* Dokładność map papierowych

   Do napisania tych kilku słów przymierzałem się od dawna. Ciągle jednak brakowało czasu i natchnienia. Moje prace /maj 2005/ nad UMP_em Bieszczad i rozczarowania jakie przeżyłem zbierając materiały do tej UMP_owej mapki spowodowały, że w końcu musiałem coś napisać. Podczas prac nad Bieszczadami porobiłem sobie sporo notatek na temat niedokładności map, ale w artykule wykorzystałem tylko niektóre z nich. Przecież chodzi o pokazanie problemu, a nie lamentowanie nad poważnymi błędami map papierowych.

   Czy poważnymi ? Dla mnie może nie - bo i GPS i mapy wykorzystuję jako pomoc do orientacji w terenie (a w zasadzie jako komputer podróży), a nie jako super precyzyjne urządzenie nawigacyjno - geodezyjne. Jednak wielu potencjalnych nabywców odbiornika GPS decyduje się na jego zakup pod wpływem informacji technicznych typu: dokładność wskazań 3-5m. Do tego często dochodzi jeszcze informacja, że dokładność wskazań może wzrosnąć do 1-2m przy włączonym WAAS.

   Pomijając fakt niedokładności samego systemu nie zapewniającego w 100% czasu takich dokładności - początkujący użytkownik GPS przeżywa rozczarowanie związane z niedokładnością map. Nawet jeżeli mapa jest prawidłowo opisana i uda się nam skorelować układ współrzędnych mapy z odbiornikiem (zobacz artykuł: Mapy papierowe, a GPS) o osiągnięciu dokładności rzędu kilku metrów nie ma mowy. Dla użytkownika nastawianego na dokładność systemu na poziomie kilku metrów błędy przekraczające 30 czy nawet czasem 50m mogą być niemiłą niespodzianką.

   Postarajmy się przeanalizować: gdzie leżą źródła niedokładności map ?

Błędy wynikające z przyjętych zasad kreślenia znaków mapy /obiekty nie są kreślone w skali mapy/

 

004.jpg (47537 bytes) Mapa topograficzna w skali 1:50000.

Droga jest symbolem "umownym" o szerokości 1mm. Gdyby mapa miała odzwierciedlać rzeczywistość oznaczałoby to, że droga ma 50m szerokości. W rzeczywistości ma ok. 8-10m. Błąd mapy = 40m.

Jeżeli oś drogi jest idealnie naniesiona na mapę to track "pływający" z dokładnościa +/- 20m zmieści się w drodze.

Można też powiedzieć odwrotnie - nawet jeżeli mamy idealny track to błędy w naniesieniu osi drogi na mapę sięgające nawet 20m będą mało widoczne - stąd będzie można pochopnie wysnuć wniosek że mapa jest dokładna.

002.jpg (42677 bytes) Tu widać, że track z odbiornika trafia "idealnie" w mapę tzn. z dokładnością +/- 20m. Zwracam uwagę na siatkę kontrolną Oziego - mapa jest prawidłowo skalibrowana.

Nietrudno jednak sobie wyobrazić sytuację, w której dwie drogi biegną w terenie blisko siebie (np. w odległości 20m), być może nawet z jakąś ślimacznicą itp. Zachowując umowną szerokość drogi na mapie - 1mm z całą pewnością powstanie dość poważny błąd lokalizacyjny niektórych obiektów.

Zresztą nie tylko drogi nie są kreślone w skali .......

001.jpg (43118 bytes) Tutaj ta sama mapa topograficzna. Kalibracja prawidłowa, ale track biegnie ok. 30m na zachód od ścieżki z mapy.

Oczywiście w przypadku ścieżek jest możliwe, że ich lokalizacja uległa zmianie.

Zapewniam jednak, że tak nie jest - to znana ścieżka położna na skraju skarpy i ... u podnóża lekkiego wzgórza - jej przebieg jest stabilny od dziesięcioleci.

Oczywiście nie wykluczam błędu tracka.

003.jpg (28075 bytes) W rzeczywistości ścieżka biegnie w odległości 15m-20m od linii brzegowej jeziora, a tu widać że jest naniesiona ok. 40m od brzegu czyli z błędem ok. 20m.

Winowajcą jest skarpa, której symbol nie jest kreślony w skali mapy, a musiał się zmieścić pomiędzy jeziorem a ścieżką.

To typowy przykład "dopasowania" mapy dla potrzeb kreślonych symboli. Zwracam uwagę, że niektóre ikony na mapach mają czasem rozmiar ok. 2mm /100m w terenie !!!/, a często obrazują np. kapliczkę przydrożną o szerokości 1m. Taką metodą naniesienie na mapę dwóch kapliczek oddalonych od siebie np. o 10m da błąd rzędu kilkudziesięciu metrów.

 

Błędy w korelacji siatki mapy i treści kartograficznej /przesunięcie obiektów względem siatki mapy/

 

007.jpg (53307 bytes) Słynne mapy topo 1:50000 B&W.

Okolice Smereka. Mapka skalibrowana prawidłowo - co widać po siatce Oziego. Tracki "prawie" trafiają w drogę. Pochodzą one z różnych źródeł, a mimo to w dolnej części przy napisie PGR dość dobrze się pokrywają. Jednak właśnie tam nie trafiają w drogę. Stąd można wysnuć /ostrożny/wniosek że być może droga na mapie jest wykreślona nieprawidłowo (np. zmieniono jej kształt) To błąd rzędu 30m

Co prawda zejście ze Smereka biegnie przez "pola", no ale mapa ma w końcu swoje lata.

006.jpg (56688 bytes) Mapa turystyczna w skali 1:65000 /Demart/

Mapka dość duża, a kalibrowana w oparciu o 5 punktów - dlatego też siatka mapy trochę ucieka.

Zwracam uwagę, że przy zejściu ze Smereka widać drogę z mostem przez rzeczkę, której na starszej mapie topo 1:50000 nie było.

Generalnie mapka prezentuje się nieźle, chociaż tracki w jednym miejscu uciekają - podobnie zresztą jak na mapie topo. Tyle, że tu nawet czarny track "wyskakuje" poza drogę. W tym miejscu błąd /tracka lub mapy/ sięga 40m

005.jpg (50192 bytes) Harmanec 1:50000

Mapka idealnie opisana /WGS84/, kalibracja nie gorsza niż w przypadku mapy Demartu ale tracki uciekają ok. 80m na północ.

Mając tracki dla kontroli i przygotowując w domu - w Ozim waypointy bądź UMP_a można próbować poprawić kalibrację /chociaż błąd nie jest równomiernie rozłożony/. Jeżeli jednak z tą mapą w postaci papierowej wybierzesz się na wycieczkę to musisz się liczyć z błędami dochodzącymi do 100m.

To niestety dość typowy przykład niezgodności treści mapy z siatką.

008.jpg (30753 bytes) Pomińmy informacje pochodzące z tracków i sprawdźmy same mapy.

Topo 1:50000 B&W

Kalibracja prawidłowa. Zaznaczamy dwa charakterystyczne punkty w Widełkach /Pszczeliny/

009.jpg (36472 bytes) Topo 1:25000

Co prawda siatka mapy "ucieka" o ok. 7-8m, ale i tak widać że punkty nie trafiają w mapę z dużo większym przesunięciem na linii WE.

Można przyjąć, że błąd pomiędzy mapami wynosi ok. 25m. Tu również błąd spowodowany jest przesunięciem całej /widocznej/   treści mapy wobec siatki.

010.jpg (30188 bytes) Harmanec 1:50000

Tu mamy już mniejszy błąd niż w Smereku, ale nadal to ok. 40m.

Różnice pomiędzy Harmancem a topo 1:25000 są jednak większe.

011.jpg (36463 bytes) 1:65000 /Demart/

Tu błąd w stosunku do topo 1:50000 wynosi 15 do 25m.

 

Błędy lokalizacyjne pojedyńczych obiektów.

 

012.jpg (50496 bytes) 1:65000 /Demart/

Utworzone dwa waypointy:

  • odejście czerwonego szlaku od drogi
  • studencka baza Rabe

Odległośc między punktami mapy: ok. 1600 m

 

013.jpg (51936 bytes) Harmanec 1:50000

Jak widać waypoint nr 2 z grubsza trafia w miejsce odejścia szlaku od drogi, natomiast baza studencka jest naniesiona w innym miejscu. Także ścieżka /tu: jako żółty szlak/ w pobliżu bazy biegnie inaczej.

Błąd lokalizacji bazy studenckiej pomiędzy obydwoma mapami wynosi ok. 200m

Niestety takie obiekty jak: pola biwakowe, cerkwie, kościoły, kapliczki, cmentarze czy przystanki PKS są naniesione na mapach turystycznych w sposób bardzo schematyczny i z reguły z dość dużym błędem lokalizacyjnym.

    Pisząc o anomaliach mapowo - trackowych nie sposób nie zademonstrować mapy Karkonoszy. Mapa (wydawnictwo Shocart) dobrze skalibrowana i naprawdę dobrze trafiająca w większość udostępnionych mi tracków (przykłady: pierwsze dwie ilustracje) Aż tu nagle zaprzyjaźniony mieszkaniec tamtych okolic - zresztą UMP_owiec - podsyła mi kukułcze jajo (trzecia ilustracja). Track dość długi i cały czas biegnący 50-70m na zachód od dróg. Czy ktoś to potrafi wytłumaczyć ? Czy koledze szwankuje GPS czy też siatka drogowa po stronie czeskiej jest źle naniesiona ?

014.jpg (88353 bytes)
015.jpg (59378 bytes)
016.jpg (69781 bytes)
 Podsumownie 
   Mapy papierowe stosowane przy współpracy z GPS_em są obarczone znacznie większymi błędami niż niedokładność samego systemu GPS.
   Niedokładności map wynikają z trzech głównych przyczyn:
  • Sposobu kreślenia niektórych znaków /symboli/ nie odpowiadających swoją wielkością skali mapy
  • Błędnej korelacji siatki mapy z treścią kartograficzną.
  • Błędnej lokalizacji poszczególnych /pojedyńczych/ obiektów
   W.wym. błędy dotyczą głównie map turystycznych, ale nie są ich pozbawione również mapy topograficzne. Błędy te można w znaczny sposób ograniczyć używając map topograficznych o jak największej skali np: topo 1:10.000. Niestety mapy takie obejmują stosunkowo mały wycinek terenu i używanie ich w zwykłych zastosowaniach turystycznych nie jest zbyt wygodne - o kosztach nie wspominając. Ponadto mapy topograficzne z reguły nie zawierają informacji potrzebnych turyście, stąd i tak konieczność używania map turystycznych.
  Genaralnie z moich doświadczeń wynika, że dla turystycznych /outdoorowych/ zastosowań można przyjąć następującą dokładność map papierowych - rozumianą jako dokładność 90% /nie więcej niż 10% lokalizacji będzie miało błąd większy niż podany/
  • mapy topograficzne w skali 1:10000 ok. 10m
  • mapy topograficzne w skali 1:25000  ok. 20m
  • mapy topograficzne w skali 1:50000  ok. 30m
  • mapy turystyczne w skali 1:50000 ok. 50m
   Należy mieć świadomość, że te zasady nie dotyczą obiektów takich jak: ścieżki czy szlaki, które mogą przebiegać zupełnie inaczej niż na mapach.
   Stosując "domową"   elektroniczną obróbkę map - czy to w celu wygenerowania waypointów czy też w celu wykonania mapki UMP musimy uwzględnić jeszcze błędy skanowania i kalibracji + błędy "klikania", które w moim odczuciu wynoszą dodatkowo ok. kilkadziesiąt procent. Zatem ostateczna dokładość map wyniesie:
  • mapy topograficzne w skali 1:10000 ok. 15m
  • mapy topograficzne w skali 1:25000  ok. 30m
  • mapy topograficzne w skali 1:50000  ok. 40m
  • mapy turystyczne w skali 1:50000 ok. 70m
UWAGA: Powyższe dane liczbowe określające błąd map papierowych to wyłącznie moje subiektywne spostrzeżenia - wynikające co prawda z wieloletnich obserwacji, ale nie poparte jakimikolwiek systematycznymi badaniami o charakterze naukowym.
-------------------------------------
LR V 2005