Precisión vs resolución en datos de elevación

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Un buen ejemplo de algo sobre lo que estoy confundido: en la página de Wikipedia para el "modelo digital del terreno" se puede encontrar la siguiente declaración sobre un satélite en la sección "Ver también":

TanDEM-X: generación de un modelo de elevación digital mundial, consistente, oportuno y de alta precisión

¿Puedo tomar esta declaración e intercambiar la palabra precisión por la resolución de la palabra? ¿Estaría de acuerdo en que significa lo mismo después de hacerlo?

Pregunta original

Ya se ha hecho y respondido una pregunta sobre Precisión vs Precisión , pero creo que mi pregunta es diferente.

En el contexto de los archivos que almacenan modelos de elevación, un TIFF, por ejemplo, ¿cuál es la diferencia entre Precisión y Resolución en el detalle de elevación? ¿Son la misma cosa?

Normalmente, cuando pienso en modelos de elevación de baja resolución, pienso en terrenos que terminan pareciendo en bloque:

ingrese la descripción de la imagen aquí

y alta resolución correspondiente al terreno que se verá suave y tendrá más detalles.

¿Se pueden usar estos términos (precisión / resolución) de manera intercambiable cuando se habla del "detalle" en un modelo de elevación? ¿Es erróneo decir que el terreno en la imagen de arriba ha perdido precisión de su representación original?

Esta publicación casi se parecía a lo que estaba buscando, pero creo que no, porque habla de los términos en el contexto de un dominio diferente, el dominio de medidas del instrumento. (Corrígeme si me equivoco aquí)

geotiff-tiff elevation resolution precision dtmland
fuente
¿Qué quiere decir con la "representación original" de su DEM?
whuber
Sí, supongo que lo dejé algo vago. Lo que quise decir es que quien creó esa imagen puede no haber comenzado con un modelo que fuera en bloque, sino un modelo con mucho más detalle, algo que se parecería más al terreno real de la Tierra.
dtmland
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Una forma de evaluar esa imagen es considerarla como una interpolación particularmente pobre de los datos. Esos datos podrían ser absolutamente correctos en la medida en que representaban (digamos) las elevaciones en el centro de las celdas y, por lo tanto, podrían afirmar que tienen una precisión infinita. Eso ayuda a dejar en claro que lo que está reaccionando es una representación gráfica de las elevaciones en los puntos donde no tiene ningún dato. Siempre habrá cierta incertidumbre en ubicaciones tan no muestreadas: ese es el sentido en el que la resolución está indirectamente relacionada con la precisión.
whuber

Respuestas:

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Creo que puedo responder por ti.

Si observa la imagen de precisión versus precisión en el enlace que proporcionó, la precisión se refiere a la repetibilidad de la observación. Por ejemplo, si mido la distancia de un punto a otro y siempre varía solo en una cantidad muy pequeña, entonces estoy haciendo mediciones con una alta precisión.

Pero, básicamente, la resolución y la precisión no son lo mismo. Puede tener una imagen de alta resolución o un modelo de elevación que no sea preciso, al igual que puede tener un modelo de elevación de alta precisión que no sea de alta resolución.

TanDEM-X en particular apunta a ser un DEM global con una resolución de 12 m con una precisión de 2 m en relación y 10 m en absoluto (de Wikipedia). Esto implica que esta elevación será de alta precisión, baja precisión (ish) y alta resolución (para un DEM global).

EDITAR: solo una nota, el tipo de datos utilizados para representar los datos, es decir, int, float, no tiene nada que ver con la precisión. ¡No debes engañarte a ti mismo que mantener muchos números después del punto decimal significa que una observación es precisa!

Alex Leith
fuente
+1 Vale la pena señalar, sin embargo, que el tipo de datos está relacionado con la precisión. Por ejemplo, debido a que cada número entero representa un rango unitario de valores, incluye automáticamente al menos + -0.5 imprecisión. Eso es insignificante cuando las mediciones inherentemente son mucho menos precisas, pero no es insignificante para mediciones de alta precisión (como una precisión relativa de 2 m).
whuber
Me gusta la dirección aquí: ¿cuál es un ejemplo de un modelo de elevación de alta precisión que no es de alta resolución?
dtmland
1
Hola dtmland, ¡TanDEM-X es de alta precisión y baja resolución! ¡Resolución de 12 my precisión de 2 m es bastante buena! Una encuesta detallada, realizada por un topógrafo y teodolito es un ejemplo de otra encuesta de alta precisión que no es realmente de alta resolución, ya que la cobertura es relativamente baja. Mientras que un escaneo láser del área sería de alta resolución pero de baja precisión. (¡Todo es relativo, por supuesto!)
Alex Leith
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Whuber, creo que no estoy de acuerdo. El tipo de datos debe poder contener la precisión de un conjunto de datos, pero no debe utilizarse como una medida de la precisión real del conjunto de datos. Entonces, claro, un flotador de doble precisión tiene 15 cifras significativas, pero si está usando eso para almacenar un valor que tiene una precisión de 2 m, entonces también podría usar un int. El tipo de datos no tiene relevancia, ni correlación con la precisión de la observación.
Alex Leith
1
Puede que estés malinterpretando mi comentario, Alex. El problema del tipo de datos es esencialmente el mismo que el de la resolución. Por ejemplo, usar ints para almacenar elevaciones en metros significa que la resolución es de un metro. No es una relación entre la resolución de la medida en que las resoluciones más gruesas crean más imprecisión. Sin embargo, es un error suponer que la resolución no necesita ser mejor que la precisión: muchas personas lo han supuesto, pero los buenos estadísticos de John Tukey en adelante (c. 1960) lo han desmentido. En particular, para una precisión de 2m definitivamente no deberías usar un int para el almacenamiento.
whuber
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La resolución en el contexto de ráster / cuadrícula es el "tamaño de celda", o el ancho / alto en una determinada unidad (metro, pie, etc.) de cada celda / píxel en la cuadrícula.

He visto el término precisión usado de dos maneras con cuadrículas:

  1. La mayoría de las veces, lo mismo que mencionó, la precisión de la medición
  2. Tipo de datos que se utiliza para valores de celda / banda, por ejemplo, flotante, doble, enteros
Oyvind
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En lo que respecta al número uno, ¿esto se referiría a la idea de que el modelo de terreno es una medida de su contraparte del mundo real?
dtmland
Y con esta respuesta en mente, como menciono al final, ¿es erróneo decir que el terreno (en la imagen de mi publicación) ha perdido precisión de su representación original?
dtmland
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Un DTM es una aproximación a partir de la cual es posible inferir un significado sobre el mundo. Los editores de datos de altura tienden a dar mediciones de cuán cerca se ajusta un modelo al mundo real. Pero eso no le dice qué tan bien inferirá el significado de una pregunta en particular.

Por ejemplo, si desea calcular el gradiente para un área muy plana de tierra, un modelo disperso será suficiente. El mismo modelo será mucho menos útil en terrenos con cañones muy cercanos y bordes de acantilados empinados.

Es posible utilizar datos escasos para modelar el mundo e inferir correctamente el significado si los datos son correctos para ese propósito particular. También es posible obtener malos resultados a partir de datos precisos y precisos.

Los datos de baja resolución pueden dar predicciones precisas sobre un fenómeno específico si es adecuado para ese uso en particular.

Matthew Snape
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Entonces, ¿estás diciendo que la precisión y la resolución son diferentes en este contexto?
dtmland
2
Es difícil no estancarse en la semántica. Puede decir que una resolución más alta es mejor que la resolución baja, y cuantificar eso usando precisión y exactitud. Pero la mayoría de las veces el análisis se realiza para responder una pregunta en particular y desea obtener la respuesta correcta. ¿Los datos son lo suficientemente precisos para su análisis? Esto ciertamente está vinculado a la resolución, pero es más complicado que solo la resolución.
Matthew Snape
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En la práctica, un DEM de una resolución de 90 m significa que solo se atribuye un valor de altitud a un cuadrado de 90 * 90 m de tamaño. ¿Qué tan preciso es ese valor único? La respuesta a esa pregunta conduce a la noción de precisión. Una resolución DEM de 90 m puede tener una precisión de 2 m. Del mismo modo, una resolución DEM de 45 m puede tener una precisión de 10 m. En pocas palabras, es significativo trabajar con un DEM de mayor resolución y precisión. Espero que esto ayude.

usuario70338
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