6876

Створення геоприв’язаної карти

Лабораторная работа

География, геология и геодезия

Створення геоприв'язаної карти Однією з базових задач в роботі із супутниковими знімками, є прив'язка їх до існуючої карти, чи створення нової карти на основі супутникових зображень. В даній роботі ми розглянемо процес створення геоп...

Украинкский

2013-01-08

3.87 MB

2 чел.

Створення геоприв’язаної карти

 Однією з базових задач в роботі із супутниковими знімками, є прив’язка їх до існуючої карти, чи створення нової карти на основі супутникових зображень.

В даній роботі ми розглянемо процес створення геоприв’язаної карти при наявності лише сканованої топографічної карти та супутникового зображення тієї ж місцевості.

  1.  Прив’язка до координат растрового зображення карти

В якості базової топографічної карти візьмемо «генштабівську» карту України в масштабі 1:100 000. Її можна скачати з [1]. Для приклада візьмемо квадрат М-36-050. (рис. 1.1)

Рис. 1.1. Карта України, квадрат М-36-050

Збережену карту відкриємо в ENVI:

  •  File/Open Image File, далі вказуємо шлях до файлу;
  •  В Available Band List (Список доступних спектральних знімків) завантажуємо зображення на екран – Load RGB (Рис.1.2)

Рис 1.2 Діалогове вікно при відкритті файлу.Available Band List

Рис. 1.3 Вікно Image to Map Registration

Створєюмо pts-файл, що містить координати чотирьох кутів.

  •  Map/Registration/select GCPs: Image to Map
  •  В діалоговому вікні Image to Map Registration зі списку Select Registration Projection (Вибір проекції) обираємо проекцію вихідного зображення GK Zone 6 (Pulkova 1942) та Datum (Рівнева поверхня)WGS-84. Натискаємо ОК. (Рис. 1.3)
  •  В діалоговому вікні Ground Control Points Selection (Вибір наземних контрольних точок) переключаємось в режим Lat/Lon кнопкою зі стрілочками (Рис. 1.4).
  •  Послідовно додаємо опорні точки в кутах карти, починаючи із верхнього лівого. Для вибору опорних точок необхідно обрати потрібних піксель в окні Zoom, ввести координати широти(Lat) та довготи (Lon) Add Point (Рис. 1.4)

Після того, як ці операції завершено, потрібно пересвідчитись, що помилка (RMS Error) дорівнює нулю.

Збережемо pts-файл (File/Save GCPs /Lat /Lon у тіє ж директорії та з тим же імям, що і файл карти (М-36-050.pts)

Рис.1.4 Вікно Ground Control Points Selection

Тепер виконаємо географічну прив’язку карти.

  •  Map/Registration/Warp from GCPs:Image to Map (Деформація зображення в карту за опорними точками).
  •  Далі обираємо pts-файл (M-36-050.pts).
  •  У вікні Registration Parameters  обираємо тип проекції, що задавався при визначенні опорних точок (GK Zone 6 (Pulkova 1942), Datum WGS-84) та вводимо розміри пікселя за осями X та Y(10м).
  •  Обираємо карту, яку треба деформувати.
  •  Вводимо наступні параметри деформації: Warp Method (Метод деформації)Polynomial (Поліноміальний), Degree 1, Resampling Cubic Convolution, Background 0.
  •  Вводимо ім’я та шлях, де будемо зберігати файл. В деяких версіях ENVI потрібно обирати вже існуючий файл, інакше програма вилетить із помилкою. Натиснемо ОК (Рис 1.5).

Рис.1.5 Вікно Registration Parameters

Тепер обріжемо поля карти за допомогою ROI (Області інтересу), використовуючи pts-файл. Обираємо – Basic Tools/Region of Interest/ROI Tool. В ROI_Type/ Input Points from ASCII, потрібно обрати збережений pts-файл  (M-36-050.pts), та проекцію, у який він був створений (Geographic Lat/Lon), рис.1.6.

Рис.1.6 Вікно Input ASCII File

Рис.1.7 Вікно Subset Data via ROI

Для того, щоб вивести на екран тільки зображення, що знаходиться в області інтересу, виберемо File/Subset Data via ROI у вікні ROI Tool.

Далі обираємо зображення, що потрібно обрізати, та за якою областю. Параметр Mask pixels outside of ROI? встановлюємо в Yes. Тепер вказуємо куди зберегти отриманий файл та натискаємо ОК (Рис.1.7).

Після перерахунку завантажимо отриманий файл в Available Band List (Рис. 1.8)

Рис.1.8 Геоприв’язанная карта з обрізаними полями

  1.  Створення карти із супутникового зображення

Закриємо всі файли, крім останнього та відкриємо заздалегідь підготовлений супутниковий знімок у форматі jpeg (файл Kyiv_LS7.jpg) тієї ж ділянки. Створення композитних знімків з окремих каналів буде детально розглянуто у наступних лабораторних роботах, а заразвикористаємо готовий знімок.

Зображення супутника Landsat 7 доступні для вільного завантаження у [2-6]

В Available Band List завантажуємо зображення на два екрани одночасно (карта – Display#1, знімок – Display#2 ) (Рис. 1.9)

Рис.1.9 Одночасно відкриті в ENVI знімок та карта

Створюємо pts-файл, що містить 10-20 опорних точок, рівномірно розподілених по карті:

  •  Map/Registration/select GCPs: Image to Image.У вікні вказати Base Image (Базове зображення) – Display#1 та Warp Image (Зображення для деформації) – Display#2.
  •  У вікні Ground Control Points Selection визначаємо опорні точки, що відповідають одне одному на обох зображеннях. Рекомендується встановлювати точки в місцях перехрестя доріг,на мостах, кутах будівель і т.п. 
  •  Після цього, натиснувши кнопку Show List, Пересвідчуємось, що помилка мінімальна (не перевищує одиниці). У разі необхідності, найбільш «грубі» точки треба замінити. (Рис. 1.10).
  •  Збережемо pts-файл File/Save GCPs to ASCII, з імям, що співпадає з імям вихідного непривязаного знімка.

Рис. 1.10 Вікно Ground Control Points Selection

Тепер виконаємо географічну прив’язку карти за допомогою інструмента Warp:

  •  Map/Registration/Warp from GCPs:Image to Image. Далі обираємо створений  pts-файл, зображення, що буде деформуватись (знімок) та базове зображення (карта). Потрібно ввести наступні параметри деформації: Warp Method – Polynomial, Degree – 1, Resampling – Cubic Convolution , Background – 0. Вводимо назву файлу та натискаємо ОК.

Звяжемо обидва зображення (Tools/Link/Link Displays) та перевіримо точність привязки.

Отримані карти можна зберегти у форматі GeoTIFF [7], що підтримується всіма ГІС та программами для роботи із супутниковими знімками. File/Save file as/TiFF/Geo TiFF.

Наприклад, комерційна версія Google Earth Pro дозволяє добавити власну карту на глобус автоматично, користуючись інформацією прив’язки (Рис. 1.11). В безкоштовній версії Google Earth доведеться власноруч підбирати масштаб карти та «висоту камери».

Рис. 1.11 Карта, додана до Google Earth Pro

Література та джерела

  1.  Сайт «Топографические карты Украины 1:100000».
  2.  Global Land Cover Facility. Landsat Imagery.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69701. КЛЮЧІ 27.5 KB
  В той же час, до цього номер 1 був закріплений за Івановим. У нас вийшло, що один і той же номер зіставлений різним клієнтам. Тепер уявимо, що про це нічого не знає оператор, що знаходиться в магазині. Сидоров замовляє монітор LG, але не оплачує його вчасно...
69702. Функції для роботи з окремими символами 74 KB
  При зміні регістра російських букв можуть виникнути проблеми, уникнути яких допоможе правильна установка локали. Локалью називатимемо сукупність локальних настройок системи, таких як формат дати і часу, мова, кодування.
69703. Спеціальні функції 35 KB
  Ми вже знайомі з технологією Cookies тому знаємо як зберегти поточний номер питання починаючи з якого тест буде продовжений. А як запам’ятати номери питань масив які згенерували для студента Зберегти масив в Cookies ми не можемо зате можна зберегти рядок.
69704. Математичні функції 47.5 KB
  Функція mах() повертає максимальний з переданих їй п аргументів. Наприклад, echo max(7,10, 3,1 $а, $b) виведе 10, якщо значення $а і $Ь менше або рівні 10. Якщо функції переданий один параметр, то він повинен бути масивом, в якому буде вироблений пошук максимального елементу.
69705. Читання і запис в бінарному режимі 53.5 KB
  Для кожного відкритого файлу система зберігає величину яка називається покажчиком поточної позиції файлу. При відкритті файлу цей покажчик встановлюється на початок файлу. З кожним викликом функції читання файлу покажчик поточної позиції зрушується...
69706. Функції для роботи з файлами 102 KB
  Всі функції можна розділити на такі групи: Функції маніпулювання файлами. Функції для роботи з іменами файлів. Функції визначення типа і параметрів файлу.
69707. Перевантаження функцій 27.5 KB
  Перевантаження функцій — це використання одного імені для декількох функцій. Секрет перевантаження полягає в тому, що кожне перевизначення функції повинне використовувати або інші типи параметрів, або іншу їх кількість. Тільки ці відмінності дозволяють компілятору визначати...
69708. Перевантаження конструкторів 27.5 KB
  Для перевантаження конструктора існують три причини: гнучкість, можливість створення ініціалізованих (не ініціалізованих) об’єктів і конструкторів копіювання. Досить часто об’єкти класу можна створити декількома способами.
69709. Параметри по замовчуванню 24.5 KB
  Значення за замовчанням задається за допомогою синтаксичної конструкції яка дуже схожа на ініціалізацію змінної. Наприклад наступний оператор оголошує що функція myfunc отримує один аргумент типу double що за замовчанням приймає значення...