24.2.5. Plugin Georeferenziatore

Il georefRun Plugin Georeferenziatore è uno strumento per generare file di georeferenziazione (world file) per i raster. Permette di georeferenziare raster in sistemi di coordinate geografiche o proiettate, creando un nuovo GeoTiff oppure associandogli un world file. L’approccio di base del plugin è quello di individuare punti del raster per i quali puoi determinare accuratamente le coordinate.

Funzioni

Icona

Azione

Icona

Azione

addRasterLayer

Carica un raster

start

Avvia la georeferenziazione

gdalScript

Genera uno script GDAL

loadGCPpoints

Carica punti GCP (Ground Control Point)

saveGCPPointsAs

Salva Punti GCP come…

transformSettings

Imposta la trasformazione

addGCPPoint

Aggiunge un nuovo punto

deleteGCPPoint

Elimina un punto

moveGCPPoint

Sposta un punto GCP

pan

Sposta

zoomIn

Ingrandisce la vista

zoomOut

Rimpicciolisce la vista

zoomToLayer

Zoom sul layer

zoomLast

Zoom precedente

zoomNext

Zoom successivo

linkGeorefToQGis

Collegare il georeferenziatore a QGIS

linkQGisToGeoref

Collegare QGIS al georeferenziatore

fullHistogramStretch

Stiramento completo dell’istogramma

localHistogramStretch

Stiramento locale dell’istogramma

Tabella Georeferenziatore: Strumenti del Georeferenziatore

24.2.5.1. Utilizzo del plugin

Per le coordinate X e Y (espresse in gradi, primi e secondi DMS (dd mm ss.ss), in gradi decimali DD (dd.dd) o le coordinate proiettate (mmmm.mm) espresse in metri), che corrispondono ai punti selezionati sull’immagine, puoi usare due procedure alternative:

  • Alcune volte nei raster sono presenti punti con le coordinate scritte sull’immagine. In questo caso puoi inserire manualmente le coordinate.

  • Usando layer già georeferenziati. Può trattarsi di dati vettoriali o raster che contengono gli stessi oggetti/geometrie presenti nell’immagine che si desidera georeferenziare e con la proiezione che vuoi per la tua immagine. In questo caso, puoi inserire le coordinate facendo click sul dataset di riferimento caricato nell’area della mappa QGIS.

La procedura più comune per la georeferenziazione di un’immagine consiste nel selezionare più punti sul raster, specificandone le coordinate e scegliendo un tipo di trasformazione adeguata. Sulla base dei parametri di input e dei dati, il plugin calcolerà i parametri deworld file. Più coordinate vengono fornite, migliore sarà il risultato.

Il primo passo è avviare QGIS, caricare il plugin Georeferenziatore (vedi management_plugins) e cliccare su Raster ‣ georefRun Georeferenziatore, che appare nella barra dei menu di QGIS. La finestra di dialogo del plugin Georeferenziatore appare come mostrato in figure_georeferencer_dialog.

Per questo esempio, stiamo usando una carta topografica del South Dakota di SDGS. Può essere successivamente visualizzata insieme ai dati della cartella GRASS spearfish60. Puoi scaricare la carta topografica da qui: https://grass.osgeo.org/sampledata/spearfish_toposheet.tar.tar.gz.

../../../../_images/georefplugin.png

Fig. 24.19 Finestra di dialogo del Plugin Georeferenziatore

24.2.5.1.1. Aggiungere punti di controllo (GCP)

  1. Per iniziare la georeferenziazione di un raster non referenziato, dobbiamo caricarlo usando il pulsante addRasterLayer. Il raster verrà visualizzato nell’area di lavoro principale della finestra di dialogo. Una volta caricato il raster, possiamo iniziare a inserire i punti di riferimento.

  2. Utilizzando il pulsante addGCPPoint Aggiungi punto, aggiungi punti all’interno dell’area di lavoro principale e insesci le rispettive coordinate (vedi la figura figure_georeferencer_add_points). Per effettuare questa procedura, hai tre opzioni:

    • Cliccare su un punto del raster ed inserire le coordinate X/Y manualmente.

    • Cliccare su un punto nell’immagine raster ed usare il pulsante pencil Dalla mappa per inserire le coordinate X e Y con l’aiuto di una mappa georeferenziata già caricata nella vista mappa di QGIS.

    • Utilizzando il pulsante moveGCPPoint, puoi spostare i GCP in entrambe le finestre, nel caso in cui fossero posizionati in maniera errata.

  3. Continuare ad inserire punti. Dovresti inserire almeno 4 GCP: più punti vengono inseriti, migliore sarà il risultato. Ci sono strumenti aggiuntivi nella finestra di dialogo del plugin per ingrandire e spostare l’area di lavoro al fine di individuare un insieme rilevante di punti GCP.

../../../../_images/choose_points.png

Fig. 24.20 Aggiungi punti all’immagine raster

I punti che sono stati aggiunti alla mappa verranno salvati in un file di testo separato ([filename].points) in genere insieme all’immagine raster. Questo ti consente di aprire in un secondo momento il plugin Georeferenziatore e aggiungere nuovi punti oppure cancellarne alcuni, in maniera da migliorare il risultato finale. Il file dei punti contiene i valori del modulo: mapX, mapY, pixelX, pixelY. Puoi usare i pulsanti loadGCPpoints Carica punti GCP e saveGCPPointsAs Salva i punti GCP come per gestire i file.

24.2.5.1.2. Impostare una trasformazione

Dopo aver aggiunto i GCP all’immagine raster, devi definire le impostazioni di trasformazione del processo di georeferenziazione.

../../../../_images/transformation_settings.png

Fig. 24.21 Definizione delle impostazioni di trasformazione del georeferenziatore

24.2.5.1.2.1. Algoritmi di trasformazione disponibili

A seconda del numero di punti di controllo a terra acquisiti, puoi utilizzare diversi algoritmi di trasformazione. La scelta dell’algoritmo di trasformazione dipende anche dal tipo e dalla qualità dei dati in ingresso e dalla quantità di distorsione geometrica che sei disposto a introdurre nel risultato finale.

Attualmente sono disponibili le seguenti tipologie di trasformazione:

  • L’algoritmo di trasformazione lineare è utilizzato per generare un file di georeferenziazione o world file, ed è differente rispetto agli altri algoritmi, in quanto attualmente non adatta deformandolo il raster originale. Questo algoritmo in genere non è adatto nel caso in cui si lavori con immagini scannerizzate.

  • La trasformazione di Helmert esegue una rototraslazione del raster con variazione di scala.

  • Gli algoritmi Polinomiali di grado 1-3 sono i più utilizzati per garantire la maggior coerenza tra i punti inseriti e quelli risultanti dopo la trasformazione. L’algoritmo polinomiale più utilizzato è la trasformazione attraverso un polinomio di secondo grado, che permette alcune curvature. La trasformazione polinomiale di primo grado (affine) permette di conservare la collinearità dei punti, e consente solamente di scalare, traslare e ruotare l’immagine.

  • L’algoritmo di traformazione Thin Plate Spline (TPS) è un metodo di georeferenziazione recente, che permette di introdurre delle deformazioni localizzate all’interno dei dati. Questo algoritmo risulta particolarmente efficace quando si vogliono georeferenziare immagini di scarsa qualità.

  • La traformazione Proiettiva consiste in una rotazione lineare ed in una traslazione delle coordinate.

24.2.5.1.2.2. Metodo di ricampionamento

Il tipo di ricampionamento scelto dipenderà probabilmente dai dati in ingresso e dall’obiettivo finale del lavoro. Se non vuoi cambiare le statistiche dell’immagine, potresti voler scegliere «Vicino più prossimo», mentre un «Ricampionamento cubico» probabilmente fornirà un risultato più omogeneo.

Puoi scegliere tra cinque diversi metodi di ricampionamento:

  1. Vicino più prossimo

  2. Lineare

  3. Cubico

  4. Spline Cubica

  5. Lanczos

24.2.5.1.2.3. Definizione delle impostazioni di trasformazione

Ci sono diverse opzioni che devono essere definite per l’output georeferenziato di un raster.

  • La casella di controllo checkbox Crea il file di georeferenziazione è attiva solo se scegli la trasformazione lineare, quando il raster non viene fisicamente deformato. In questo caso, il campo Output raster non viene attivato, perché verrà creato solo un nuovo file world.

  • Per tutti gli altri tipi di trasformazione devi definire un Raster in output.Come modalità predefinita, viene creato un nuovo file ([nomefile]_modificato) nella stessa cartella del raster di partenza insieme all’immagine raster originale.

  • Devi poi scegliere il SR (Sistema di riferimento) per il Raster georiferito (vedi Lavorare con le proiezioni).

  • Se vuoi, puoi creare delle mappe pdf e anche dei report pdf. Il report fornisce informazioni sui parametri di informazione utilizzati, una rappresentazione degli scarti e una lista con tutti i GCP e i loro errori RMS.

  • Inoltre puoi attivare la casella di controllo checkbox imposta risoluzione finale e definire la risoluzione in pixel del raster di output. La risoluzione predefinita orizzontale e verticale è 1.

  • La casella di controllo| Utilizzare 0 per la trasparenza quando necessario può essere attivata, se i pixel con il valore 0 devono essere visualizzati trasparenti. Nel nostro esempio toposheet, tutte le aree bianche sarebbero trasparenti.

  • Infine la casella di controllo checkbox Carica in QGIS una volta eseguito carica automaticamente il raster di output nella vista mappa di QGIS a trasformazione terminata.

24.2.5.1.3. Mostra e modifica le proprietà del raster

Cliccando sull’opzione Proprietà raster nel menu Impostazioni si apre la finestra di dialogo Layer properties del file raster che vuoi georeferenziare.

24.2.5.1.4. Configurare il georeferenziatore

  • Puoi definire se visualizzare le coordinate e/o gli IDs dei GCP.

  • Imposta le unità dei residui, pixel e unità di mappa.

  • Per i report PDF, è possibile definire un margine sinistro e destro ed è anche possibile impostare il formato carta per la mappa PDF.

  • Infine puoi attivare la casella di controllo checkbox Mostra la finestra del georeferenziatore agganciata.

24.2.5.1.5. Eseguire la trasformazione

Dopo aver acquisito tutti i GCP e definite tutte le impostazioni di trasformazione, basta premere il pulsante start Inizia la georeferenziazione per creare il nuovo raster georeferenziato.