時間:2015年12月03日 分類:推薦論文 次數:
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摘要:簡要指出測繪學科和儀器學科之間的精度概念的不一致問題,測繪學科中存在的對測量平差成果的濫用問題,測繪學科中存在的對系統誤差的片面認識問題。
關鍵詞:精度;精密度;精確度
一、精度概念問題
在儀器學等相關學科,精度是對測量可靠度或測量結果可靠度的一種評價,是指測量結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確度。所謂精密度即多個測量結果的離散程度,反映測量結果對被測物理量的分辨靈敏程度,是由測量誤差的分布區間的大小來評價,其主要來源于隨機誤差;所謂準確度是指多個測量結果的整體性偏差程度,其主要來源于系統誤差,其表述方式就是系統誤差值。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,則準確度也高。射擊的優劣視其射擊精確性如何。測量結果也要要求精確性好。
基于精度包含精密度和準確度雙重概念的相對籠統屬性,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確度人為設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。但在測繪學科中,精度其實就是單純的精密度的概念,是測量結果對其數學期望的離散程度的描述,不涉及真值,不包含準確度的概念,其表述方式就是標準差。
就是說,測繪學科中的精度實際只是測量成果的隨機誤差甚至是部分隨機誤差特性的描述,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!測繪學對精度的追求其實只是單純的對測量的重復性的追求,并不完全追求測量結果與真值的接近。正因為測繪學科的精度僅僅是測量結果對其數學期望的離散程度的描述,不涉及真值,甚至也不強調分辨力和有效位,所以才有了甚至降低測量分辨位反而可能實現更高精度的邏輯。
二、綜合精度問題
這里姑且撇開其他學科不談,姑且精度概念就是精密度概念。那么現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常見到。譬如:經緯儀的綜合精度為±2″,測距儀的綜合精度為±(2mm+2ppmD)等。然而從這些綜合精度指標的測試方法卻看到的是:經緯儀的所謂綜合精度實際是把經緯儀的軸系誤差、度盤偏心誤差等進行了抵償剔除處理、對調焦誤差等進行了回避處理后的殘剩誤差的離散程度的評價,其實質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誤差、周期誤差等進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行剝離處理后的殘剩部分或單項指標冠之以“綜合”指標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據的使用上也存在不加區別的問題。是單儀器的同時期的測量重復性?還是單儀器不同時期的測量重復性?還是不同儀器同時測量的結果的重復性┅┅,任意改變一個測量條件就能獲得一組不同的測量結果,也沒有誰去仔細區分這些不同的精度所代表的物理意義。譬如水準測量的一公里往返標準差。請注意,一公里往返標準差的直接原始起算數據是環路高程閉合差,而不是每一測量點的真誤差!所以一公里往返標準差反映的是水準測量環路閉合差的離散特性,而不是水準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行關聯是存在概念偷換色彩的。
最能證明水準測量點位誤差的離散度和水準測量閉合差的離散度沒有數學上的直接或間接關聯的證據就是:1、水準標尺的尺長比例改正誤差(系統誤差)對水準測量點位誤差的影響是直接的,而它對水準環路閉合差卻不產生影響;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,才有了經過綿延數千公里測量路徑而“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行估計評價,但平差結果卻因統計起算的原始數據不同而有著決然不同的含義:如果以真誤差直接統計,則當然可以獲得結果的總體誤差評價;如果雖然以真誤差為統計起算數據但卻將系統誤差模型納入進行最小二乘平差,則獲得的平差值將是測量結果的隨機誤差部分的評價。當然,實際測量中的點位真值的確是不知道的,以點位真誤差為統計起算原始數據多半不現實,所以以組合值的真誤差作為平差統計的起算數據來評價成果的可靠度也仍然有著很重要的參考意義,但要求測量人員應當熟悉誤差的形成機理、規律和總誤差的邏輯結構,不至于出現以偏蓋全的錯誤;也應當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,實際上也是進行了大量的多余觀測,利用平差技術給出最佳估值的過程。
四、改正數問題
測繪界習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,這一命名就為剔除的合理性暗示了依據:改正數嘛,改了自然就沒了,當然也就不影響精度。但這些改正數都是些什么呢?其實就是系統誤差。前邊提到的經緯儀軸系誤差、度盤偏心誤差,測距儀的測距加乘常數誤差、周期誤差等都是系統誤差。
這就是測繪思維的一個理論基礎:系統誤差是穩定的,穩定的誤差是可以改正的,改正了就不影響精度。所以系統誤差就是改正數,改正數就可以為任意大小。事實恰恰相反,絕大部分系統誤差其實都是不穩定的,其所謂的系統誤差的“穩定”只是僅僅相對于隨機誤差隨機性而言的,根本不是絕對的穩定,“改正數”處理方法不是不講前提條件的。實踐中許多劣質儀器的系統誤差的計量檢驗結果每年都不相同甚至差異巨大的事實就是例證。
正因為系統誤差的不穩定屬性,儀器的設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誤差的設計錯誤,但按我國測繪儀器計量規程仍然屬于“合格儀器”的奇聞。事實上,許多文獻對系統誤差和隨機誤差的分類相對性、對系統誤差和隨機誤差之間的辨證關系都有非常充分的論述。這應該受到重視。
五、結尾
顯然,如果將測量的重復性和改正數這樣的精度理念引入儀器學,儀器的設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為0,讓改正數等于真值,至于改正數的大小則和測繪學一樣甩給計量部門解決。一個示值永遠為0的儀器當然是測量重復性最高的儀器了。這當然是笑話了。
撰寫此文旨在指出問題,倡導原理誤差思維,希望引起學術界重視。從而理順邏輯關系,促進跨學科交流,避免濫用成果的現象,避免形而上學的簡單化思維。
閱讀范文:測繪論文范文淺析古建筑測繪教學
論文摘要:古建筑測繪是建筑學、城市規劃專業教學中一次多學科綜合實踐教學環節。本文結合實踐,闡明了建筑規劃專業中古建筑瀏繪的重要性,分析了古建筑測繪教學模式的現狀及問題。重點研究了古建筑測繪教學的方法和實踐,詳細介紹了多媒體教學、雙導師負責制、斷瀏繪技術的引進、實習教學中建立實習基地和高年級負責制教學的經驗和方法,并提出了一些新的教學考核方法。
論文關鍵詞:古建筑測繪;多媒體教學;實習教學;負責制