Российская сеть изучения и охраны пернатых хищников
Я хочу сообщить о встрече окольцованной птицы!
Пернатые хищники
Соколообразные
Совообразные
Изучение
Ключевые виды
Мониторинг
Фаунистика
Миграции
Кольцевание
Охрана
Платформинг
Нестбоксинг
Птицы и ЛЭП
ООПТ
Информация о сети
Устав и программа
Члены сети
Проекты
Мероприятия сети
Блоги
СМИ о нас
Библиотека
Журнал “RC”
Методики
Книги
Статьи
Отчёты и доклады
Презентации
Новости
События
Конференции
Прочие объявления
Из соцсетей
Для спонсоров
Горящие проекты
МЫ В СОЦСЕТЯХ
RRRCN RRRCN
Fatbirder's Top 1000 Birding Websites
НАШИ БАННЕРЫ
RRRCN RRRCN

ArcView GIS для экологов

3.1.1.3.1. Привязка топографических карт с помощью Image Warp

Метод привязки карт с помощью Image Warp является одним из самых простых и быстрых методов пространственной привязки растровых данных.

Для привязки:

1. Запускаем ArcView и подключаем расширение ImageWarp в меню File\Extensions…(рис. 246), модуль Spatial Analyst если он не был подключен до того, будет подключен автоматически.

Рис. 246. Подключение модуля ImageWarp
Рис. 246. Подключение модуля ImageWarp.

2. Открываем сессию ImageWarp, для чего в режиме открытого окна проекта заходим в меню «ImageWarp» и выбираем команду «ImageWarp session» – открывается диалоговое окно сессии ImageWarp (рис. 247).

3. Выбираем файл, который требуется привязать, для чего в диалоговом окне сессии ImageWarp нажимаем правую верхнюю кнопку «Choose image to be rectified – Выбрать растровый файл для привязки» – открывается окно загрузки файла, в котором выбираем тип файла как Image Data Source, диск, папку, файл и нажимаем «ОК» – путь к файлу отображается в поле «Image to be rectified – Привязываемый файл». В данном случае привязываем лист карты масштаба 1:200000 О38-33 (рис. 248).

4. Выбираем файл к которому будем привязывать, для чего в диалоговом окне сессии ImageWarp нажимаем правую нижнюю кнопку «Choose theme to rectify to – Выбрать тему опорных точек» – открывается окно загрузки файла, в котором выбираем тип файла, диск, папку, файл и нажимаем «ОК» – путь к файлу отображается в поле «Theme to rectify to – Тема опорных точек». В данном случае привязываем карту к углам полигона, конвертированного из векторного слоя номенклатурных листов, поэтому в качестве типа опорной темы выбираем «Feature Data Source» и подгружаем шейп-файл О38-33_vec (рис. 248).

Рис. 247. Последовательность действий при привязке карты с помощью Image Warp. Шаг 1 – открытие сессии
Рис. 247. Последовательность действий при привязке карты с помощью Image Warp. Шаг 1 – открытие сессии.

Внимание! Темой опорных точек может быть и изображение, однако в отличие от Image Analyst, Image Warp имеет слабый набор функций при работе по привязке растра к растру. Поэтому если есть необходимость привязать карту к снимку, лучше это делать с помощью Image Analyst. Либо предварительно по снимку создать векторный слой опорных точек и затем к нему привязывать карту в Image Warp.

5. После того как выбраны файл для привязки и тема опорных точек, к которой будет осуществляться привязка, в диалоговом окне сессии ImageWarp нажимаем кнопку «ОК» и переходим к следующему этапу.

6. После нажатия кнопки «ОК» в диалоговом окне сессии ImageWarp, открывается окно «Set Projection» в котором предлагается ввести проекцию для Вида. Естественно соглашаемся с этим, нажав кнопку «Yes – Да» и переходим в окно «Projection Properties».

7. В окне «Projection Properties – Свойства проекции» выставляем проекцию. В данном случае привязываем растр в проекцию Альберса для Европы, поэтому выставляем соответствующие ей параметры и нажимаем кнопку «Ок» (рис. 249).

Рис. 248. Последовательность действий при привязке карты с помощью Image Warp. Шаг 2 – выбор файлов
Рис. 248. Последовательность действий при привязке карты с помощью Image Warp. Шаг 2 – выбор файлов.

8. После того, как параметры проекции заданы, открывается окно «Load Ground Control Point Table – Загрузить таблицу опорных точек» в котором необходимо создать новый файл опорных точек (тиков) или загрузите уже существующий. Файл тиков представляет собой обычный файл DBF, один из стандартных форматов таблиц понимаемый ArcView. При желании содержимое этого файла можно подредактировать в Excel или в том же ArcView. Так как на этом этапе сохраненного файла тиков нет, создаем его. Выбираем в окне соответствующую позицию «New GCP Table – Новая таблица тиков» и нажимаем кнопку в правой части окна – открывается окно сохранения файл, в котором файл таблицы тиков по умолчанию назван GCP1.dbf. Если нет необходимости задать файлу осмысленное название, например в соответствии с названием растрового файла (О38-33), соглашаемся с таким названием и нажимаем кнопку «ОК» — путь к файлу отображается в поле окна «Load Ground Control Point Table» (рис. 250). Для завершения создания таблицы тиков нажимаем «ОК» и переходим к следующему этапу.

Рис. 249. Последовательность действий при привязке карты с помощью Image Warp. Шаг 3 – настройка проекции
Рис. 249. Последовательность действий при привязке карты с помощью Image Warp. Шаг 3 – настройка проекции.

Рис. 250. Последовательность действий при привязке карты с помощью Image Warp. Шаг 4 – создание таблицы опорных точек
Рис. 250. Последовательность действий при привязке карты с помощью Image Warp. Шаг 4 – создание таблицы опорных точек.

9. После создания таблицы тиков рабочая область ArcView делится на 3 окна Вида: левый верхний Вид – FROM – Вид, в котором находится привязываемый растровый файл, левый нижний Вид – TO – Вид, в котором находится тема опорных точек, правый Вид – TO***ROAM – Вид для отображения результата расстановки тиков. Поверх окон Вида находится панель управления Image Warp с набором инструментов расстановки тиков и навигации (рис. 251). Используя эти окна и инструментарий Image Warp далее необходимо расставить тики, однако в первую очередь необходимо задать проекцию для Вида FROM, в котором находится растровый файл (для Вида TO проекция была установлена на этапе до создания таблицы тиков (см. п. 7, рис. 249). Проекция Вида FROM должна соответствовать проекции Вида TO.

Рис. 251. Рабочие окна Image Warp
Рис. 251. Рабочие окна Image Warp.

10. Чтобы установить проекцию для Вида FROM, делаем его активным, кликнув в верхнюю неактивную (синюю) часть панели, переходим в меню View/Properties, в открывшемся окне нажимаем кнопку «Projection – Проекция», и в окне свойств проекции вводим те же значения, что и для вида TO (см. п. 7), после чего нажимаем кнопки «ОК» в обоих окнах. После этой операции карта (растровый файл для привязки) перестанет отображаться в окне Вида FROM, т.к. Вид автоматически зуммируется на область в соответствии с заданной проекцией. Чтобы вернуть карту в экстент Вида FROM в инструментарии панели управления Image Warp выбираем кнопку «Zoom To Active Theme – Масштабировать карту по границам активной темы».

После того как проекция для Вида FROM установлена в соответствии с проекцией Вида TO, можно переходить к расстановке тиков.

11. Для создания системы опорных точек в панели управления Image Warp выбираем инструмент расстановки тиков (GCP Pick Tool) (рис. 252) и с помощью него начинаем расставлять тики, попеременно щелкая сначала на опорной теме, потом на растре который привязывается. Таким образом, тики расставляем от окна содержащего источник координат TO (левое нижнее окно Вида) к окну, содержащему привязываемый растр (левое верхнее окно Вида), а никак не наоборот, как в другом программном обеспечении!

Алгоритм расстановки тиков в данном случае таков – ставим первый тик в левом верхнем углу полигона векторной темы, символизирующего границу карты, в окне TO, далее переходим в окно FROM и ставим тик в левом верхнем углу карты. Затем снова переходим в окно TO, ставим второй тик в правом нижнем углу полигона векторной темы, переходим в окно FROM и ставим тик в правом нижнем углу карты. Таким образом, расставляем тики по всей зоне привязки, чтобы точка на опорной теме соответствовала местонахождению точки на привязываемом растре (рис. 253).

Рис. 252. Панель управления Image Warp
Рис. 252. Панель управления Image Warp.

Количество тиков должно соответствовать желаемой степени полиноминального преобразования (см. ниже). При желании можно так же удалить выделенный тик, выбрав инструмент «Delete Selected GCP – Удалить выделенный тик», удалить все тики, выбрав инструмент «Delete GCP’s – Удалить все тики», включить\выключить выбранные тики, выбрав инструмент «GCP’s OFF» (отключенные тики будут присутствовать в dbf файле, но не будут участвовать в расчете коэффициентов трансформации).

12. После расстановки тиков нужно рассчитать среднеквадратичную ошибку (RMS — root mean square error) для заданной степени полинома, нажав кнопку «Calculate RMS – Рассчитать среднеквадратичную ошибку» (рис. 253). После того как расчет закончен последовательно открывается 2 диалоговых окна в первом из которых показаны параметры расчета ошибки, а во втором предлагается сохранить отчет, либо отказаться от его сохранения.

Рис. 253. Последовательность действий при привязке карты с помощью Image Warp. Шаг 5 – расстановка опорных точек
Рис. 253. Последовательность действий при привязке карты с помощью Image Warp. Шаг 5 – расстановка опорных точек.

Степень полинома определяет насколько сильные деформации будет претерпевать растр для соответствия расставленным опорным точкам. Обычно используют степень полинома не более 2-3. Большие полиномы вносят слишком большие искажения в растр. Для расчета RMS для определенной степени полинома необходимо определенное количество опорных точек. Число точек для полинома N будет равно n = (p + 1) (p + 2) / 2.То есть для полинома 1 степени, количество пар точек должно быть равно 3, для 2 полинома – 6, и т.д.

Полиноминальное преобразование 1-го порядка – линейное преобразование и по сути аналогично аффинному преобразованию. Это преобразование может изменять:
– положение по X и/или Y (изменение положения, смещает изображение на определенное число пикселей по X и Y),
– масштаб по X и/или Y (коэффициенты масштабирования по X и Y могут быть различными),
– наклон по X и/или Y;
– поворот вокруг центрального пикселя изображения (при повороте, можно определить любое положительное или отрицательное число градусов, для поворота по- и против часовой стрелки соответственно)
– отражение (переворот изображения слева направо, сверху вниз, сверху вниз и слева направо – аналогично повороту на 180 градусов).
Преобразование 1-го порядка может быть использовано для:
– перевода исходного (например, только что отсканированного) изображения в прямоугольную систему координат,
– преобразования одной прямоугольной системы координат в другую (обычно это преобразование используется для относительной небольших фрагментов),
– исправление перекосов в данных дистанционного зондирования,
– поворота отсканированных топографических листов, и поворота данных с нисходящих орбит так, что бы север был вверху изображения (а не по ходу орбиты).
Преобразование 1-го порядка также может быть использовано для данных, которые уже спроецированы на плоскость. Например, часто данные дистанционного зондирования, уже находятся в локальной прямоугольной системе координат, но не приведены к соответствующей проекции.
Для осуществления полиномиального преобразования первой степени необходимо найти 6 коэффициентов – по три на каждую координату (X и Y): a0, a1, a2, b0, b1, b2. Эти коэффициенты, далее используются в собственно уравнениях полиномиального преобразования первой степени (эквивалентного также аффинному преобразованию):
x0 = a0 + a1x + a2y
y0 = b0 + b1x + b2y
где x, y — исходные координаты, x0,y0 — конечные координаты
Нелинейные преобразования – это преобразования 2-го и более порядка. Эти преобразования могут корректировать нелинейные искажения.
Преобразования 2-го порядка могут быть использованы для:
– преобразования данных в географической системе координат (широта, долгота) в прямоугольную,
– преобразования данных больших областей (для учета кривизны Земли),
– точной привязки искаженных по той или иной причине данных (например, из-за искажений линз камеры, плохо отсканированных материалов) и т.д.

Рис. 254. Примеры полиноминальных преобразований 1-го и 2-го порядка
Рис. 254. Примеры полиноминальных преобразований 1-го и 2-го порядка.

13. После того, как среднеквадратичная ошибка рассчитана, в панели управления Image Warp нажимаем кнопку «Go Write the New Image File – Начать трансформацию», тем самым, запустив процесс трансформации растра и создания новой зарегистрированной в ArcView растровой темы (рис. 253). В результате последовательно открываются диалоговые окна, в которых выбираем нужные опции.

14. В первом диалоговом окне предлагается (Do you want to keep the point you just entered?) сохранить тики, нажав кнопку «Yes», либо отказаться от их сохранения, нажав кнопку «No». Если нет уверенности в том, что привязка будет осуществлена корректно с первого раза, лучше сохранить тики, чтобы не вводить их заново при коррекции привязки. В данном случае файл тиков не потребуется, т.к. привязывается топокарта фактически без трансформации в вертикальной ориентации, поэтому нажимаем кнопку «No» и переходим к следующему окну (рис. 255).

Рис. 255. Последовательность действий при привязке карты с помощью Image Warp. Шаг 6 – трансформация
Рис. 255. Последовательность действий при привязке карты с помощью Image Warp. Шаг 6 – трансформация.

14. Во втором диалоговом окне «Pick Image Theme – Выбор привязываемой темы» выбираем привязываемый растр из списка для его дальнейшей трансформации и нажимаем «ОК» рис. 255. В данном случае в списке лишь один растр, подгруженный в Вид FROM.

15. В третьем диалоговом окне «Choose Type – Выбор типа» выбираем формат результирующего (конечного) растра – того, который будет на выходе после трансформации и для которого будет создан файл привязки. Доступно 5 форматов: BSQ BIP BIL JPG TIF. Любой из этих форматов может быть в дальнейшем загружен в Arcview, однако JPG потребует для этого включения специального расширения (File/Extensions/JPEG(JFIF) Image Support).После выбора формата файла, нажимаем «ОК» рис. 255. В данном случае сохраняем файл как TIF, т.к. это наиболее приемлемый формат для индексированных топографических карт.

16. В четвертом окне «Pick Method – Выбор метода» выбираем метод интерполяции яркости пикселей, то есть данных находящихся в ячейках растра и нажимаем «ОК» рис. 255.

Image Warp использует один из 3-х методов, различающихся по количеству соседних пикселей участвующих в расчете результирующего значения пикселя на выходе:

– «Cubic Convolution – Кубическая свертка» – применяется для трансформации аэро- и космической съемки, полноцветных (true color) растров, в случае когда требуется максимально сохранить объекты визуально. Линейные объекты остаются линиями при повороте, хотя количество пикселей определенного значения (цвета) увеличивается, появляются пиксели с новыми, промежуточно-интерполированными значениями (максимальное количество пикселей участвует в расчете яркости результирующего пикселя);

– «Bilinear interpolation – Билинейная интерполяция» – метод, по которому в трансформации участвуют пиксели, расположенные на соседней линии ячеек растра;

– «Nearest Neiboughr – Метод ближайшего соседа» – используется при трансформации индексированных растров, когда нужно сохранить статистику изображения (для расчета яркости результирующего пикселя используется только один пиксель). При повороте линейных объектов они становятся ступенчатыми, но количество пикселей с определенным значением в конечном растре тоже, что и в исходном растре;

17. Пятое окно является информационным, в котором вкратце описано зачем выбирается размер пикселя. Нажимаем кнопку «ОК» и переходим к шестому окну «Cell Size – Размер пикселя» в котором требуется задать размер пикселя конечного растра. Значение 0 – дает возможность программе самой подобрать размер пикселя так, чтобы количество рядов и колонок в конечном растре максимально соответствовало начальному (размер файла начального растра на диске тоже будет примерно равен размеру файла конечного растра). Это не всегда хорошо, в случае, когда поворот за счет перепроектирования велик и растр значительно меняет размеры. В этом случае количество рядов и колонок может сильно увеличиться, а 0 заставит программу сильно уменьшить разрешение растра, что ухудшит его качество. В данном случае трансформация карты минимальна, а ее поворот не будет превышать 5°, поэтому оставляем значение по умолчанию 0 и нажимаем кнопку «ОК» рис. 255.

18. В седьмом окне выбираем диск и папку для сохранения конечного растра, в поле «File Name – Имя файла» вводим осмысленное имя файла, вместо предложенного по умолчанию NewImg1.xxx и нажимаем кнопку «ОК» рис. 255. В данном случае вводим имя o38-33_ras.TIF в соответствии с именем исходного файла отсканированной карты с суффиксом _ras.

19. После того как файлу задано имя, начинается процесс трансформации. ImageWarp переводит простой растр в грид – растровую модель данных используемую модулем Spatial Analyst. Грид перепроектируется методами Spatial Analyst и после трансформации переводится обратно в простой растр и сохраняется в нужном формате.

Процесс заканчивается открытием диалогового окна «RasterWarp::Grid2Img», символизирующего успешное окончание процесса и информационного диалогового окна в котором отображается информация о результатах программных шагов по трансформации изображения. В обоих окнах нажимаем «ОК» и уходим в сессию ImageWarp.

20. На этом привязка топокарты завершена, поэтому в панели управления ImageWarp нажимаем кнопку «Quit – Выход», тем самым, закрыв сессию.

Конечный растр сохраняется в заданной папке в виде двух файлов – собственно растрового файла и файла привязки (world file): в данном случае o38-33_ras.TIF и o38-33_ras.tifw. Для того, чтобы подгрузить привязанную карту в ArcView, в панели управления нажимаем кнопку «Add Theme», в окне загрузки файлов выбираем диск, папку, тип «Image Data Source» и нажимаем «ОК» — растровый файл добавляется в оглавление Вида и далее с ним можно работать (см. главу 3.1.1.4. Обработка карт в ArcView).

 

Содержание

 

 

Страниц: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55

Наверх

Пернатые хищники и их охрана
Форум сети
Фотоальбом
Видеотека
  • Login

  • Войти через loginza

    30.11.2016

    Международная конференция по сохранению птиц в Венгрии

    Международная конференция по охране птиц в Венгрии

    Международная конференция по сохранению птиц, организованная Венгерской национальной сетевой компанией MAVIR , в сотрудничестве с Обществом охраны птиц Венгрии (MME/Birdlife) и Институтом Германа Отто, прошла в Венгрии 7-8 ноября 2016.

    29.11.2016

    Прослеживание балобанов, помеченных передатчиками, подтверждает, что браконьерство наносит основной урон популяциям соколов

    DSC_7919-

    Из 10 балобанов (6 самок и 4 самцов), помеченных передатчиками в Алтае-Саянском регионе в 2016 г. после сезона браконьерского лова соколов продолжило миграцию лишь 4 сокола (3 самца и 1 самка).

    Все новости

    Flora Hoser on the conference. Photo by Márton Horváth

    Презентации докладов Международной конференции по сохранению птиц в Венгрии

    Презентации докладов Международной конференции по сохранению птиц в Венгрии, проходившей 7-8 ноября 2016 г.

    Эльвира Николенко на конференции «Сохранение биоразнообразия в Южной Сибири»

    Презентации докладов конференции «Сохранение биоразнообразия в Южной Сибири»

    Презентации докладов конференции «Сохранение биоразнообразия в Южной Сибири», проходившей в г. Новосибирск (Россия) 4–6 ноября 2016 г.

    Все публикации