Важно

Prevod je zajednički napor :ref:`možete se pridružiti `. Ova stranica je trenutno prevedena na |napredak prevođenja|.

11.3. Georeferencer

georefRun Georeferencer je alat za poravnavanje nereferenciranih rasterskih ili vektorskih slojeva sa poznatim koordinatnim sistemima pomoću kontrolnih tačaka na terenu (GCP). Podržava izvoz transformisanih rastera (GeoTIFF) i vektora (shapefile, geopackage itd.) ili pisanje pratećih world datoteka (samo za raster). Osnovni pristup georeferenciranju sloja jeste pronalaženje tačaka na njemu za koje možete tačno odrediti koordinate.

Mogućnosti

Табела 11.1 Alati Georeferencer-a

Ikona

Svrha

Ikona

Svrha

addRasterLayer

Otvori raster

addOgrLayer

Otvori vektor

start

Pokreni georeferenciranje

gdalScript

Generiši GDAL skriptu

loadGCPpoints

Učitaj GCP tačke

saveGCPPointsAs

Sačuvaj GCP tačke kao

transformSettings

Podešavanja transformacije

addGCPPoint

Dodaj GCP tačku

deleteGCPPoint

Obriši GCP tačku

moveGCPPoint

Pomeri GCP tačku

snapping

Tip lepljenja

cad

Prikaži dok za napredno digitalizovanje

pan

Pomeri

zoomIn

Uveličaj

zoomOut

Umanji

zoomToLayer

Uveličaj na sloj

zoomLast

Uveličaj poslednje

zoomNext

Uveličaj sledeće

linkGeorefToQGis

Poveži Georeferencer sa QGIS-om

linkQGisToGeoref

Poveži QGIS sa Georeferencer-om

fullHistogramStretch

Puno rastezanje histograma

localHistogramStretch

Lokalno rastezanje histograma

11.3.1. Georeferenciranje rasterskog sloja

Kao X i Y koordinate (DMS (dd mm ss.ss), DD (dd.dd) ili projektovane koordinate (mmmm.mm)), koje odgovaraju izabranoj tački na slici, mogu se koristiti dva alternativna postupka:

  • Sam raster ponekad pruža krstove sa koordinatama „upisanim“ na slici. U tom slučaju možete ručno uneti koordinate.

  • Korišćenje već georeferenciranih slojeva. To mogu biti vektorski ili rasterski podaci koji sadrže iste objekte koje imate na slici koju želite da georeferencirate i sa projekcijom koju želite za svoju sliku. U tom slučaju možete uneti koordinate klikom na referentni skup podataka učitan u QGIS platno karte.

Uobičajen postupak za georeferenciranje slike podrazumeva izbor više tačaka na rasteru, zadavanje njihovih koordinata i izbor relevantnog tipa transformacije. Na osnovu ulaznih parametara i podataka, Georeferencer će izračunati parametre world datoteke. Što više koordinata pružite, to će rezultat biti bolji.

Prvi korak je pokretanje QGIS-a i klik na Sloj ► georefRun Georeferencer, koji se pojavljuje u traci menija QGIS-a. Pojavljuje se dijalog Georeferencer kao što je prikazano na Сл. 11.38.

Za ovaj primer koristimo topografski list Južne Dakote iz SDGS-a. Kasnije se može vizuelizovati zajedno sa podacima iz GRASS spearfish60 lokacije. Topografski list možete preuzeti ovde: https://grass.osgeo.org/sampledata/spearfish_toposheet.tar.gz.

../../../_images/georef.png

Сл. 11.38 Dijalog Georeferencer

11.3.1.1. Unos kontrolnih tačaka na terenu (GCP)

  1. Da bismo počeli georeferenciranje nereferenciranog rastera, moramo ga učitati pomoću dugmeta addRasterLayer. Raster će se pojaviti u glavnoj radnoj oblasti dijaloga. Kada je raster učitan, možemo početi da unosimo referentne tačke.

  2. Pomoću dugmeta addGCPPoint Dodaj GCP tačku dodajte tačke u glavnu radnu oblast i unesite njihove koordinate (pogledajte sliku Сл. 11.39). Za ovaj postupak imate sledeće opcije:

    • Kliknite na tačku na rasterskoj slici i ručno unesite X i Y koordinate, zajedno sa CRS-om tačke.

    • Kliknite na tačku na rasterskoj slici i izaberite dugme pencil Sa platna karte da biste dodali X i Y koordinate uz pomoć georeferencirane karte već učitane u QGIS platno karte. CRS će biti postavljen automatski.

    • Pri unosu GCP-ova sa glavnog platna karte, imate mogućnost da sakrijete prozor georeferencer-a dok birate tačke sa glavnog platna. Ako je polje checkbox Automatski sakrij prozor georeferencer-a označeno, nakon klika na pencil Sa platna karte, glavni prozor georeferencer-a biće sakriven dok se ne doda tačka na platnu karte. Dijalog Unesite koordinate karte ostaće otvoren. Ako polje nije označeno, oba prozora ostaće otvorena dok birate tačku na platnu karte. Ova opcija deluje samo kada prozor georeferencer-a nije usidren u glavnom interfejsu.

  3. Nastavite sa unosom tačaka. Trebalo bi da imate bar četiri tačke, a što više koordinata možete pružiti, to će rezultat biti bolji. Postoje dodatne alatke za uveličavanje i pomeranje radne oblasti radi pronalaženja relevantnog skupa GCP tačaka.

    Савет

    Da biste izbegli stalno prebacivanje između dugmadi pan Pomeri, addGCPPoint Dodaj GCP tačku i moveGCPPoint Pomeri GCP tačku, možete zgodno koristiti strelice na tastaturi za pomeranje i točkić miša za skaliranje georeferencirane karte.

  4. Nakon što pružite nekoliko tačaka, možete koristiti dugmad linkQGisToGeoref Poveži QGIS sa Georeferencer-om i/ili linkGeorefToQGis Poveži Georeferencer sa QGIS-om koja će prilagoditi, redom, obuhvat karte glavnog QGIS prozora trenutnom prikazu u Georeferencer-u i/ili obrnuto.

  5. Alatkom moveGCPPoint možete pomerati GCP-ove i na platnu i u prozoru za georeferenciranje, ako je potrebno da ih ispravite.

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

Сл. 11.39 Dodavanje tačaka na rastersku sliku

Tačke koje se dodaju na kartu čuvaju se u zasebnoj tekstualnoj datoteci ([filename].points) obično zajedno sa rasterskom slikom. To nam omogućava da ponovo otvorimo Georeferencer kasnije i dodamo nove tačke ili obrišemo postojeće radi optimizacije rezultata. Datoteka tačaka sadrži vrednosti oblika: mapX, mapY, pixelX, pixelY. Za upravljanje datotekama možete koristiti dugmad loadGCPpoints Učitaj GCP tačke i saveGCPPointsAs Sačuvaj GCP tačke kao.

11.3.1.2. Definisanje podešavanja transformacije

Nakon što dodate GCP-ove na rastersku sliku, potrebno je da definišete podešavanja transformacije za proces georeferenciranja.

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

Сл. 11.40 Definisanje podešavanja transformacije georeferencer-a

Dostupni algoritmi transformacije

Dostupan je niz algoritama transformacije, u zavisnosti od tipa i kvaliteta ulaznih podataka, prirode i količine geometrijske distorzije koju ste spremni da unesete u konačni rezultat i broja kontrolnih tačaka na terenu (GCP).

Trenutno su dostupni sledeći Tipovi transformacije:

  • Algoritam Linearni koristi se za pravljenje world datoteke i razlikuje se od drugih algoritama jer zapravo ne transformiše piksele rastera. Omogućava pozicioniranje (translaciju) slike i jednoobrazno skaliranje, ali ne i rotaciju ili druge transformacije. Najpogodniji je ako je vaša slika rasterska karta dobrog kvaliteta, u poznatom CRS-u, ali joj samo nedostaju informacije o georeferenciranju. Potrebne su najmanje 2 GCP tačke.

  • Transformacija Helmert takođe omogućava rotaciju. Naročito je korisna ako je vaš raster lokalna karta dobrog kvaliteta ili ortorektifikovana vazdušna slika, ali nije poravnata sa smerom mreže u vašem CRS-u. Potrebne su najmanje 2 GCP tačke.

  • Algoritam Polinomni 1 omogućava opštiju afinu transformaciju, naročito i jednoobrazno smicanje. Prave linije ostaju prave (tj. kolinearne tačke ostaju kolinearne), a paralelne linije ostaju paralelne. Ovo je naročito korisno za georeferenciranje kartograma podataka, koji su možda iscrtani (ili podaci prikupljeni) sa različitim veličinama piksela na terenu u različitim pravcima. Potrebne su najmanje 3 GCP tačke.

  • Algoritmi Polinomni 2-3 koriste opštije polinome 2. ili 3. stepena umesto samo afine transformacije. To im omogućava da uzmu u obzir zakrivljenost ili drugo sistematsko iskrivljenje slike, na primer fotografisane karte sa zakrivljenim ivicama. Potrebno je najmanje 6 (odnosno 10) GCP tačaka. Uglovi i lokalna razmera se ne čuvaju niti tretiraju jednoobrazno preko slike. Naročito, prave linije mogu postati zakrivljene, a na ivicama ili daleko od bilo kojih GCP-ova može doći do značajne distorzije usled predalekog ekstrapoliranja polinoma prilagođenih podacima.

  • Algoritam Projektivni generalizuje Polinomni 1 na drugačiji način, omogućavajući transformacije koje predstavljaju centralnu projekciju između 2 neparalelne ravni, slike i platna karte. Prave linije ostaju prave, ali se paralelnost ne čuva, a razmera preko slike dosledno varira sa promenom perspektive. Ovaj tip transformacije najkorisniji je za georeferenciranje fotografija pod uglom (umesto ravnih skenova) karata dobrog kvaliteta, ili kosih vazdušnih slika. Potrebne su najmanje 4 GCP tačke.

  • Najzad, algoritam Thin Plate Spline (TPS) „razvlači“ raster poput gume koristeći više lokalnih polinoma za podudaranje sa zadatim GCP-ovima, uz minimizovanu ukupnu zakrivljenost površine. Oblasti udaljene od GCP-ova biće pomerene u izlazu radi prilagođavanja podudaranju GCP-ova, ali će inače biti minimalno lokalno deformisane.  TPS je najkorisniji za georeferenciranje oštećenih, deformisanih ili na drugi način blago netačnih karata, ili loše ortorektifikovanih vazdušnih snimaka.  Koristan je i za približno georeferenciranje i implicitno reprojektovanje karata sa nepoznatim tipom ili parametrima projekcije, ali gde se pravilna mreža ili gust skup ad-hoc GCP-ova može podudariti sa referentnim slojem karte. Tehnički zahteva najmanje 10 GCP-ova, ali obično više da bi bio uspešan.

U svim algoritmima osim TPS-a, ako se zada više od minimalnog broja GCP-ova, parametri će biti prilagođeni tako da se minimizuje ukupna rezidualna greška. Ovo je korisno za minimizovanje uticaja grešaka registracije, tj. blagih nepreciznosti u klikovima pokazivača ili unetim koordinatama, ili drugih malih lokalnih deformacija slike. Bez drugih GCP-ova koji bi ih kompenzovali, takve greške ili deformacije mogle bi se pretvoriti u značajne distorzije, naročito blizu ivica georeferencirane slike.  Međutim, ako se zada više od minimalnog broja GCP-ova, oni će se u izlazu podudarati samo približno. Nasuprot tome, TPS će se precizno podudariti sa svim zadatim GCP-ovima, ali može uneti značajne deformacije između bliskih GCP-ova sa greškama registracije.

Definisanje metoda preuzorkovanja

Tip preuzorkovanja koji izaberete verovatno će zavisiti od vaših ulaznih podataka i krajnjeg cilja vežbe. Ako ne želite da promenite statistiku rastera (osim onako kako to podrazumeva neuniformno geometrijsko skaliranje ako koristite nešto drugo osim Linearne, Helmert ili Polinomne 1 transformacije), možda ćete želeti da izaberete „Najbliži sused“. Nasuprot tome, „kubno preuzorkovanje“ će, na primer, obično dati vizuelno glađi rezultat.

Moguće je birati između pet različitih metoda preuzorkovanja:

  1. Najbliži sused

  2. Bilinearno (jezgro 2x2)

  3. Kubno (jezgro 4x4)

  4. Kubni B-Spline (jezgro 4x4)

  5. Lanczos (jezgro 6x6)

Definisanje opcija pravljenja rastera

Pri izvozu rastera, checkbox Opcije pravljenja rastera omogućava vam da definišete dodatne opcije koje kontrolišu kako je izlazna datoteka strukturirana i komprimovana. Više pogledajte na Opcije rasterskog drajvera.

Савет

Izaberite prazan unos ako želite da napravite sopstvenu prilagođenu kombinaciju parametara.

Definisanje podešavanja transformacije

Postoji nekoliko opcija koje je potrebno definisati za georeferencirani izlazni raster.

  • Polje checkbox Napravi world datoteku dostupno je samo ako odlučite da koristite tip transformacije Linearni ili Helmert, jer to znači da rasterska slika zapravo neće biti transformisana. U tom slučaju polje Izlazni raster nije aktivirano, jer će biti napravljena samo nova world datoteka.

  • Za sve druge tipove transformacije, morate definisati Izlazni raster. Podrazumevano se nova datoteka ([filename]_modified) pravi u istom folderu zajedno sa originalnom rasterskom slikom.

  • Kao sledeći korak, morate definisati Ciljni CRS (koordinatni referentni sistem) za georeferencirani raster (pogledajte Working with Projections).

  • Ako želite, možete generisati pdf kartu i takođe pdf izveštaj. Izveštaj uključuje informacije o korišćenim parametrima transformacije, sliku reziduala i listu sa svim GCP-ovima i njihovim RMS greškama.

  • Osim toga, možete aktivirati polje checkbox Postavi ciljnu rezoluciju i definisati rezoluciju piksela izlaznog rastera. Podrazumevana horizontalna i vertikalna rezolucija je 1.

  • Polje checkbox Koristi 0 za prozirnost kada je potrebno može se aktivirati ako pikseli sa vrednošću 0 treba da budu vizuelizovani prozirno. U našem primeru topografskog lista, sve bele oblasti bile bi prozirne.

  • Polje checkbox Sačuvaj GCP tačke čuvaće GCP tačke u datoteci pored izlaznog rastera.

  • Najzad, checkbox Učitaj u projekat po završetku automatski učitava izlazni raster u QGIS platno karte kada je transformacija završena.

11.3.1.3. Pokretanje transformacije

Nakon što su svi GCP-ovi prikupljeni i sva podešavanja transformacije definisana, samo pritisnite dugme start Pokreni georeferenciranje da biste napravili novi georeferencirani raster.

11.3.2. Georeferenciranje vektorskog sloja

Georeferenciranje vektorskih slojeva radi slično georeferenciranju rastera, ali umesto podudaranja piksela slike, podudarate vektorske geometrije (tačke, linije ili poligone) sa poznatim prostornim referencama.

Standardni postupak počinje isto kao za georeferenciranje rastera: otvorite QGIS i dodajte sloj na platno karte da biste ga koristili kao referencu. To može biti georeferencirani rasterski ili vektorski sloj, ili WMS sloj.

Otvorite dijalog Georeferencer iz Sloj ► georefRun Georeferencer.

Pokrenite georeferenciranje prateći ove korake (u ovom primeru koristimo nereferencirani alaska.shp):

../../../_images/vector_georeferencer_dialog.png

Сл. 11.41 Dijalog Vektorski georeferencer

  1. Učitajte nereferencirani vektorski sloj pomoću dugmeta addOgrLayer. Vektorski sloj će se pojaviti u glavnoj radnoj oblasti dijaloga.

  2. Aktivirajte lepljenje klikom na dugme snapping i izborom željenog tipa(ova) lepljenja. Time se omogućava lepljenje za referentni sloj pri postavljanju GCP-ova.

    Takođe možete koristiti dok cad Napredno digitalizovanje da biste obezbedili izbor tačaka visoke preciznosti. Za više informacija pogledajte odeljak Napredno digitalizovanje.

  3. Koristite dugme addGCPPoint Dodaj GCP tačku da biste dodali tačku u radnu oblast. Ručno unesite njene koordinate i postavite CRS, ili kliknite na dugme pencil Sa platna karte da biste izabrali koordinate iz georeferenciranog sloja na glavnom QGIS platnu karte. U tom slučaju CRS će biti postavljen automatski.

  4. Definišite podešavanja transformacije:

    • Izaberite Tip transformacije. Algoritmi transformacije su isti kao oni za georeferenciranje rastera. Za više detalja pogledajte Definisanje podešavanja transformacije.

    • Definišite Ciljni CRS (koordinatni referentni sistem) za georeferencirani vektor (pogledajte Working with Projections).

    • Postavite format i putanju izlazne datoteke (npr. GeoPackage, Shapefile). Podrazumevano se nova datoteka sa sufiksom _modified pravi u istom folderu kao originalna vektorska datoteka.

    • Opciono, omogućite Generiši PDF kartu i Generiši PDF izveštaj. Izveštaj uključuje parametre transformacije, GCP reziduale i rezime RMS grešaka.

    • Omogućite checkbox Sačuvaj GCP tačke da biste sačuvali GCP-ove u datoteci uz izlazni vektorski sloj.

    • Omogućite checkbox Učitaj u projekat po završetku da biste dodali rezultat direktno na platno karte.

  5. Kliknite na start Pokreni georeferenciranje da biste pokrenuli transformaciju i generisali georeferencirani vektorski sloj.

11.3.3. Prikaz i prilagođavanje svojstava sloja

Klik na opciju Svojstva izvora u meniju Podešavanja otvara Svojstva rasterskog sloja ili Svojstva vektorskog sloja u zavisnosti od tipa sloja koji georeferencirate.

11.3.4. Konfigurisanje georeferencer-a

Ponašanje georeferencer-a možete prilagoditi u Podešavanja ► Konfiguriši Georeferencer (ili koristite prečicu na tastaturi Ctrl+P).

  • Pod Savet za tačku možete koristiti polja za potvrdu da biste uključili/isključili prikaz GCP ID-jeva i X/Y koordinata i u prozoru Georeferencer-a i na glavnom platnu karte.

  • Jedinice reziduala kontroliše da li se jedinice reziduala daju u pikselima ili jedinicama karte

  • PDF izveštaj omogućava vam da postavite veličinu margine u mm za izvoz izveštaja

  • PDF karta omogućava vam da izaberete veličinu papira za izvoz karte

  • Najzad, možete aktivirati checkbox Prikaži prozor Georeferencer-a usidren. Time se prozor Georeferencer-a usidruje u glavni QGIS prozor umesto da se prikazuje kao zaseban prozor koji se može minimizovati.