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1.11 Raster Scales / Vector Resolution
Version: 11-3-2021
Author: Murray Brown
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1. Nominal "scales" recommended for images,
from the SCANEX paper, cited above. [Some re-arrangement of the rows
for readability; see the source for the sensors identifications for the
pixel sizes.] This table is probably a good general reference, as long as it is not taken to be rigorous, but just suggestive. Read the original paper to see more than this condensed view.
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2. If you use
this very rough tabular representation, then the most honest textual
description would read something like, "this image, at a nominal scale of
xxx-xxx, was derived from the xxx-m image products of the XXX program".
So what does this mean for us if we're deciding if an existing raster
product is "good enough" for our marine project. It depends on what
you're looking for, and is best summarized in this excellent statement:
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3. There is a wonderful instructional
graphic in the Italian
Catalogo Generale delle Carte e delle Pubblicazioni Nautiche that
lists distance scales (on the left) generally associated with the nautical
chart scales (on the right). The last entry, 1:4000 has been cited in
the ecological literature as the minimum scale for good coastal zone
management. Larger values would be preferable, such as 1:1,000.
The chart names (translated) used by Chile are included for a verbal point
of reference. NOTE: ENC = Electronic Navigation Chart NOTE2: NM = nautical mile ~ 1.8 km |
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4. Now we'll look at methods to identify the "resolution" of vector files, such as coastlines or river courses. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5. These images are both of the widely-used World Vector Shoreline (WVS). The upper version is from the Global Self-consistent High Resolution Geography collection, cited above. The lower version is from GEBCO2003. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6. If you look very closely, you can see they are almost exactly the same. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7. But there are tiny differences in how GSHHG (red) handles slanted lines, compared to GEBCO (green). GSHHG uses multiple short lines, where GEBCO uses single lines. The overall resolution is obviously identical, but you will see that the GSHHG product gets an artificially finer "resolution" score below, because of this. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8. Right-click on the first line shape (GSHHG in this case), and select ATTRIBUTES > SHOW. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9. This opens a table that will be the basis of our "resolution" analysis. It's interesting, but we need more information. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
10. Select MODULES > SHAPES-LINES > LINE PROPERTIES. Make these choices, and click OK. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
11. This adds 2 new columns
to the table:
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12. Now, to see what the "resolution" of
the data, in Saga select TOOLS > TABLE > CALCULUS > TABLE CALCULATOR.
Then click OK to add this new field to the data table. |
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13. Here you see the new field, DEG/POINT, completely populated with values. You can see what they are, but to make a good analysis, we need to sort them to see the distribution. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
14. Right-click on the label at the top of the new field, and select SORT FIELDS. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
15. Make these choices to sort the new field in ASCENDING order. Then click OK. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
16. Now you can see all the values
sorted:
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So the majority of the GSHHG global map is
built on data with a resolution of around 0.0014 degrees (the MEDIAN).
Near the equator, a degree is about 100 km, so the resolution length scale
is about 0.0014 deg X 100 km/deg X 1000 m/km or roughly 140 m. The full range of resolutions goes from about 41 m to 540 m, but the minima and maxima "tails" in this distribution are very limited, so a simple visual evaluation of the median is quite justified. |
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16. Here are the results for the GEBCO
data, calculated in the same way:
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17. So the majority of the GEBCO global
map is built on data with a resolution of around 0.0025 degrees. Near
the equator, a degree is about 100 km, so the resolution length scale is
about 0.0025deg X 100 km/deg X 1000 m/ km or roughly 250 m. The full range of resolutions goes from about 50 m to 570 m, but the minima and maxima "tails" in this distribution are very limited, so a simple visual evaluation of the median is quite justified. |
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18 As expected, due to the way the GEBCO handles curvy lines (i.e. slightly longer straight lines), the nominal resolution appears to be greater than GSHHG (250 m versus 140 m). But this objectively derived "difference" is not consequential. Data users should make similar analyses of their data, in many cases, to see what's actually present and why. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
19. A Final Word of Caution: So the "resolutions" estimated here for these coastlines lie well below the best "scale" value shown in the raster diagram above. It is possible to make objective comparisons between raster and vector approaches to data resolution versus scales but you must be aware of the differences and honest in your descriptions and claims for your own data or products. |