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Rencontres QGIS 2025

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#1 Tue 18 March 2008 22:38

jmbonnaz
Participant occasionnel
Date d'inscription: 31 Dec 2006
Messages: 11

Précision d'un point obtenu dans un système local par une similitude 2

Bonjour


Je cherhce à déterminer les coordonnées planimétriques d'un point que je transforme d'un système local en un système global (une rotation, un facteur d'échelle et deux translations).


En utilisant la méthode des moindres carrés sur plusieurs points de calage, j'arrive à éterminer la précision sur les paramètres (rotation, facteur d'échelle, translations).

En appliquant la loi de propagation des erreurs moyennes, j'arrive à obtenir une précison sur mon point.

Cette loi prend en compte la précision des mesures (angle et distances) et la précision des points de calage dans le système gobal ne semble pas intervenir.

Par conséquent j'ai l'impression que la précision obtenue est relative au système.


Est-il possible de faire intervenir la précision des points de calage  dans le calcul de la précision du point transformé ?

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#2 Wed 19 March 2008 08:32

ChristopheV
Membre
Lieu: Ajaccio
Date d'inscription: 7 Sep 2005
Messages: 3199
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Re: Précision d'un point obtenu dans un système local par une similitude 2

Bonjour,

La composée de deux translations en géométrie euclidienne c'est une translation, le "deux" est inutile. Vous réalisés une transformation d'Helmert.

j'arrive à éterminer la précision sur les paramètres


Non vous qualifiez la qualité de la transformation, les paramètres que vous calculez n'ont pas de précision. Ils correspondent aux paramètres qui permettent de transformer vos points mesurés en points calculés, la distance au carré de ces points avec les points de référence (les valeurs vraies à atteindre) étant minimale. Les seules valeurs ayant une qualité statistique sont ces distances au carrés. En général ces population sont Gaussiennes pour les écarts en X et en Y, pour les écarts en distance il s'agit de la loi de Rayleigh.

Pour répondre à votre dernière question de façon plus explicite, prenons un exemple:

Vous mesurez un certain nombre de points avec un GPS dernier cri, et vous obtenez un jeu de coordonnées en projection.
Vous mesurez ces mêmes points avec une station totale, ce en coordonnées locales.
Pour l'ensemble de ces mesures vous chercherez par une méthodologie appropriée à éliminer les erreurs systématiques, et les  erreurs "humaine".

Vous pourrez appliquer à ces mesures la théorie des erreurs moyenne et compagnie. Mais le calcul d'une Helmert pour passer du système local au système projeté permettra juste de vérifiez la conformité des deux systèmes, ou pour faire simple que les figures formées par les points sont les mêmes à un facteur d'échelle près. Si pour un écart en distance entre deux points vous obtenez une valeur  aberrante, ce n'est pas la transformation d'helmert qui vous permettra de savoir si c'est votre point GPS ou votre point topo qui est faux!


A+

Christophe


Christophe
L'avantage d'être une île c'est d'être une terre topologiquement close

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#3 Wed 19 March 2008 13:01

jmbonnaz
Participant occasionnel
Date d'inscription: 31 Dec 2006
Messages: 11

Re: Précision d'un point obtenu dans un système local par une similitude 2

Je ne suis pas trop d'accord sur le fait que les paramètres que l'on calcule (une rotation, un facteur d'échelle et deux translations) ne sont pas connus à une certaine précision. Pourquoi n'en aurait-il pas ?

On connait la matrice des cofacteurs des inconnues Qxx=N-1. Le calcul de la précision des paramètres est donc faisable en utilisant la loi de propagation des erreurs moyennes.


Par ailleurs je ne cherche pas à éliminer les erreurs systématiques et humaines (sans dout parlez vous de fautes dans ce cas) mais à prendre en compte les erreurs accidentelles en supposant qu'elles suivent une loi normale. Les erreurs systématiques et les fautes sont supposées être déjà éliminées.


Maintenant admettons que je connaisse les coordonnées d'un point dans un système local e, n et les paramètres de la transformation. Cela me permet de connaître les coordonnées de ce point dans le système global suivant les équations :
E=an+be+c
N=-bn+ae+d avec a=lambda*cos(oméga) (lambda : facteur d'échelle et oméga : rotation) , b=lambda*sin(oméga), c, f les deux translations

En appliquant la loi de propagation des erreurs moyennes, j'arrive à calculer la précision de ce point.


Cette loi semble prendre en compte la précision des mesures (angle et distances) mais la précision des points de calage dans le système gobal ne semble pas intervenir.

Par conséquent j'ai l'impression que la précision obtenue est relative au système.


Qu'en pensez vous et est-il possible de si tel est le cas de connaître la précision du point dans le système global ?




PS : j'utilise une similitude 2D  conforme à 4 paramètres mais pas une Helmert au sens où les coordonnées des points locaux ne sont pas réduites au centre de gravité du système local, ce qui supprimerait le calcul des deux translations.

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#4 Wed 19 March 2008 22:08

ChristopheV
Membre
Lieu: Ajaccio
Date d'inscription: 7 Sep 2005
Messages: 3199
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Re: Précision d'un point obtenu dans un système local par une similitude 2

B'soir,

Il y a un peu de confusion dans tout cela.

Christophe a écrit:

Pour l'ensemble de ces mesures vous chercherez par une méthodologie appropriée à éliminer les erreurs systématiques, et les  erreurs "humaine".


Excusez moi j'ai employé le futur à tort.


Concernant vos équations et votre postscriptum, lisez ceci

Par conséquent j'ai l'impression que la précision obtenue est relative au système.

Qu'en pensez vous et est-il possible de si tel est le cas de connaître la précision du point dans le système global ?


J'ai mesuré un point  A(1,1) avec une précision de 2 cm je lui ajoute 256 mètres quelle est la précision du point B obtenu ?

A+

Christophe


Christophe
L'avantage d'être une île c'est d'être une terre topologiquement close

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#5 Wed 19 March 2008 23:43

Jeirhome
Membre
Lieu: Liverion
Date d'inscription: 22 Aug 2006
Messages: 4298
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Re: Précision d'un point obtenu dans un système local par une similitude 2

jmbonnaz a écrit:

En appliquant la loi de propagation des erreurs moyennes, j'arrive à calculer la précision de ce point.

Cette loi prend en compte la précision des mesures (angle et distances) et la précision des points de calage dans le système gobal ne semble pas intervenir.


C'est quel code Dalloz cette loi ?

Dans une propagation des erreurs, tu mets les erreurs que tu veux. Pourquoi la précision sur les mesures seraient plus importantes que la précision des points de calage ? En quoi est-ce différent ?

Souviens-toi lorsque tu utilisais GeoLab, tu mettais des précisions partout, pour tes points, et tes mesures. Ce logiciel de calcul prend en compte toutes les erreurs. Où est le soucis ?


J'ai un point A(1, 1) avec une précision de 2 cm je lui ajoute la valeur mesurée à 3 cm près de 256 mètres, quelle est la précision du point B obtenu ?


Jérôme Cuinet
L'avantage de la Chine, c'est que le soleil se couche plus tard !

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#6 Thu 20 March 2008 08:07

jmbonnaz
Participant occasionnel
Date d'inscription: 31 Dec 2006
Messages: 11

Re: Précision d'un point obtenu dans un système local par une similitude 2

Mais dans mes équations je les mets où les précisions de mes oints de calage ?


Gege pour le code Dalloz, relis tes cours ! J'ai pas le niveau d'inventer ça

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#7 Thu 20 March 2008 08:13

jmbonnaz
Participant occasionnel
Date d'inscription: 31 Dec 2006
Messages: 11

Re: Précision d'un point obtenu dans un système local par une similitude 2

Je reprécise que je n'utilise pas une transformation de Helmert mais une similitude 2D à 4 paramètres. Je ne réduis pas dans mon calcul les coordonnées du système local au centre de gravité.

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#8 Thu 20 March 2008 08:32

jmbonnaz
Participant occasionnel
Date d'inscription: 31 Dec 2006
Messages: 11

Re: Précision d'un point obtenu dans un système local par une similitude 2

En gros ce que tu me dis c'est que dans ma matrice de variance covariance, il faut que je prenne en compte la précision sur les coordonnées est et nord de mes points de calage en plus de la précision sur mes mesures d'angle et de distance.


Ca devrait marcher ?


Si je ne prend pas en compte la précision en coordonnées des points de calage, j'obtiendrai une précision de mon point qui serait une précision relative (je considère les points de calage comme parfait).


Alors une question, quand on fais une station libre avec des appareils de chez Leïca, il faut viser le nombre de points de calage que l'on veut et après l'appareil nous calcul la précision de la station. J'ai refais le calcul à la main.

Mais l'appareil ne nous demande pas la précision des points de calage. Ce qui voudrait dire qu'il calcul la précision de la station libre en considérant les points de calage comme parfaits ?

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#9 Thu 20 March 2008 14:09

Jeirhome
Membre
Lieu: Liverion
Date d'inscription: 22 Aug 2006
Messages: 4298
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Re: Précision d'un point obtenu dans un système local par une similitude 2

Je dis simplement que si on simplifie à l'extrème le problème, je ne vois pas de soucis.

Après dans la pratique, je n'apporte aucune solution, car je ne vois pas comment tu pourrais rajouter dans un calcul matriciel ces précisions afin d'avoir un résultat plié après quelques produits matriciels et calculs de déterminants.

Ton calcul porte sur la transformation, pas sur le système en lui même. Le résultat produit donc une précision relative (liée à la transformation). Or ton calcul des points dans le système global n'est pas un calcul de compensation, c'est une application des paramètres. Tu te poses la question de la précision de la simple application de formule et tu voudrais la résoudre dans ton problème de compensation. Je pense que les problèmes sont séparés.


Jérôme Cuinet
L'avantage de la Chine, c'est que le soleil se couche plus tard !

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#10 Fri 15 August 2008 12:56

Pierre Dolez
Participant assidu
Lieu: Proville
Date d'inscription: 14 Aug 2008
Messages: 519
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Re: Précision d'un point obtenu dans un système local par une similitude 2

Bonjour,
Je découvre le sujet un peu tard, mais il m'intéresse.
Le problème des transformations se résume à la question simple : "On possède un ensemble de points dans un sustème indépendant ou local, ou ancien. On désire transformer ces coordonnées dans un autre système, dit général. On possède un certain nombre de points connus dans les deux systémes. Quelle est la formule pour réaliser cette opération, et quelle est précision du résultat obtenu".
La réponse est la suivante.
Xg=Tx + XX * x + XY * y
Yg=Ty + XY * x + YY * y
Cette formule comporte 6 paramètres, c'est une transformation affine qui ne conserve pas les angles, c'est à dire qu'un carré sera transformé en parallélogramme. C'est la formule de transformation qui donne le moins d'écart. L'incertitude qur un point est égale à l'emq calculée qur l'ensemble des points connus dans les 2 systèmes.
Cette déformation est jugée inacceptable dans certain cas. Au lieu d'une transformation affine, on fait une transformation qui est la somme de 3 transformation : translation, homothétie, rotation, en ce cas la formule s'écrit       
Xg=Tx + A * x - B * y
Yg=Ty + B * x + A * y      (je n'ai pas fait de faute de signe)
La définition de l'incertitude sur un point est la même que précédemment, sauf qu'elle est toujours plus importante. Cette dernière transformation se calcule plus facilement, la méthode de calcul est connue sous le nom de Helmert.
Deux points connus dans les deux systèmes permettent de calculer la transformation (T+H+R). Trois points connus ou plus donnent plusieurs résultats possibles. On a admis que le meilleur résultat était celui qui minimise  la somme des carrées des écarts 

Si on veut une transformation affine, 3 points communs donnent une seule solution. 4 points communs ou plus donnent plusieurs solutions. etc.

Enfin, quand on a choisi le nombre de points communs et la transformation T+H+R ou Affine, il y a une solution qui minimise la somme des carrés des écarts et une seule. L'incertitude sur un point quelconque est égale à l'emq du résultat, indépendamment de toute autre considération.
Cordialement

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#11 Fri 15 August 2008 13:13

Pierre Dolez
Participant assidu
Lieu: Proville
Date d'inscription: 14 Aug 2008
Messages: 519
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Re: Précision d'un point obtenu dans un système local par une similitude 2

Une petite précision sur la transformation Translation + Homothétie + Rotation.
Sur le plan strictement mathématique, deux figures isomorphes (mêmes angles, mêmes rapports de distances) peuvent se déduire l'une de l'autre par une transformation unique, une homothétie-rotation. On a rajouté une translation uniquement pour des raisons de précision de calcul. La position du "centre" de la transformation intervient dans les paramètres mais n'a aucune importance. On a l'habitude de prendre le centre de gravité, mais on pourrait aussi bien prendre le premier point de base, par exemple.

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#12 Sat 23 August 2008 14:25

ChristopheV
Membre
Lieu: Ajaccio
Date d'inscription: 7 Sep 2005
Messages: 3199
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Re: Précision d'un point obtenu dans un système local par une similitude 2

Bonjour,

a position du "centre" de la transformation intervient dans les paramètres mais n'a aucune importance. On a l'habitude de prendre le centre de gravité, mais on pourrait aussi bien prendre le premier point de base, par exemple.


L'utilisation du barycentre n'est pas obligatoire mais permet de simplifier les calculs.

Cette formule comporte 6 paramètres, c'est une transformation affine qui ne conserve pas les angles, c'est à dire qu'un carré sera transformé en parallélogramme. C'est la formule de transformation qui donne le moins d'écart.


Il y a aussi la déformation élastique par modèle gravitaire qui donne 0 comme écarts.

Pour la faute de signe qui effectivement n'en est pas une lorsque l'on précise le repère. Ici nous sommes sur topographie et en général les angles sont exprimés avec le 0 au Nord et sens horaire positif donc des signes différents pour B. (c'est juste pour couper les cheveux en quatre).


Christophe
L'avantage d'être une île c'est d'être une terre topologiquement close

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