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GIS II Proseminar WS 2004/2005 GIS II Proseminar WS 2004/2005 10. Raster...  Georeferenzierung - Arne Adomeit -  Georeferenzierung.

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1 GIS II Proseminar WS 2004/2005 GIS II Proseminar WS 2004/ Raster...  Georeferenzierung - Arne Adomeit -  Georeferenzierung

2 2 Gliederung Ausgangssituation Ausgangssituation Georeferenzierung ??? Georeferenzierung ??? Referenzpunkte Referenzpunkte Affine Transformation Affine Transformation Allgemeines Allgemeines Toolbar in ArcMap Toolbar in ArcMap Softwaredemo Softwaredemo Aufgabe III Aufgabe III Durchführung einer Georeferenzierung Durchführung einer Georeferenzierung Link Table Link Table Control Points / Transformationen Control Points / Transformationen Aufgabe IV Aufgabe IV

3 3 Ausgangssituation RasterdatenReferenzfläche z.B. Luftbildaufnahme Koordinaten in Pixel Rasterdaten durch Scannen von Karten,Fotos, Satellitenbilder usw. meist topographische Karten Koordinaten in Gauß-Krüger (vorgegebene Flächen, Karten usw.  bei ArcMap Shapfile )

4 4 Georeferenzierung ???  Antworten auf die Fragen :  Wo gehören meine Rasterdaten hin?  Sind meine entnommenen Informationen richtig? (Fläche, Strecke) RasterdatenReferenzdaten es werden verschiedene Koordinaten benutzt den Rasterdaten muss eindeutig zugewiesen werden, welcher Stelle sie in den Referenzdaten entsprechen bei der Georeferenzierung realisiert man dies mit Hilfe einer Transformation durch Hilfspunkte

5 5 Referenzpunkte Eine Georeferenzierung benötigt zur Transformation Referenzpunkte  bekannt im Referenzlayer und in Rasterdaten markante Punkte (Kreisverkehr, Hausecke...) „control points“ in ArcMap mathematische Funktion  hängt von Anz.d.Referenzpunkte ab bei uns reicht 1.Ordnung (affine) Qualität der Transformation hängt von Art und Auswahl der Referenzpunkte ab. „RMS-Error“ in ArcMap Wichtig: gute, gleichmäßige Verteilung der Punkte. Möglichst mehr als benötigt

6 6 Affine Transformation Die Transformation mit einer mathematischen Funktion wird in ArcMap automatisch durchgeführt. Translation SkalierungRotation Scherung mehr dazu  Toolbar-Vorstellung

7 7 Durchführung einer Georeferenzierung Zum Referenzieren brauchen wir: einen Referenzlayer zu referenzierende Rasterdaten „control points“ die in beiden Bildern bekannt sind  Und los geht‘s !

8 8 Toolbar in ArcMap I Starten der Toolbar unter: View \ Toolbars \ Georeferencing oder rechte Maustaste + Symbolleiste Name des Rasterdaten rotieren,verschieben Referenzpunkte einfügen (1.Raster 2.Referenzlayer) „View Link Table“  Tabelle mit den einzelnen Pass -punkten u Genauigkeiten (später) Klick! Es öffnet sich ein Untermenü mit weiteren Funktionen (Wir arbeiten nur auf dem Raster !)

9 9 Toolbar in ArcMap II Georeferenzierung wird aktualisiert & gespeichert als *.aux-file Speichern des interpolierten, entzerrten Rasters Verschieben, rotieren Automatische Anpassung nach jedem eingefügten Referenzpunkt (standardmäßig aktiviert) Anzeige aktualisieren Auswahl der Transformationsart Alle Referenzpunkte werden gelöscht Transformation wird zurück- gesetzt, control points bleiben erhalten.

10 10 Softwaredemo aus dem letzten Semester...

11 11 Aufgabe III Die wissenschaftlichen Mitarbeiter eines Versuchgutes der Universität wollen die Schläge des Versuchsfelds neu aufteilen, haben aber das Luftbild verschludert. Nach dem Erhalt eines neuen Luftbildes passen die Rasterdaten und die Referenzdaten nicht mehr zusammen. Könnt ihr ihnen helfen? Sonst ist das bis Weihnachten immer noch nicht geschafft... Kopiert den Ordner v:\adomeit\aufgabe3 in euer Verzeichnis. Kopiert den Ordner v:\adomeit\aufgabe3 in euer Verzeichnis. Transformiert das Luftbild („versuchsgut.bmp“) mit Hilfe von 3 control points auf die Schlägekarte Transformiert das Luftbild („versuchsgut.bmp“) mit Hilfe von 3 control points auf die Schlägekarte Dazu wurden 3 Grenzpunkte im Luftbild markiert. Diese müsst ihr auch im Referenzlayer finden. Dazu wurden 3 Grenzpunkte im Luftbild markiert. Diese müsst ihr auch im Referenzlayer finden. Speichert die Georeferenzierung als *.aux-file und die control points als *.txt-file ab.Speichert die Georeferenzierung als *.aux-file und die control points als *.txt-file ab. („schläge_diko.shp“) Tip!  rechte Maustaste  Zoom to Layer

12 12 Durchführung I1. Aktivieren der Werkzeugleiste in ArcMap (View  Toolbars  Georeferencing) 2. Laden der Rasterdatei, die georeferenziert werden soll. (+ add data) 3. Laden des Referenzlayers im gleichen Datenrahmen (Beachte: Referenzlayer muss an oberster Stelle stehen !) 4. Zoom in den Bereich des Layers auf den die Rasterdaten transformiert werden sollen. (bei unserem Bsp. egal) 5. Aktivieren „Auto Adjust“ (standardmäßig)  Grobe Transformation in den ausgewählten Bereich  Automatische Anpassung nach jedem „control point“

13 13 Durchführung II6. Benutzen von den Werkzeugen verschieben, rotieren oder Den Menüeintrag „Kippen und Drehen“ um die Daten noch Besser zur Deckung zu bekommen. 7. Verbesserung durch das Setzen von control points Eingabe = „set control points“ Zur Kontrolle Link Table aufrufen auf Position (x,y) in den Rasterdaten klicken dann auf zugehörige Position im Referenzlayer

14 14 Link Table Im Link Table werden alle control points aufgelistet Für jeden Punkt gibt es Raster- und Referenzkoordinaten Laden und Speichern als *.txt-Datei (Load,Save) Doppelklick um Werte zu editieren Genauigkeit der einzelnen Punkte Löschen von Punkten RMS-Error=mittlere Lagegenauigkeit aller Punkte Je kleiner desto besser !!! Laden & Speichern

15 15 Durchführung III8. Speichern der Georeferenzierung 1. „Update georeferencing“ speichern als *.aux-Datei Rasterdatei.aux Löschen macht auch die Georeferenzierung rückgängig nur von ESRI-Produkten lesbar (Nachteil) 2. „Rectify“ speichern des entzerrten interpolierten Rasters bietet sich an, wenn man noch weitere Referenzierungen mit dem gleichen Raster machen muss 2 Möglichkeiten

16 16 Durchführung IV „Rectify“ = Korrigieren Neuberechnung der Rasterkoordinaten notwendig „Resampling“  Umrechnung der Zellengröße u. Position Eingaben: Zellgröße Resample Type Speicherort 1. „Nearest Neighbour“ berechnet einen Zellwert aus der direkten Nach- barschaft der neuen Zellposition. (schnell) 2+3. andere Methoden, welche die Berechnung mit mehr Punkten und Gewichtung durchführen. (Man braucht mehr control points (4/16Punkte) Resultat: glattes Ergebnis des berechneten Rasters *.tiff  *.tfw

17 17 Control Points Um mit den control points ein besseres Ergebnis zu erzielen 1. control point auf Raster setzen 2. rechte Maustaste betätigen Koordinaten per Hand Eingeben (X,Y) Punkt verwerfen Raster Klick!

18 18 Transformationen Die verschiedenen Transformationen können auch im Link Table angesteuert werden im allg. reicht meistens eine affine Transformation aus. 2. U. 3.Ordnung bringen nur eine Genauigkeitssteigerung, wenn die control points gut gewählt sind 1.Ordnung  3 control points 2.Ordnung  4 control points 3.Ordnung  10 control points Jedoch haben wir bei der 3.Ordnung keine geradentreue Abb. mehr !

19 19 Aufgabe IV Bei der Durchführung einer Georeferenzierung von den Angestellten des Versuchsgutes hat sich ein grober Fehler eingeschlichen. Jedoch sind nur noch die folgenden Dateien auf dem Rechner zu finden: schläge_diko.shp, versuchsgut_gedreht.bmp schläge_diko.shp, versuchsgut_gedreht.bmp uebung4.txt, hilfe.txt uebung4.txt, hilfe.txt Findet den Fehler der bei der Georeferenzierung gemacht wurde und berichtigt ihn. Speichert das jetzt korrekt referenzierte Raster als ergebnis.tif ab. Das Resampling soll mit dem Typ„Nearest Neighbour“ durchgeführt werden Was könnt ihr über die Qualität sagen? schläge_diko.shp und das gespeicherte Raster Öffnet schläge_diko.shp und das gespeicherte Raster Hilfreich sind die Datei hilfe.txt und der Befehl „rectify“ Die Daten befinden sich unter v:\adomeit\uebung4

20 20 Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit ! Frohe Weihnachten ! Quellen: Using Arc Map Modeling our world Getting started with ArcGis Bilder


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