مکانی را تنظیم کنید: |
| الف) از نوار منوی اصلی روی Customize کلیک کنید. به Toolbars اشاره کنید. سپس بر روی Spatial Adjustment کلیک کنید تا نوار ابزار تنظیم مکانی به ArcMap اضافه شود. |
| ب) روی منوی Spatial Adjustment در نوار ابزار Spatial Adjustment کلیک کنید و روی Set Adjust Data کلیک کنید. |
| ج) در کادر محاوره‌ای Choose Input For Adjustment، ویژگی‌های انتخاب شده را انتخاب کنید. |
| ۳) یک روش تبدیل را انتخاب کنید: |
| الف) روی منوی Spatial Adjustment کلیک کنید. به روش‌های تنظیم اشاره کنید، سپس روی Edge Snap کلیک کنید. |
| ۴) یک روش snap لبه را انتخاب کنید: |
| الف) از منوی Spatial Adjustment گزینه‌ها را انتخاب کنید. در گفتگوی Adjustment Properties، روی دکمه Options کلیک کنید. |
| ب) در گفتگوی Adjustment Properties، روی زبانه General کلیک کنید. |
| ج) روی روش Smooth یا Line کلیک کنید. هنگامی که از روش Smooth Edge Snap استفاده می‌شود، رئوس در نقطه منبع پیوند به نقطه مقصد منتقل می‌شوند. در این بین، رئوس باقیمانده ویژگی نیز برای ارائه یک اثر هموارسازی کلی تنظیم می‌شوند. هنگامی که از روش snap لبه خط استفاده می‌شود، فقط رئوس نقطه منبع پیوند به نقطه مقصد منتقل می‌شوند، در حالی که سایر رئوس ویژگی بدون جابجایی باقی می‌مانند. |
| د) اگر می‌خواهید نقطه میانی پیوندها را تنظیم کنید، کادر را علامت بزنید. |
| ۵) ویژگی‌های snap لبه را تنظیم کنید: |
| الف) در گفتگوی Adjustment Properties، روی تب Edge Match کلیک کنید. |
| ب) روی پیکان کشویی Source Layer کلیک کنید و myrivers_w را انتخاب کنید، لایه ای با ویژگی‌های کمتر دقیق. |
| ج) روی فلش کشویی Target Layer کلیک کنید و myrivers_e، لایه مجاور با ویژگی‌های دقیق تر را انتخاب کنید. |
| د) در صورت تمایل، یک پیوند را برای هر نقطه مقصد علامت بزنید. |
| ه) در صورت تمایل گزینه Preventing links duplicate را علامت بزنید. |
| و) برای اطمینان از اتصال پیوندها به ویژگی‌هایی که مقادیر مشخصه مشترک دارند، گزینه Use Attributes را علامت بزنید. |
| ز) اگر استفاده از ویژگی‌ها را انتخاب کردید، روی دکمه Attributes کلیک کنید. فیلدهای لایه منبع و هدف را مطابقت دهید و آنها را به فیلدهای مطابقت اضافه کنید. |
| ح) روی OK کلیک کنید تا کادر گفتگوی Adjustment Properties بسته شود. |
| ۶) ایجاد پیوندهای جابجایی: |
| الف) (با نگه داشتن کلید SHIFT ) ویژگی‌ها را در یک منطقه کوچک برای تنظیم انتخاب کنید (از ابزار ویرایش در نوار ابزار ویرایشگر برای انتخاب ویژگی‌ها استفاده کنید. |
| ب) بر روی ابزار Edge Match در نوار ابزار Spatial Adjustment کلیک کنید. |
| ج) از ماوس برای کشیدن کادری در اطراف نقاط انتهایی یا رئوس ویژگی‌های انتخاب شده استفاده کنید. ابزار Edge Match چندین پیوند جابه‌جایی را بین نزدیک‌ترین منبع و ویژگی‌های هدف واقع در کادر قرار می‌دهد. |
| د) سه مرحله بالا را برای انتخاب ویژگی‌ها در یک منطقه کوچک دیگر تکرار کنید تا پیوندهای جابه‌جایی را اضافه کنید تا زمانی که همه ویژگی‌هایی که باید مطابقت داده شوند انتخاب شوند. |
| ۷) تبدیل را مانند مرحله ششم در کادر ۳-۷ انجام دهید. |
| ۸) نتایج تبدیل را ذخیره کنید و جلسه ویرایش را مانند آخرین مرحله در کادر ۳-۷ متوقف کنید. |
بدون دیدگاه