時間:2015年12月03日 分類:推薦論文 次數(shù):
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摘要:簡要指出測繪學(xué)科和儀器學(xué)科之間的精度概念的不一致問題,測繪學(xué)科中存在的對測量平差成果的濫用問題,測繪學(xué)科中存在的對系統(tǒng)誤差的片面認(rèn)識問題。
關(guān)鍵詞:精度;精密度;精確度
一、精度概念問題
在儀器學(xué)等相關(guān)學(xué)科,精度是對測量可靠度或測量結(jié)果可靠度的一種評價,是指測量結(jié)果與真值的接近程度。精度乃精確度的概念,精確度乃精密度加之準(zhǔn)確度。所謂精密度即多個測量結(jié)果的離散程度,反映測量結(jié)果對被測物理量的分辨靈敏程度,是由測量誤差的分布區(qū)間的大小來評價,其主要來源于隨機(jī)誤差;所謂準(zhǔn)確度是指多個測量結(jié)果的整體性偏差程度,其主要來源于系統(tǒng)誤差,其表述方式就是系統(tǒng)誤差值。例如打靶,如果彈著點分布很松散,射擊精密度就低,如果彈著點密集在一起,則射擊精度高。在射擊精密度高的情況下,若彈著點密集于靶子中心部分,則準(zhǔn)確度也高。射擊的優(yōu)劣視其射擊精確性如何。測量結(jié)果也要要求精確性好。
基于精度包含精密度和準(zhǔn)確度雙重概念的相對籠統(tǒng)屬性,精度是一個定性的概念,難以定量。譬如精度好精度差等。而定量也只能分別按精密度和準(zhǔn)確度人為設(shè)限定量到分等級的程度,譬如精度S1級、S2級、S3級,J1級、J2級、J6級等。但在測繪學(xué)科中,精度其實就是單純的精密度的概念,是測量結(jié)果對其數(shù)學(xué)期望的離散程度的描述,不涉及真值,不包含準(zhǔn)確度的概念,其表述方式就是標(biāo)準(zhǔn)差。
就是說,測繪學(xué)科中的精度實際只是測量成果的隨機(jī)誤差甚至是部分隨機(jī)誤差特性的描述,更多的是對測量過程的部分精度損失量的估計,根本不是對測量成果的絕對誤差范圍的描述!測繪學(xué)對精度的追求其實只是單純的對測量的重復(fù)性的追求,并不完全追求測量結(jié)果與真值的接近。正因為測繪學(xué)科的精度僅僅是測量結(jié)果對其數(shù)學(xué)期望的離散程度的描述,不涉及真值,甚至也不強(qiáng)調(diào)分辨力和有效位,所以才有了甚至降低測量分辨位反而可能實現(xiàn)更高精度的邏輯。
二、綜合精度問題
這里姑且撇開其他學(xué)科不談,姑且精度概念就是精密度概念。那么現(xiàn)在又有一個問題名詞叫綜合精度,由于沒有找到這一概念的明確定義,只是在諸多儀器精度表述中經(jīng)常見到。譬如:經(jīng)緯儀的綜合精度為±2″,測距儀的綜合精度為±(2mm+2ppmD)等。然而從這些綜合精度指標(biāo)的測試方法卻看到的是:經(jīng)緯儀的所謂綜合精度實際是把經(jīng)緯儀的軸系誤差、度盤偏心誤差等進(jìn)行了抵償剔除處理、對調(diào)焦誤差等進(jìn)行了回避處理后的殘剩誤差的離散程度的評價,其實質(zhì)主要是對度盤刻畫不均勻誤差的一個單項誤差的評價。而測距儀的綜合精度是對加乘常數(shù)誤差、周期誤差等進(jìn)行了改正剔除處理后的殘剩誤差的離散程度的評價。這樣把主要的誤差進(jìn)行剝離處理后的殘剩部分或單項指標(biāo)冠之以“綜合”指標(biāo)的做法再次為精度一詞加重了混亂。就是說,所謂的“綜合精度”實際是精度的
進(jìn)一步剝離分解的含義而恰恰不是綜合的含義。
三、精度計算方法問題
不僅精度的計算方法是要將許多主要誤差進(jìn)行剝離剔除處理、具有一定的自我安慰色彩,而且在精度的起算數(shù)據(jù)的使用上也存在不加區(qū)別的問題。是單儀器的同時期的測量重復(fù)性?還是單儀器不同時期的測量重復(fù)性?還是不同儀器同時測量的結(jié)果的重復(fù)性┅┅,任意改變一個測量條件就能獲得一組不同的測量結(jié)果,也沒有誰去仔細(xì)區(qū)分這些不同的精度所代表的物理意義。譬如水準(zhǔn)測量的一公里往返標(biāo)準(zhǔn)差。請注意,一公里往返標(biāo)準(zhǔn)差的直接原始起算數(shù)據(jù)是環(huán)路高程閉合差,而不是每一測量點的真誤差!所以一公里往返標(biāo)準(zhǔn)差反映的是水準(zhǔn)測量環(huán)路閉合差的離散特性,而不是水準(zhǔn)測量點位誤差的離散特性!拿高程閉合差的離散特性與點位高程的誤差的離散特性進(jìn)行關(guān)聯(lián)是存在概念偷換色彩的。
最能證明水準(zhǔn)測量點位誤差的離散度和水準(zhǔn)測量閉合差的離散度沒有數(shù)學(xué)上的直接或間接關(guān)聯(lián)的證據(jù)就是:1、水準(zhǔn)標(biāo)尺的尺長比例改正誤差(系統(tǒng)誤差)對水準(zhǔn)測量點位誤差的影響是直接的,而它對水準(zhǔn)環(huán)路閉合差卻不產(chǎn)生影響;2、測量參考起點本身的誤差對每一個測量點的精度的影響是直接的,但它卻也不影響環(huán)路閉合差;3、儀器的分辨誤差對每一測量點的精度的影響是直接的,但分辨誤差足夠大時卻反而能導(dǎo)致閉合差為零。正因為有了這樣的以閉合差來評價精度,才有了甚至測量結(jié)果的精度反而比測量參考起點的“精度”更高的反邏輯,才有了“精度”越測越高的反邏輯,才有了經(jīng)過綿延數(shù)千公里測量路徑而“精度”絲毫不受損失。實際上,測量成果的精度=測量參考源的精度+測量過程的精度損失量。所以一般的原理是:測量過程實際都是精度的損失過程,被測量的結(jié)果的精度不可能超過測量參考源的精度,只能是相對的和局部的定論。
測量平差可以對測量誤差進(jìn)行估計評價,但平差結(jié)果卻因統(tǒng)計起算的原始數(shù)據(jù)不同而有著決然不同的含義:如果以真誤差直接統(tǒng)計,則當(dāng)然可以獲得結(jié)果的總體誤差評價;如果雖然以真誤差為統(tǒng)計起算數(shù)據(jù)但卻將系統(tǒng)誤差模型納入進(jìn)行最小二乘平差,則獲得的平差值將是測量結(jié)果的隨機(jī)誤差部分的評價。當(dāng)然,實際測量中的點位真值的確是不知道的,以點位真誤差為統(tǒng)計起算原始數(shù)據(jù)多半不現(xiàn)實,所以以組合值的真誤差作為平差統(tǒng)計的起算數(shù)據(jù)來評價成果的可靠度也仍然有著很重要的參考意義,但要求測量人員應(yīng)當(dāng)熟悉誤差的形成機(jī)理、規(guī)律和總誤差的邏輯結(jié)構(gòu),不至于出現(xiàn)以偏蓋全的錯誤;也應(yīng)當(dāng)善于估計那些被剝離的誤差的大小。
許多測量儀器的工作過程,實際上也是進(jìn)行了大量的多余觀測,利用平差技術(shù)給出最佳估值的過程。
四、改正數(shù)問題
測繪界習(xí)慣于將許多誤差剔除而用殘剩誤差來評價精度,而把那些所剔除的誤差命名為改正數(shù),這一命名就為剔除的合理性暗示了依據(jù):改正數(shù)嘛,改了自然就沒了,當(dāng)然也就不影響精度。但這些改正數(shù)都是些什么呢?其實就是系統(tǒng)誤差。前邊提到的經(jīng)緯儀軸系誤差、度盤偏心誤差,測距儀的測距加乘常數(shù)誤差、周期誤差等都是系統(tǒng)誤差。
這就是測繪思維的一個理論基礎(chǔ):系統(tǒng)誤差是穩(wěn)定的,穩(wěn)定的誤差是可以改正的,改正了就不影響精度。所以系統(tǒng)誤差就是改正數(shù),改正數(shù)就可以為任意大小。事實恰恰相反,絕大部分系統(tǒng)誤差其實都是不穩(wěn)定的,其所謂的系統(tǒng)誤差的“穩(wěn)定”只是僅僅相對于隨機(jī)誤差隨機(jī)性而言的,根本不是絕對的穩(wěn)定,“改正數(shù)”處理方法不是不講前提條件的。實踐中許多劣質(zhì)儀器的系統(tǒng)誤差的計量檢驗結(jié)果每年都不相同甚至差異巨大的事實就是例證。
正因為系統(tǒng)誤差的不穩(wěn)定屬性,儀器的設(shè)計師們常常為此絞盡腦汁,而這與測繪界的一個簡單的“改正”處理形成了一個巨大的反差。正因為有了這樣一個“改正數(shù)不影響精度”的思維,所以就有了存在巨大偏差的儀器也是合格儀器的高論。正因為有了這樣一個“改正數(shù)不影響精度”的思維,所以就有了甚至儀器存在非原理性系統(tǒng)誤差的設(shè)計錯誤,但按我國測繪儀器計量規(guī)程仍然屬于“合格儀器”的奇聞。事實上,許多文獻(xiàn)對系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的分類相對性、對系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差之間的辨證關(guān)系都有非常充分的論述。這應(yīng)該受到重視。
五、結(jié)尾
顯然,如果將測量的重復(fù)性和改正數(shù)這樣的精度理念引入儀器學(xué),儀器的設(shè)計師們定然會欣喜若狂。因為他們很容易想到讓儀器的測量示值永遠(yuǎn)為0,讓改正數(shù)等于真值,至于改正數(shù)的大小則和測繪學(xué)一樣甩給計量部門解決。一個示值永遠(yuǎn)為0的儀器當(dāng)然是測量重復(fù)性最高的儀器了。這當(dāng)然是笑話了。
撰寫此文旨在指出問題,倡導(dǎo)原理誤差思維,希望引起學(xué)術(shù)界重視。從而理順邏輯關(guān)系,促進(jìn)跨學(xué)科交流,避免濫用成果的現(xiàn)象,避免形而上學(xué)的簡單化思維。
閱讀范文:測繪論文范文淺析古建筑測繪教學(xué)
論文摘要:古建筑測繪是建筑學(xué)、城市規(guī)劃專業(yè)教學(xué)中一次多學(xué)科綜合實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。本文結(jié)合實踐,闡明了建筑規(guī)劃專業(yè)中古建筑瀏繪的重要性,分析了古建筑測繪教學(xué)模式的現(xiàn)狀及問題。重點研究了古建筑測繪教學(xué)的方法和實踐,詳細(xì)介紹了多媒體教學(xué)、雙導(dǎo)師負(fù)責(zé)制、斷瀏繪技術(shù)的引進(jìn)、實習(xí)教學(xué)中建立實習(xí)基地和高年級負(fù)責(zé)制教學(xué)的經(jīng)驗和方法,并提出了一些新的教學(xué)考核方法。
論文關(guān)鍵詞:古建筑測繪;多媒體教學(xué);實習(xí)教學(xué);負(fù)責(zé)制