ما العلاقة بين Resolution, precision and scale

topo_iav كتب:

أريد أعرف ما هي العلاقة بين Resolution, precision and scale خصوصا في ميدان نظم المعلومات الجغرافية و أفضل إن كان ممكنا أن يعبر عن تلك العلاقة بصيغ رياضية

السلام عليكم

وجدت هذا الموضوع موجود في مناقشة في نادي نظم المعلومات الجغرافية وسأنقله هنا من الرابط:
http://www.gisclub.net/vb/showthread.php?t=217&highlight=accuracy+precision

كتب د. علي الغامدي:

دعني أوضح أولا _حتى ولو أن السؤال عام- ما يلي: الدقة ترجمة لـ Precision والصحة ترجمة لـ Accuracy. ولا نخلط بينهما بأي حال من الأحوال.

ولتوضيح ذلك: تخيل أنك قمت بقياس طريق ووجدته 20 متر ثم قام آخر وقاس الطريق ووجده 21 متر وقام آخر بقياس ثالث فوجده 19 متر. فإذا عرفنا أن طول الطريق الفعلي هو 20 متر، هنا نقول أن الصحة (وليس الدقة) تساوي +/- 1 متر. أي أن هذه القياسات تتراوح بين ناقص متر واحد وزائد متر واحد. أما الدقة فتعني مقدار دقتنا في القياس بكل بساطة، فانت مثلاً أحببت أن تقيس بجزء من المتر كأن تكون نتيجة قياسك 20.12 والآخر بجزء من السنتيمتر: 21.213 وهكذا. فالدقة هنا لا تعني بأي حال من الأحوال زيادة أو قلة في الصحة! فلا يعني أنك قست بجزء من السنتيمتر أن قياسك هو الأصح.

فإذا رأيت إحداثيات على الخريطة في ArcMap مثلاً، فأنظر في عدد القيم بعد الفاصلة إذا كانت هناك فاصلة بعد الثواني كما هو الحال عند عرض الإحداثيات حسب خطوط الطول ودوائر العرض، لكن لن تجد الفاصلة إذا كانت الإحداثيات حسب النظام المتري (UTM) ؟! هل يوجد دقة هنا؟ نعم يوجد، لكن ArcMap يقوم بتحويل الدقة حسب ما حددته أثناء تحديد أبعاد الخريطة في ArcCatalog. فإذا حددت أن تكون دقتك 10 أو 100 أو 1000 في Precision فهو سيضرب هذا الرقم في الإحداثيات أثناء عرضها في ArcMap.

المهم الآن: أن تنظر في ملف المساعدة Help في ArcGIS حول الصحة والدقة وهذا مهم جداً قبل عمل أي خريطة أو قاعدة بيانات.

كتب د. ناصر سلمي:

يدور السؤال حول الدقة على الخريطة وفي نظري أن بعض القراء الكرام يحتاج إلى تعريف بمفهوم الخريطة أولاً ثم تعريف الدقة على تلك الخريطة . حيث تعرف الخريطة على أنها تمثيل لما على سطح الأرض من مواقع وخطوط وأنهار ومدن وغيرها من الظواهر الطبيعية والبشرية في مساحة أصغر بكثير مما هي عليه في الطبيعة . وبما أنه من غير الممكن تمثيل الظواهر على الخريطة بنفس أبعادها في الطبيعة ، كان لزاماً علينا أن نستخدم المقياس الذي يساعدنا في تمثيل الطبيعة والربط بين ما تحمله الخريطة من بيانات وما يقابلها على الطبيعة من نفس الوحدات.

ومن هذا المنطلق نسمع بالخرائط صغيرة المقياس التي تحتوي على مساحات كبيرة من الأرض مع نوع من التعميم وقلة في التفاصيل مثل الخرائط التي تمثل قارات العالم مقياس 1/ 60.000.000 ، كما نسمع بالخرائط المتوسطة المقياس التي تزداد فيها التفاصيل قليلاً وتقل فيها مساحة الأرض الممثلة على الخريطة وبالتالي يقل فيها التعميم عن سابقتها ، مثل الخرائط الطبوغرافية متوسطة المقياس ما بين 1/ 100.000 إلى 1/ 500.000 ، كما نسمع أيضاً بالخرائط كبيرة المقياس التي تقل فيها مساحة الأرض الممثلة على الخريطة عن القسم السابق ولكن تزداد فيها التفاصيل ويقل فيها التعميم مثل الخرائط الطبوغرافية مابين مقياس 1/25.000 إلى مقياس 1/ 100.000 ثم الخرائط التفصيلية مقياس 1/ 10.000 فأكبر .

وبهذا المدخل يمكن للقارئ الكريم أن يرى أن مفهوم الدقة والصحة مرتبط بالخرائط كبيرة المقياس ذات المساحة القليلة من الأرض والتفاصيل الكثيرة .

مفهوم الدقة والصحة :

الدقة Precision والصحة Accuracy :
تبين المراجع العلمية أنه على الرغم من التناغم بين هذين المصطلحين إلا أن بينهما اختلاف لا يمكن تجاهله ، فالصحة Accuracy تعني درجة التطابق بين محتويات الخريطة أو محتويات قواعد البيانات الجغرافية والقيم الفعلية أو المقبولة من قبل المستخدم . أما الدقة Precision فتعني درجة القياس الفعلي لما تعكسه محتويات قواعد البيانات الجغرافية . وللمزيد من التوضيح حول هذه النقطة يمكن الرجوع إلى العنوان التالي : Some Basic Definitions على الرابط التالي :

http://www.colorado.edu/geography/gc...ror/error.html

أو الرابط التالي :

http://www.in.gov/ingisi/standards/m...ystandard.html

ونحن عندما نتعامل مع نظم المعلومات الجغرافية لدراسة ظاهرة معينة أو لتنفيذ مشروع ما ، فإننا نحتاج إلى تخطيط وبناء لمحتويات قواعد البيانات الجغرافية . ففي تلك المرحلة يتم تطبيق الدقة Precision لكل المواصفات الهندسية والتبولوجية والترميزية عند بناء محتويات قواعد البيانات الجغرافية وما تحتويه من مرئيات فضائية ، وصور جوية ، وخرائط طبوغرافية ، وربطها بمرجعية مختارة ، واختيار شبكة الإحداثيات المناسبة لها ، والمقياس المناسب وغيرها من العناصر لتي يتطلب بناءها نوع من الدقة أثناء بناء مكونات قواعد البيانات الجغرافية .

أما مصطلح الصحة Accuracy فيتم عند الانتهاء من تلك المرحلة والدخول في استخدام الخريطة وما يتبعها من بيانات وما يتم عليها من التحليل والقياسات للمسافات والمساحات والاتجاهات والمواقع وغيرها على الخريطة . وهذا يعني أن الصحة في القياسات Accuracy عبارة عن انعكاس للدقة Precision في بناء مكونات قواعد البيانات الجغرافية .

وبذلك نجد أن هناك ارتباط مباشر بين الدقة والصحة وبين مقياس رسم الخريطة .

وحول دقة المواقع على الخرائط بناء على المقياس ، فقد قدمت المساحة الجيولوجية الأمريكية مواصفات تطالب بتحقيقها عند بناء الخرائط بناء على نوع المقياس المستخدم كما في القائمة التالية :

Accuracy Standards for Various Scale Maps
1:1,200 ± 3.33 feet
1:2,400 ± 6.67 feet
1:4,800 ± 13.33 feet
1:10,000 ± 27.78 feet
1:12,000 ± 33.33 feet
1:24,000 ± 40.00 feet
1:63,360 ± 105.60 feet
1:100,000 ± 166.67 feet
( مصدر المعلومة –الرابط السابق )

وكما أن هناك مقدار للصحة والدقة لظواهر الموضعية Positional accuracy and precision
فإن هناك أيضاً مقدار للصحة والدقة للبيانات الوصفية Attribute accuracy and precision
وكذلك الحال للمفهوم الإدراكي Conceptual accuracy and precision
وكذلك الحال للمفهوم المنطقي Logical accuracy and precision

وسأكتفي بهذا القدر من التوضيح راجياً أن يكون القاريْ الكريم قد كون فكرة من زاوية أخرى لمفهوم الدقة والصحة على الخريطة .
وللمزيد من التوسع يمكن الرجوع لهذا الموقع :

http://erg.usgs.gov/isb/pubs/factsheets/fs17199.html


كتب د. ظافر القرني:

سأختصر مشاركتي في أمرين اثنين:

أولهما: أن أمر الصحة والدقة لا يفهم في الخريطة ولا في قاعدة المعلومات ما لم يفهم على الطبيعة فهما عمل تقريبيّ لها، كما بيّن ذلك الدكتور ناصر. وعلى ذلك، ينبغي العودة بالقارئ إلى مفهوم الصحة والدقة في القياسات المساحية التي منها تكوّن الخريطة وقاعدة المعلومات، ليسهل عليه بعد ذلك تطبيق المفهوم في أي مقام يلزمه. ولتوضيح الفرق بينهما من منظور مساحي، نتصور أننا أرسلنا فرقتين ميدانيتين بجهاز قياس المسافة، لقياس مسافة ما خمس مرات متتالية. ولسوء الحظ كانت إحدى الفرقتين غير متمكّنة من عملية القياس؛ ولكننا لا نعرفها فنعتذرها. جاءتنا الفرقة الأولى بالقياسات التالية: 20م، 23م، 19م، 21م، 22م. وجاءتنا الفرقة الثّانية بالقياسات التالية للمسافة نفسها: 26م، 26م، 27م، 27م، 26م.

بمجرد النّظر إلى هذه الأرقام، نعلم أن القياسات الثانية أدق من الأولى؛ لأنَّ الفروقات بينها قليلة. إذن مفهوم الـ precision عُلم.

ونحن في الواقع لا ندري أي العملين هو الصحيح (accurate) وإن كانت ظهرت لنا الدَّقة ( Precision) في العمل من أول وهلة. والسبب في عدم معرفتنا أننا لا ندري كم هي المسافة أصلاً، ولو كنَّا ندري ما أرسلنا الفرقتين إلى الميدان، ولوقَّعنا المسافة على الخريطة أو في قاعدة المعلومات مباشرة دون عناء.

وفي أمر كهذا لا مناص من إرسال فرقة ثالثة ذات خبرة عالية في القياس، لتؤيد إحدى الفرقتين، وتنهي الإشكال. دعونا نتصور أن الفرقة الثالثة جاءت بالقياسات التالية: 22، 23، 21، 20، 20 م. إذن الفرقة الأولى قيساتها صحيحة وإن كانت غير دقيقة، والثانية قياساتها دقيقة ولكنها غير صحيحة رغم جمالها.

ويمكننا الآن حساب المسافة الصحيحة من عمل الفرقة الأولى، التي لو لم نتأكد من عملها، لتعرضت لشيء من التوبيخ كون قياساتها متباعدة عن بعضها بعض الشيء.

والمشكلة العويصة هنا هي أنّنا لا نعلم كم هي المسافة الحقيقية، ولو علمنا لسهل علينا أن نقول هذه الأرقام صحيحة، وهذه دقيقة أو العكس. ولذلك ينبغي أن لا نثق كثيرًا في الأرقام التي بين أيدينا ولو ظهر لنا أنَّها دقيقة لسبب ما. والواقع أن ما نقوم به من حسابات للاقتراب من الرقم الصحيح لا يعدو كونه محاولات علمية ناقصة مهما بلغت من الكمال في تصوّر بعض من يستخدمها من المهندسين وغيرهم.

ولا ريب أن أحسن الأحوال أن تكون المعلومات التي نحصل عليها صحيحة دقيقة في الوقت نفسه، وهذا ليس بغريب أن يحدث، بل هو المطلوب، وإن كان غيره واردًا أيضًا.

يمكننا الآن تطبيق هذا المفهوم على الخريطة أو قاعدة البيانات أو غيرهما من وسائل مستقبليّة أيًّا كانت طبيعتها.

هذا هو أول الأمرين، وثانيهما: أنني لاحظت استخدام وحدات القدم بدلاً من المتر في معرفة صحة "معلومات الخريطة" حسب مقياسها، علمًا أن المتفق عليه أن يسود النظام المتري، ويُنسى الآخر، فهل الموقع الذي تكرّم الدكتور ناصر وعرض معلوماته القيمة لم يحدَّث منذ زمن، أو ماذا؟

ولا يفوتني أن أنصح الأعضاء بقراءة المعلومات الواردة في الأنواط التي وفرها أ. د. ناصر، فهي مهمة لكلّ من يهمه شأن الخريطة وشأن المعلومة التي تحملها.... ومن منَّا لا يهمه ذلك.

كتب م. يوسف الغامدي:


____________________________

بالتوفيق للجميع بمشيئة الله.

جزاكم الله خيرا أستاذنا الفاضل على كل هاته المعلومات
و لكن حبذا أن أجد عندكم معلومات عن RESOLUTION و علاقتها بهذين المفهومين
خصوصا و أننا في نظم المعلومات الجغرافية نستعمل صور قمرية و خرائط رقمية

topo_iav كتب: حبذا أن أجد عندكم معلومات عن RESOLUTION و علاقتها بهذين المفهومين ، خصوصا و أننا في نظم المعلومات الجغرافية نستعمل صور قمرية و خرائط رقمية

السلام عليكم

نفس المبدأ - السابق - يمكن تطبيقه علي أي نوع من أنواع البيانات فهو مبدأ عام يحدد العلاقة بين مفهوم الصحة precision و التمييز المكاني resolution. ولنأخذ مثال المرئية الفضائية satellite image أو الصورة الجوية aerial photo: التمييز المكاني هنا سيعبر عن مساحة أصغر خلية pixel يمكن التعرف عليها (مثلا في مرئيات القمر ايكونوس فالخلية = 1×1 متر لذلك نقول أن resolution لهذه المرئية تبلغ 1 متر). أما صحة المرئية precision فسيعبر عن الفرق بين موقع أي هدف علي المرئية وبين موقعه الحقيقي علي الارض ، بمعني لو عندي احداثيات من المرئية لهدف معين وعندي لنفس هذا الهدف احداثيات دقيقة (بالجي بي أس مثلا) فالفرق بين القيمتين سيعبر عن صحة المرئية ذاتها (لكن طبعا هذه المقارنة تتم باستخدام عدد من الاهداف وليس هدف واحد معلوم الاحداثيات).

أما في الخرائط الرقمية فالصورة مختلفة نوعا ما. في الخرائط الورقية قديما كنا نحدد صحة الخريطة من مقياس رسمها ، وكانت القاعدة العامة أن صحة الخريطة = نصف ما يمثله المللميتر الواحد بعد ضربه في مقياس رسم الخريطة. مثال: في خريطة مقياس رسمها 1 : 000 50 فأن المللمتر الواحد يساوي 50 متر في الطبيعة ، اذن صحة هذه الخريطة = 50 / 2 = 25 متر ، أي أن الثقة في ما يمكن استخراجه من معلومات من هذه الخريطة ستكون أكبر من 25 متر ، أي لا أستطيع قياس أي مسافة أقل من 25 متر من هذه الخريطة وأثق فيها.

ثم جاءت الخرائط الرقمية وهي لا تعتمد علي مقياس رسم محدد (فأنا أستطيع تكبير أو تصغبير الخريطة علي الشاشة) وأغير مقياس رسمها بكل سهولة ! من هنا بدأت الجهات العالمية - المتخصصة في المساحة والخرائط - في تحديد مواصفات و معايير للخرائط الرقمية لا تعتنمد علي مقياس الرسم لكن تعتمد علي الهدف من انتاج هذه الخريطة الرقمية. فمثلا لو سأنتج خريطة رقمية تفصيلية للمدن فهنا مواصفات لدقة القياسات التي سيتم منها عمل الخريطة الرقمية ، بينما لو الخريطة ستكون للتخطيط الحضري أو الاقليمي فهناك معايير أخري للقياسات .. وهكذا. واذا أردت القراءة أكثر عن مواصغات الخرائط الرقمية (خاصة في أمريكا) فهناك موضوع في المنتدي يتحدث عن هذا بالتفصيل.

هذا والله أعلي وأعلم